Sistem robotik AGAMEDE, yang dibangunkan di Institut Kimia Bioorganik Akademi Sains Poland dengan kerjasama Mitsubishi Electric, Labomatica dan Perlan Technologies, mempercepatkan diagnosis SARS-CoV-2. Terima kasih kepada teknologi automasi canggih yang dilengkapi dengan kecerdasan buatan, sistem ini mempunyai kapasiti untuk menguji 15 ribu sampel setiap hari. Teknologi; Ia juga boleh digunakan dalam bidang aplikasi lain seperti penyelidikan ubat baharu, rawatan kanser yang diperibadikan dan juga pembangunan formula kosmetik.
Dianggap sebagai saintis wanita pertama dalam sejarah, AGAMEDE adalah inspirasi untuk nama yang diberikan kepada sistem automasi makmal yang dibangunkan di Institut Kimia Bioorganik Akademi Sains Poland. Walaupun automasi proses makmal adalah amalan biasa, sistem robotik AGAMEDE telah mula menawarkan persekitaran eksperimen gelung tertutup yang unik dengan menggabungkan automasi dan kecerdasan buatan (AI). Robot yang menyediakan eksperimen membaca keputusan pada masa tertentu dengan perisian Labomatica Gene GameTM, sebaliknya, mentafsir data dan menyediakan kitaran percubaan seterusnya secara bebas. Oleh itu, penyelidik hanya mempunyai tugas untuk mentakrifkan soalan, mereka bentuk sistem eksperimen dan memantau kelancaran operasi sistem. Robot AGAMEDE, sebaliknya, bekerja 24 jam sehari untuk mencuba dan melaporkan hasilnya.
Gabungan kecerdasan buatan dan automasi dalam sistem yang boleh menghasilkan output pada kelajuan tinggi menonjol sebagai satu kejayaan. Kebanyakan sistem output berkelajuan tinggi automatik memerlukan operator membaca keputusan dan merancang siri percubaan seterusnya selepas kitaran selesai. AGAMEDE, sebaliknya, boleh melakukan ini secara bebas tanpa campur tangan manusia.
"Terima kasih kepada modul kecerdasan buatan, AGAMEDE mentafsir eksperimen tanpa campur tangan manusia hanya berdasarkan model matematik," kata pencipta dan ketua jurutera sistem itu, Prof. Dr. Radoslaw Pilarski meneruskan kata-katanya seperti berikut: “Sistem; Ia boleh digunakan di makmal diagnostik pusat, syarikat farmaseutikal yang membangunkan ubat perubatan dan makmal onkologi yang menyelidik terapi khusus pesakit, serta di jabatan R&D syarikat kimia dan bioteknologi untuk pengoptimuman proses bio."
Dibangunkan untuk projek EPICELL
Kerja-kerja AGAMEDE bermula pada 2015 dalam badan IBCH PAS. Sistem ini dibangunkan terutamanya untuk projek EPICELL yang dibiayai oleh Pusat Penyelidikan dan Pembangunan Kebangsaan di bawah program "Pencegahan dan Rawatan Penyakit Zaman Moden" BERSTRATEGI. Matlamat projek ini adalah untuk membangunkan medium yang dioptimumkan untuk kultur kardiomiosit. Cabaran utama dalam kajian ini ialah bilangan eksperimen yang diperlukan untuk mereka bentuk campuran yang sesuai bagi modulator epigenetik molekul kecil. Sebagai contoh, formula dengan sepuluh ramuan dan sepuluh kepekatan berbeza memerlukan 10 juta eksperimen. AGAMEDE telah digunakan pada ketika ini untuk mencari gabungan komponen yang betul dalam sistem penyelesaian pelbagai dimensi. Ini menambah baik kandungan medium pengaturcaraan semula EPICELL One.
Ia boleh melakukan 15 ujian sehari.
Menyatakan bahawa IBCH PAS telah mengusahakan asid nukleik RNA dan DNA sejak penubuhannya dan bahawa mereka mempunyai semua peralatan dan kemudahan yang diperlukan untuk proses diagnostik SARS-CoV-2, Pengarah IBCH/PAS Prof. Marek Figlerowicz; “Institut kami adalah yang pertama di Poland untuk membangunkan ujian untuk pengesanan SARS-CoV-2. Tidak lama selepas itu, kami memutuskan untuk menggabungkan keupayaan automasi AGAMEDE dengan ujian kami dan membangunkan protokol diagnostik pantas yang membolehkan kami menguji 15 sampel sehari. Walaupun kami tidak mempunyai makmal diagnostik bertauliah, kami telah mencapai hasil yang luar biasa, kerana seseorang boleh menganalisis paling banyak beberapa ratus sampel dalam sehari. Dengan AGAMEDE, kami dapat melakukan 15 ribu ujian,” katanya.
