Robotski sistem AGAMEDE, razvijen na Institutu za bioorgansku hemiju Poljske akademije nauka u saradnji sa kompanijama Mitsubishi Electric, Labomatica i Perlan Technologies, ubrzava dijagnostiku SARS-CoV-2. Zahvaljujući naprednoj tehnologiji automatizacije opremljenoj veštačkom inteligencijom, sistem ima kapacitet da testira 15 hiljada uzoraka dnevno. tehnologija; Također bi se mogao koristiti u drugim područjima primjene kao što su istraživanja novih lijekova, personalizirani tretmani raka, pa čak i razvoj kozmetičkih formula.
Smatra se prvom ženom naučnicom u istoriji, AGAMEDE je bila inspiracija za ime dato sistemu za automatizaciju laboratorije razvijenom na Institutu za bioorgansku hemiju Poljske akademije nauka. Dok je automatizacija laboratorijskih procesa uobičajena praksa, robotski sistem AGAMEDE je počeo da nudi jedinstveno eksperimentalno okruženje zatvorene petlje kombinovanjem automatizacije i veštačke inteligencije (AI). Roboti koji pripremaju eksperimente čitaju rezultate u određenim trenucima pomoću softvera Labomatica Gene GameTM, s druge strane, interpretiraju podatke i samostalno pripremaju sljedeći ciklus eksperimenta. Dakle, istraživačima ostaje samo zadatak da definišu pitanje, dizajniraju eksperimentalni sistem i prate nesmetan rad sistema. Robot AGAMEDE, s druge strane, radi 24 sata na dan kako bi eksperimentirao i izvještavao o rezultatima.
Kombinacija umjetne inteligencije i automatizacije u sistemu koji može proizvesti izlaz pri velikim brzinama ističe se kao iskorak. Većina automatizovanih izlaznih sistema velike brzine zahteva od operatera da pročita rezultate i planira sledeću seriju eksperimenata nakon što se ciklus završi. AGAMEDE, s druge strane, to može učiniti samostalno bez ljudske intervencije.
„Zahvaljujući modulu veštačke inteligencije, AGAMEDE tumači eksperimente bez ljudske intervencije samo na osnovu matematičkih modela“, rekao je pronalazač i glavni inženjer sistema, prof. dr. Radoslaw Pilarski je nastavio svoje riječi na sljedeći način: „Sistem; Može se koristiti u centralnim dijagnostičkim laboratorijama, farmaceutskim kompanijama koje razvijaju medicinske lijekove i onkološkim laboratorijama koje istražuju specifične terapije za pacijente, kao i u odjelima za istraživanje i razvoj hemijskih i biotehnoloških kompanija za optimizaciju bio-procesa.”
Razvijen za projekat EPICELL
AGAMEDE radovi su započeli 2015. godine u okviru IBCH PAS-a. Sistem je razvijen prvenstveno za projekat EPICELL koji finansira Nacionalni centar za istraživanje i razvoj u okviru STRATEGMED programa „Prevencija i liječenje bolesti modernog doba“. Cilj projekta je bio razviti optimiziranu podlogu za kulturu kardiomiocita. Glavni izazov u ovoj studiji bio je broj eksperimenata potrebnih za dizajniranje odgovarajuće mješavine epigenetskih modulatora malih molekula. Na primjer, formula sa deset sastojaka i deset različitih koncentracija zahtijeva 10 miliona eksperimenata. AGAMEDE je korišten u ovom trenutku za traženje prave kombinacije komponenti u multidimenzionalnom sistemu rješenja. Ovo je poboljšalo sadržaj medija za reprogramiranje EPICELL One.
Može da uradi 15 testova dnevno.
Navodeći da IBCH PAS od svog osnivanja radi na RNA i DNK nukleinskim kiselinama i da ima svu opremu i objekte neophodne za dijagnostičke procese SARS-CoV-2, direktor IBCH/PAS prof. Marek Figlerowicz; “Naš institut je prvi u Poljskoj razvio test za otkrivanje SARS-CoV-2. Ubrzo nakon toga, odlučili smo kombinovati mogućnosti automatizacije AGAMEDE-a sa našim testovima i razvili brzi dijagnostički protokol koji nam je omogućio da testiramo 15 uzoraka dnevno. Iako nemamo akreditovanu dijagnostičku laboratoriju, postigli smo nevjerovatan rezultat, jer čovjek može analizirati najviše nekoliko stotina uzoraka dnevno. Sa AGAMEDE smo bili u mogućnosti da izvršimo 15 hiljada testova”, rekao je on.
