ABB ve Texas Çocuk Hastanesi’nden Nörolojik Araştırmalar için Çığır Açan Otomasyon
ABD’nin en büyük çocuk hastanelerinden biri olan Texas Çocuk Hastanesi’ndeki ABB Robotik ile Jan ve Dan Duncan Nörolojik Araştırma Enstitüsü (Duncan NRI), Alzheimer, Huntington ve Parkinson gibi hastalıkların incelenmesine yardımcı olmak üzere ABB’nin YuMi® kobotunu kullanan otomatik bir Drosophila melanogaster (Meyve Sineği) transfer iş istasyonu oluşturarak yenilikçi bir tıbbi atılım gerçekleştirdi.
Bu, sineklerin transferden önce karbondioksit gibi anesteziklerle hareketsiz hale getirilmesini gerektirmeyen ilk otomasyon çözümüdür.
ABB’nin YuMi kobot’u, sinekleri şişeler arasında taşımak ve aktarmak için insan araştırmacılarla aynı hareketleri gerçekleştirerek bilim insanlarının yeni yollar keşfetmek ve nörolojik bozuklukları tedavi etmede yeni ilaçların etkinliğini test etmek gibi kritik görevlere odaklanabilmesini sağlayacak. Bu, sinekleri transferden önce anestezi altına alma ihtiyacını ortadan kaldırarak sonuçların doğruluğunu artırıcı ve transfer sürecini hızlandırıcı rol oynuyor.
ABB Servis Robotları Ürün Grubu Yöneticisi Jose-Manuel Collados, “Yıllar içinde laboratuvar otomasyonunda önemli ilerlemeler gördük, ancak bazı kritik görevler hala sonuçları etkileyebilecek şekilde manuel olarak gerçekleştiriliyor. YuMi kobot’umuzun kolları bağımsız ancak koordineli bir şekilde çalışıyor ve bu da canlı sinekleri şişeler arasında aktarma gibi karmaşık bir görevi otomatikleştirebilmeyi mümkün kılıyor.” dedi.
Meyve sineği olarak bilinen Drosophila melanogaster, genetik, gelişim ve davranış dahil olmak üzere biyolojinin çeşitli yönlerinin incelenmesinde kullanılıyor. Meyve sineği, insanlarla birçok genetik belirteç paylaşır ve dünya çapında insan nörolojik hastalıkları üzerine yapılan çalışmalarda kullanılır.
Rutin bakımın bir parçası olarak araştırmacılar meyve sineklerini her 30 günde bir taze yiyecek içeren şişelere aktararak beslerler. Tipik bir laboratuvar yaklaşık 20 bin şişe tutar ve araştırmacılar bir iş gününün yaklaşık yüzde 20’sini sinek stoğu içeren bir şişeyi taze yiyecek içeren bir şişenin üzerine koyarak ve sinekleri çevirmekle geçirirler. Süreci bugüne kadar otomatikleştirmeye yönelik tüm girişimler, transfer sırasında sinekleri şişelerin dışına çıkarmayı içeriyordu, bu nedenle sakinleştirici gerektiriyordu.
ABB Robotik mühendisleri, YuMi kobotunu, transfer için şişelerin istiflendiği masayı, barkod ile etiketleme ünitesini ve sinek transfer iş istasyonunu tasarlamak ve üretmek için Duncan NRI’daki araştırmacılarla iş birliği yaptı.
Baylor Tıp Fakültesi Moleküler ve İnsan Genetiği Bölümü, Moleküler ve Hücre Biyolojisi Bölümü profesörü ve Duncan NRI baş araştırmacısı Dr. Juan Botas. “Biyomedikal araştırmaları hızlandırmaya yönelik bu yenilikçi çözüm, ABB Robotik ile iki yılı aşkın süredir sürdürdüğümüz yakın ortaklığımızın bir sonucudur. Benim ve Baylor Tıp Fakültesi’nde yardımcı doçent ve aynı zamanda Duncan NRI araştırmacısı olan Dr. Ismael-Al Ramahi liderliğindeki DNRI araştırmacılarının meyve sineği biyolojisi ve yüksek verimli uzmanlığını, ABB mühendislerinin otomasyon uzmanlığıyla birleştirerek, zamanı azaltan, gerilim kaybını ortadan kaldıran ve daha fazla deneyin paralel olarak yürütülmesine olanak tanıyan bir kobot tabanlı çözüm tasarlayabilmemizi sağladı.” diyor
YuMi, hızlı bir şekilde ardışık 10 önceden programlanmış adımı gerçekleştirmeyi içeren meyve sineklerini çevirme işleminin tamamını yönetiyor. Tıpkı insanlar gibi, YuMi canlı sineklerin bulunduğu bir şişeyi alıp, koruyucu selüloz asetat tıpasını açıp, şişeyi taze yiyecek olanın üzerine yerleştiriyor, sinekleri, kapakları, etiketleri aktarmak için şişelere vuruyor, tarıyor ve son olarak şişeyi karton raflara istifliyor. Robot daha sonra çapraz kontaminasyonu önlemek için şişeleri eski yiyecekle birlikte atıyor.
Çözüme entegre edilen önemli bir teknik özellik, transfer sırasında suş ve genotip bilgileriyle şişelere uygulanan barkodları okuma ve etiketleri yazdırma yeteneğidir. Bu özellik, Drosophila suşlarının titizlikle izlenmesini ve yönetilmesini sağlıyor. Robotun gelişmiş algılama teknolojileri, şişelerin standart karton raflara hassas bir şekilde yerleştirilmesini sağlayarak araştırmacılara mevcut şişe raflarını kullanmaya devam etme seçeneği sunuyor ve operasyonel maliyetleri azaltıyor.
Daha da önemlisi, bu robot insan etkileşimi için kolaboratif ve güvenli olacak şekilde tasarlanmıştır. Hareket algılayan kolları, yakındaki insanları veya nesneleri algılamak, kazaları önlemek için hareketi anında durdurmak ve böylece güvenli bir kolaboratif çalışma alanı sağlamak üzere donatılmıştır.
