Drosophila melanogaster, paremini tuntud kui äädikakärbes, võib tunduda kui tavaline kahjur. Need putukad on aga Texase lastehaigla erinevate neuroloogiliste haiguste käimasolevate uuringute jaoks kriitilise tähtsusega.
UC Davise andmetel on puuviljakärbsed selle uurimistöö jaoks nii olulised, kuna nad jagavad 75% inimestel haigusi põhjustavatest geenidest, paljunevad kiiresti ja teadlased saavad hõlpsasti muuta oma DNA-koodi. Nende puuviljakärbeste käsitlemine laboris võib aga olla keeruline ettevõtmine.
ABB Robotics ning Jan ja Dan Duncani neuroloogiauuringute instituut (Duncan NRI) Texase lastehaiglas on loonud automatiseeritud äädikakärbse ülekande tööjaama. Süsteem sisaldab ABB kahe käega koostöörobotit YuMi, mis aitab uurida haigusi, sealhulgas Alzheimeri, Huntingtoni ja Parkinsoni tõbe.
Ettevõte ütles, et see on esimene automatiseeritud süsteem, mis ei nõua kärbeste immobiliseerimist anesteetikumidega, näiteks süsinikdioksiidiga, enne ülekandmist. Anesteesia etapp on varasemates süsteemides tüütu samm, mis võib kahjustada kärbeste käitumist ja uuringutulemuste täpsust.
"Oleme aastate jooksul näinud olulisi edusamme labori automatiseerimises, kuid mõningaid olulisi ülesandeid tehakse endiselt käsitsi, mis võib tulemusi mõjutada," ütles ABB Service Robotics tootesarja juht Jose-Manuel Collados. "Meie YuMi koboti käed töötavad iseseisvalt, kuid koordineeritult, võimaldades automatiseerida elusate kärbeste viaalide vahel ülekandmise keerulist ülesannet."
Puuviljakärbeste viimine viaalide vahel on keeruline ülesanne
Rutiinse hoolduse osana toidavad Texase lastehaigla teadlased äädikakärbseid, viies need iga 30 päeva tagant toitu sisaldavatesse viaalidesse. Tüüpilises laboris hoitakse umbes 20,{2}} viaali, mis tähendab, et teadlased veedavad 20% tööpäevast kärbeste ümberpööramisele, asetades kärbsevarusid sisaldava viaali värske toiduga viaali kohale ja seejärel koputades seda, et kärbsed maha visata.
ABB ütles, et kõik senised katsed protsessi automatiseerida hõlmasid kärbeste paljastamist viaalidest väljapoole ülekande ajal, mistõttu on vaja sedatsiooni. Uus süsteem võib parandada ka tulemuste täpsust ja kiirendada edastusprotsessi, märkis ABB Robotics.
ABB insenerid tegid koostööd Duncan NRI teadlastega, et kavandada ja ehitada kärbeste teisaldamise tööjaam, mis sisaldab YuMi kobotit, ülekandmiseks viaalidega virnastatud lauda, vöötkoodi ja märgistusseadet ning prügikasti.
ABB YuMi kobot teeb kärbeste koputamiseks ja viaalide vahel ülekandmiseks samu liigutusi nagu inimuurijad. See võimaldab teadlastel keskenduda missioonikriitilistele ülesannetele, nagu uute võimaluste avastamine ja uute ravimite efektiivsuse testimine neuroloogiliste häirete ravis.
YuMi võimaldab Texase lastehaiglas täpset jälgimist
YuMi tegeleb kogu puuviljakärbeste ümberpööramise protsessiga, mis hõlmab 10 eelprogrammeeritud sammu kiiret järjestikust sooritamist. Täpselt nagu inimesed, korjab robot üles elusaid kärbseid sisaldava viaali, avab kaitsva tselluloosatsetaadi korgi, asetab viaali värske toiduga üle ja koputab viaali, et kärbsed üle kanda.
Seejärel korgitakse, märgistatakse ja skannitakse viaali ning lõpuks virnastatakse see pappriiulitesse. Seejärel viskab robot vana toiduga viaalid ära, et vältida ristsaastumist.
ABB sõnul on süsteemi üks silmapaistvamaid omadusi selle võime lugeda vöötkoode ja printida etikette. Teadlased kasutavad neid märgiseid tüve ja genotüübi teabe tuvastamiseks ülekande ajal. See funktsioon tagab Drosophila tüvede täpse jälgimise ja haldamise.
Roboti täiustatud sensortehnoloogiad võimaldavad viaalide täpset paigutamist standardsetesse pappriiulitesse, andes teadlastele võimaluse jätkata olemasolevate viaaliriiulite kasutamist, vähendades sellega Texase lastehaigla tegevuskulusid.
ABB ütles, et kavandas selle süsteemi koostöövõimeliseks ja inimestevaheliseks suhtlemiseks ohutuks. Selle liikumisanduriga käed on varustatud läheduses olevate inimeste või esemete tuvastamiseks, peatades liikumise koheselt, et vältida õnnetusi, võimaldades seeläbi ohutut koostööd teha.