Roboti, PLC i softver koji obezbeđuje Mitsubishi Electric
Projekat AGAMEDE, implementiran uz podršku tehnoloških partnera Mitsubishi Electric, Labomatica i Perlan Techologies, koristio je Mitsubishi Electricov 6-osni robot, PLC kontrolere i MELFA Basic softver. Industrijski robot sa dugom rukom je glavna komponenta sistema. Uz pomoć integriranog robotskog alata, robot može izvoditi mikro eksperimente na mikro-analitičkim pločama sa 96 i 384 jažica, imitirajući rad laboratorijskog tehničara koji stalno koristi analitičku opremu. Za to se koriste eksperimentalni protokoli koje je operater unio u upravljački softver.
U primjeni su također korišteni industrijski inkubatori za ćelijske kulture, hranilice ploča i vrhova, stanice za pipetiranje, markeri, skeneri bar kodova, zaptivači ploča, fluorescentni čitači i spektrofotometri. Automatski konfokalni mikroskop HCA sa četiri fluorescentna kanala kao uređaj za osvetljavanje uključen je u sistem AGAMEDE. Za svijet biotehnologije, ovaj uređaj predstavlja mikrokosmos ekvivalent teleskopu Hubble. Umjesto astronomskih objekata, analizira milione struktura ćelija i tkiva tako što ih fotografiše sa istim kvalitetom i efikasnošću. Uređaj je opremljen akustičnim difuzorom koji isporučuje tekućinu u nanolitarskom (milionitom dijelu mililitra) opsegu. Brza isporuka tako malih količina tečnosti smanjuje troškove istraživanja i povećava brzinu rada. Na ovaj način je moguće izvesti eksperimente u kratkom vremenu koristeći kolekciju od preko 115 hemikalija.
Iskustvo iz globalne snage Mitsubishi Electrica
Naglašavajući da su imali koristi od međunarodnog iskustva u implementaciji tako naprednog sistema u kojem roboti i laboratorijska oprema rade zajedno po prvi put u Poljskoj, Mitsubishi Electric Poland koordinator za rješenja sektora prirodnih znanosti Roman Janik; „Podrška globalne organizacije Mitsubishi Electrica, koja je posvećena inovativnim projektima, bila je od izuzetne pomoći u ovom projektu. Svi smo naporno radili u kratkom vremenu kako bismo razvili rješenje koje bi olakšalo laboratorijske tehničare što je prije moguće, a bili smo u mogućnosti isporučiti 100 uzoraka sedmično. “Ovo je bio nevjerovatan rezultat za nas.”
Okuplja mnoge discipline
Projekt AGAMEDE je interdisciplinaran, okuplja svjetove robotike, informatike, industrijskog dizajna, matematike, biologije i hemije; Inženjer Mitsubishi Electric Robotics Tomasz Scholz, koji je rekao da će to biti složen projekat čak i bez vremenskog pritiska, nastavio je riječi na sljedeći način: „Rješenja koja smo koristili za ovaj projekat su inovativna i jedinstvena... Kao iu mnogim projektima, najveći izazov je bilo definiranje cilj i kako ćemo doći do cilja. Odgovor je bio pronaći zajednički tehnički jezik kojim bi ljudi iz različitih oblasti stručnosti mogli komunicirati na istom nivou i razjasniti očekivanja. Premostiti akademski svijet, koji razmišlja apstraktno, i industrijski svijet, koji obično slijedi fiksni sistem, često je težak zadatak, ali uspjeli smo.”
Novi pristupi u planiranju laboratorija
Navodeći da se AGAMEDE svojim dizajnom odnosi na staru Grčku, prof. dr. Radosław Pilarski je naglasio da su u planiranju pridavali značaj i laboratorijskom prostoru u kojem je sistem postavljen, te zaključio: „Čista soba koja se koristi za aseptičnu ćelijsku kulturu, koja je u većini laboratorija bez prozora, odvojena je od utvrđenih standarda davanjem potpuno je novi izgled. Okolina je dobro osvijetljena zahvaljujući pažljivo zatvorenim velikim prozorima. Sa dodatnim staklenim panelima, osigurava se da se sistem drži pod stalnim nadzorom i kontrolom bez nošenja kombinezona za čistu sobu. Osim toga, zahvaljujući 4K monitorima i kamerama visoke rezolucije korištenim u studiji, AGAMEDE i eksperimenti se mogu gledati na daljinu s bilo kojeg mjesta u svijetu.”
Budite prvi koji će komentirati