Η Drosophila melanogaster, πιο γνωστή ως μύγα των φρούτων, μπορεί να φαίνεται σαν ένα παράσιτο που τρέχει στο μύλο. Αυτά τα έντομα, ωστόσο, είναι κρίσιμα για τη συνεχιζόμενη έρευνα για διάφορες νευρολογικές ασθένειες στο Νοσοκομείο Παίδων του Τέξας.
Οι μύγες των φρούτων είναι τόσο σημαντικές για αυτήν την έρευνα επειδή μοιράζονται το 75% των γονιδίων που προκαλούν ασθένειες στους ανθρώπους, αναπαράγονται γρήγορα και οι επιστήμονες μπορούν εύκολα να αλλάξουν τον κωδικό DNA τους, σύμφωνα με το UC Davis. Ωστόσο, ο χειρισμός αυτών των φρουτόμυγων στο εργαστήριο μπορεί να είναι μια δύσκολη προσπάθεια.
Η ABB Robotics και το Ινστιτούτο Νευρολογικών Ερευνών Jan and Dan Duncan (Duncan NRI) στο Νοσοκομείο Παίδων του Τέξας δημιούργησαν έναν αυτοματοποιημένο σταθμό εργασίας μεταφοράς μύγας φρούτων. Το σύστημα διαθέτει το συνεργατικό ρομπότ YuMi διπλού βραχίονα της ABB για να βοηθήσει στη μελέτη ασθενειών όπως το Αλτσχάιμερ, το Χάντινγκτον και το Πάρκινσον.
Η εταιρεία είπε ότι αυτό είναι το πρώτο αυτοματοποιημένο σύστημα που δεν απαιτεί να ακινητοποιηθούν οι μύγες με αναισθητικά όπως διοξείδιο του άνθρακα πριν από τη μεταφορά. Το στάδιο της αναισθησίας είναι ένα κουραστικό βήμα σε προηγούμενα συστήματα, το οποίο μπορεί να βλάψει τη συμπεριφορά των μυγών και την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της μελέτης.
«Έχουμε δει σημαντικά βήματα στον αυτοματισμό του εργαστηρίου όλα αυτά τα χρόνια, ωστόσο ορισμένες κρίσιμες εργασίες εξακολουθούν να εκτελούνται χειροκίνητα, κάτι που μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα», δήλωσε ο Jose-Manuel Collados, διευθυντής της γραμμής προϊόντων ABB Service Robotics. «Οι βραχίονες του cobot YuMi μας λειτουργούν ανεξάρτητα αλλά με συντονισμένο τρόπο, καθιστώντας δυνατή την αυτοματοποίηση του πολύπλοκου έργου της μεταφοράς ζωντανών μυγών μεταξύ των φιαλιδίων».
Η μεταφορά μυγών φρούτων μεταξύ φιαλιδίων είναι μια δύσκολη εργασία
Ως μέρος της τακτικής συντήρησης, οι ερευνητές του Νοσοκομείου Παίδων του Τέξας ταΐζουν μύγες φρούτων μεταφέροντάς τις σε φιαλίδια που περιέχουν τροφή κάθε 30 ημέρες. Ένα τυπικό εργαστήριο διατηρεί περίπου 20,000 φιαλίδια, που σημαίνει ότι οι ερευνητές ξοδεύουν το 20% της εργάσιμης ημέρας «αναποδογυρίζοντας μύγες» τοποθετώντας ένα φιαλίδιο που περιέχει το ζωμό μυγών πάνω από ένα φιαλίδιο με φρέσκο φαγητό και στη συνέχεια χτυπώντας το για να πέσουν οι μύγες.
