Sistemul robotizat AGAMEDE, dezvoltat la Institutul de Chimie Bioorganică al Academiei Polone de Științe în colaborare cu Mitsubishi Electric, Labomatica și Perlan Technologies, accelerează diagnosticarea SARS-CoV-2. Datorită tehnologiei avansate de automatizare dotată cu inteligență artificială, sistemul are capacitatea de a testa 15 mii de mostre pe zi. Tehnologie; Ar putea fi folosit și în alte domenii de aplicare, cum ar fi cercetarea de noi medicamente, tratamente personalizate pentru cancer și chiar dezvoltarea de formule cosmetice.
Considerată prima femeie om de știință din istorie, AGAMEDE a fost inspirația pentru denumirea dată sistemului de automatizare a laboratorului dezvoltat la Institutul de Chimie Bioorganică al Academiei Polone de Științe. În timp ce automatizarea proceselor de laborator este o practică obișnuită, sistemul robotizat AGAMEDE a început să ofere un mediu unic de experiment în buclă închisă, combinând automatizarea și inteligența artificială (AI). Roboții care pregătesc experimentele citesc rezultatele la anumite momente cu software-ul Labomatica Gene GameTM, pe de altă parte, interpretează datele și pregătesc independent următorul ciclu de experiment. Astfel, cercetătorilor le rămâne doar sarcina de a defini întrebarea, de a proiecta sistemul experimental și de a monitoriza buna funcționare a sistemului. Robotul AGAMEDE, pe de altă parte, lucrează 24 de ore pe zi pentru a experimenta și raporta rezultatele.
Combinația dintre inteligența artificială și automatizarea într-un sistem care poate produce rezultate la viteze mari iese în evidență ca o descoperire. Majoritatea sistemelor automate de ieșire de mare viteză necesită ca un operator să citească rezultatele și să planifice următoarea serie de experimente după finalizarea unui ciclu. AGAMEDE, pe de altă parte, poate face acest lucru independent, fără intervenția umană.
„Datorită modulului de inteligență artificială, AGAMEDE interpretează experimente fără intervenția umană pe baza doar modelelor matematice”, a spus inventatorul și inginerul șef al sistemului, Prof. Dr. Radoslaw Pilarski și-a continuat cuvintele astfel: „Sistemul; Poate fi utilizat în laboratoarele centrale de diagnostic, companiile farmaceutice care dezvoltă medicamente medicale și laboratoarele de oncologie care cercetează terapii specifice pacientului, precum și în departamentele de cercetare și dezvoltare ale companiilor chimice și biotehnologice pentru optimizarea bioproceselor.”
A fost dezvoltat pentru proiectul EPICELL
Lucrările AGAMEDE au început în 2015 în cadrul organismului IBCH PAS. Sistemul a fost dezvoltat în primul rând pentru proiectul EPICELL finanțat de Centrul Național de Cercetare și Dezvoltare în cadrul programului STRATEGMED „Prevenirea și Tratamentul Bolilor Epocii Moderne”. Scopul proiectului a fost dezvoltarea unui mediu optimizat pentru cultura cardiomiocitelor. Provocarea majoră în acest studiu a fost numărul de experimente necesare pentru a proiecta un amestec adecvat de modulatori epigenetici cu molecule mici. De exemplu, o formulă cu zece ingrediente și zece concentrații diferite necesită 10 milioane de experimente. În acest moment, AGAMEDE a fost folosit pentru a căuta combinația potrivită de componente într-un sistem de soluții multidimensionale. Acest lucru a îmbunătățit conținutul mediului de reprogramare EPICELL One.
Poate face 15 de teste pe zi.
Declarând că IBCH PAS lucrează la acizii nucleici ARN și ADN încă de la înființare și că dispun de toate echipamentele și facilitățile necesare proceselor de diagnosticare a SARS-CoV-2, directorul IBCH/PAS, prof. Marek Figlerowicz; „Institutul nostru a fost primul din Polonia care a dezvoltat un test pentru detectarea SARS-CoV-2. La scurt timp după, am decis să combinăm capacitățile de automatizare ale AGAMEDE cu testele noastre și am dezvoltat un protocol de diagnosticare rapidă care ne-a permis să testăm 15 de mostre pe zi. Deși nu avem un laborator de diagnosticare acreditat, am obținut un rezultat incredibil, deoarece o persoană poate analiza cel mult câteva sute de probe într-o zi. Cu AGAMEDE, am putut efectua 15 mii de teste”, a spus el.
Roboți, PLC și software furnizate de Mitsubishi Electric
Proiectul AGAMEDE, implementat cu sprijinul partenerilor tehnologici Mitsubishi Electric, Labomatica și Perlan Techologies, a folosit robotul cu 6 axe de la Mitsubishi Electric, controlere PLC și software-ul MELFA Basic. Robotul industrial cu braț lung este componenta principală a sistemului. Cu ajutorul unui instrument robotizat integrat, robotul poate efectua experimente la scară micro pe plăci de microtest cu 96 și 384 de godeuri, imitând munca unui tehnician de laborator care utilizează în mod constant echipamente analitice. Pentru aceasta se folosesc protocoale experimentale introduse în software-ul de control de către operator.
În aplicație au fost, de asemenea, utilizate incubatoare industriale de cultură celulară, alimentatoare cu plăci și vârfuri, stații de pipetare, etichetatoare, scanere de coduri de bare, dispozitive de etanșare a plăcilor, cititoare cu fluorescență și spectrofotometre. Un microscop confocal automat HCA cu patru canale de fluorescență ca dispozitiv de evidențiere este inclus în sistemul AGAMEDE. Pentru lumea biotehnologiei, acest dispozitiv reprezintă echivalentul microcosmosului telescopului Hubble. În loc de obiecte astronomice, analizează milioane de structuri celulare și tisulare, fotografiendu-le cu aceeași calitate și eficiență. Dispozitivul este echipat cu un difuzor acustic care furnizează lichid în intervalul de nanolitri (milioniimi dintr-un mililitru). Livrarea rapidă a unor astfel de volume mici de lichide reduce costurile de cercetare și mărește viteza de lucru. În acest fel, este posibil să se realizeze experimente într-un timp scurt folosind o colecție de peste 115 mii de substanțe chimice.
Experiență de la puterea globală a Mitsubishi Electric
Subliniind că au beneficiat de experiență internațională în implementarea unui astfel de sistem avansat în care roboții și echipamentele de laborator lucrează împreună pentru prima dată în Polonia, Coordonatorul Soluțiilor Sectorului Științe Vieții Mitsubishi Electric Polonia Roman Janik; „Sprijinul organizației globale Mitsubishi Electric, care este dedicată proiectelor inovatoare, a fost extrem de util în acest proiect. Cu toții am muncit din greu în scurt timp pentru a dezvolta o soluție care să-i liniștească pe tehnicienii de laborator cât mai repede posibil și am reușit să livrăm 100 de mostre pe săptămână. „Acesta a fost un rezultat incredibil pentru noi.”
Reunind multe discipline
Proiectul AGAMEDE este interdisciplinar, reunind lumile roboticii, informaticii, designului industrial, matematicii, biologiei si chimiei; Inginerul de robotică Mitsubishi Electric Tomasz Scholz, care a spus că ar fi un proiect complex chiar și fără presiunea timpului, și-a continuat cuvintele astfel: „Soluțiile pe care le-am folosit pentru acest proiect sunt inovatoare și unice... Ca și în multe proiecte, cea mai mare provocare a fost definirea. scopul și cum am atinge scopul. Răspunsul a fost găsirea unui limbaj tehnic comun în care oameni din diferite domenii de expertiză să poată comunica la același nivel și să clarifice așteptările. A legături între lumea academică, care gândește în termeni abstracti, și lumea industrială, care urmează de obicei un sistem fix, este adesea o sarcină dificilă, dar am reușit.”
Noi abordări în planificarea laboratoarelor
Afirmând că AGAMEDE se referă la Grecia Antică cu designul său, Prof. Dr. Radosław Pilarski a subliniat că au acordat importanță și zonei de laborator în care este amplasat sistemul în planificare și a încheiat spunând: „Camera curată folosită pentru cultura celulară aseptică, care este fără ferestre în majoritatea laboratoarelor, este separată de standardele stabilite, oferind este un aspect complet nou. Mediul este bine iluminat datorită ferestrelor mari, închise cu grijă. Cu panourile de sticlă adăugate, se asigură că sistemul este menținut sub observație și control constant fără a purta salopete de cameră curată. În plus, datorită monitoarelor și camerelor de înaltă rezoluție 4K utilizate în studiu, AGAMEDE și experimentele pot fi vizualizate de la distanță de oriunde în lume.”
Fii primul care comenteaza