Όλες οι προηγούμενες προσπάθειες αυτοματοποίησης της διαδικασίας μέχρι σήμερα περιελάμβαναν έκθεση των μυγών έξω από τα φιαλίδια κατά τη διάρκεια της μεταφοράς, και ως εκ τούτου απαιτούσαν καταστολή, δήλωσε η ABB. Το νέο σύστημα μπορεί επίσης να βελτιώσει την ακρίβεια των αποτελεσμάτων και να επιταχύνει τη διαδικασία μεταφοράς, σημείωσε η ABB Robotics.
Μηχανικοί από την ABB συνεργάστηκαν με ερευνητές στο Duncan NRI για να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν έναν σταθμό εργασίας μεταφοράς μυγών, ο οποίος περιλαμβάνει το cobot YuMi, ένα τραπέζι στοιβαγμένο με φιαλίδια για μεταφορά, έναν γραμμωτό κώδικα και μονάδα ετικετών και έναν αγωγό απορριμμάτων.
Το cobot YuMi της ABB εκτελεί τις ίδιες κινήσεις με τους ανθρώπους ερευνητές για να χτυπήσει και να μεταφέρει τις μύγες μεταξύ των φιαλιδίων. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να επικεντρωθούν σε κρίσιμα καθήκοντα, όπως η ανακάλυψη νέων μονοπατιών και ο έλεγχος της αποτελεσματικότητας νέων φαρμάκων στη θεραπεία νευρολογικών διαταραχών.
Το YuMi επιτρέπει τη σχολαστική παρακολούθηση στο Νοσοκομείο Παίδων του Τέξας
Το YuMi χειρίζεται ολόκληρη τη διαδικασία ανατροπής μυγών, η οποία περιλαμβάνει την εκτέλεση 10 προ-προγραμματισμένων βημάτων σε γρήγορη διαδοχή. Ακριβώς όπως οι άνθρωποι, το ρομπότ παίρνει ένα φιαλίδιο που περιέχει ζωντανές μύγες, ανοίγει το προστατευτικό βύσμα οξικής κυτταρίνης, τοποθετεί το φιαλίδιο πάνω από ένα με φρέσκο φαγητό και χτυπά το φιαλίδιο για να μεταφέρει τις μύγες.
Στη συνέχεια κλείνει, τοποθετεί ετικέτες και σαρώνει το φιαλίδιο και τελικά το στοιβάζει σε χάρτινα ράφια. Στη συνέχεια, το ρομπότ πετάει τα φιαλίδια με τα παλιά τρόφιμα για να αποφύγει οποιαδήποτε διασταυρούμενη μόλυνση.
Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό του συστήματος, σύμφωνα με την ABB, είναι η ικανότητά του να διαβάζει γραμμωτούς κώδικες και να εκτυπώνει ετικέτες. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν αυτές τις ετικέτες για να αναγνωρίσουν πληροφορίες για το στέλεχος και τον γονότυπο κατά τη μεταφορά. Αυτό το χαρακτηριστικό εξασφαλίζει σχολαστική παρακολούθηση και διαχείριση των στελεχών Drosophila.
Οι προηγμένες τεχνολογίες ανίχνευσης του ρομπότ επιτρέπουν την ακριβή τοποθέτηση των φιαλιδίων μέσα σε τυπικά ράφια από χαρτόνι, δίνοντας στους ερευνητές τη δυνατότητα να συνεχίσουν να χρησιμοποιούν τις υπάρχουσες σχάρες φιαλιδίων, μειώνοντας το λειτουργικό κόστος για το Νοσοκομείο Παίδων του Τέξας.
Η ABB είπε ότι κατασκεύασε αυτό το σύστημα ώστε να είναι συνεργάσιμο και ασφαλές για την ανθρώπινη αλληλεπίδραση. Οι βραχίονες ανίχνευσης κίνησης είναι εξοπλισμένοι για να ανιχνεύουν κοντινούς ανθρώπους ή αντικείμενα, σταματώντας αμέσως την κίνηση για την πρόληψη ατυχημάτων, επιτρέποντας έτσι έναν ασφαλή συνεργατικό χώρο εργασίας.