Robot, PLC dan perisian yang disediakan oleh Mitsubishi Electric
Projek AGAMEDE, yang dilaksanakan dengan sokongan rakan kongsi teknologi Mitsubishi Electric, Labomatica dan Perlan Techologies, menggunakan robot 6 paksi Mitsubishi Electric, pengawal PLC dan perisian MELFA Basic. Robot industri dengan lengan panjang adalah komponen utama sistem. Dengan bantuan alat robotik bersepadu, robot itu boleh melakukan eksperimen skala mikro pada plat ujian mikro 96 dan 384 telaga, meniru kerja juruteknik makmal yang sentiasa menggunakan peralatan analisis. Untuk ini, protokol eksperimen yang dimasukkan ke dalam perisian kawalan oleh pengendali digunakan.
Inkubator kultur sel industri, penyuap plat dan hujung, stesen pipet, pelabel, pengimbas kod bar, pengedap plat, pembaca pendarfluor dan spektrofotometer juga digunakan dalam aplikasi. Mikroskop confocal automatik HCA dengan empat saluran pendarfluor sebagai peranti sorotan disertakan dalam sistem AGAMEDE. Untuk dunia bioteknologi, peranti ini mewakili mikrokosmos yang setara dengan teleskop Hubble. Daripada objek astronomi, ia menganalisis berjuta-juta struktur sel dan tisu dengan memotretnya dengan kualiti dan kecekapan yang sama. Peranti ini dilengkapi dengan peresap akustik yang menyalurkan cecair dalam julat nanoliter (sepersejuta mililiter). Penghantaran cepat volum kecil cecair sedemikian mengurangkan kos penyelidikan dan meningkatkan kelajuan kerja. Dengan cara ini, adalah mungkin untuk menjalankan eksperimen dalam masa yang singkat menggunakan koleksi lebih 115 bahan kimia.
Pengalaman daripada kekuatan global Mitsubishi Electric
Menekankan bahawa mereka mendapat manfaat daripada pengalaman antarabangsa dalam melaksanakan sistem termaju sedemikian di mana robot dan peralatan makmal bekerja bersama buat kali pertama di Poland, Penyelaras Penyelesaian Sektor Sains Hayat Mitsubishi Electric Poland Roman Janik; “Sokongan organisasi global Mitsubishi Electric, yang komited terhadap projek inovatif, telah sangat membantu dalam projek ini. Kami semua bekerja keras dalam masa yang singkat untuk membangunkan penyelesaian yang akan memudahkan juruteknik makmal secepat mungkin, dan kami dapat menghantar 100 sampel setiap minggu. "Ini merupakan keputusan yang luar biasa untuk kami."
Menyatukan banyak disiplin
Projek AGAMEDE adalah antara disiplin, menghimpunkan dunia robotik, sains komputer, reka bentuk perindustrian, matematik, biologi dan kimia; Jurutera Robotik Elektrik Mitsubishi Tomasz Scholz, yang berkata bahawa ia akan menjadi projek yang kompleks walaupun tanpa tekanan masa, meneruskan kata-katanya seperti berikut: "Penyelesaian yang kami gunakan untuk projek ini adalah inovatif dan unik... Seperti dalam banyak projek, cabaran terbesar ialah menentukan matlamat dan bagaimana kita akan mencapai matlamat. Jawapannya ialah untuk mencari bahasa teknikal biasa di mana orang dari pelbagai bidang kepakaran boleh berkomunikasi pada tahap yang sama dan menjelaskan jangkaan. Merapatkan dunia akademik, yang berfikir secara abstrak, dan dunia perindustrian, yang biasanya mengikut sistem tetap, selalunya merupakan tugas yang sukar, tetapi kami berjaya."
Pendekatan baru dalam perancangan makmal
Menyatakan bahawa AGAMEDE merujuk kepada Yunani Purba dengan reka bentuknya, Prof. Dr. Radosław Pilarski menekankan bahawa mereka juga mementingkan kawasan makmal di mana sistem diletakkan dalam perancangan, dan membuat kesimpulan dengan berkata: "Bilik bersih yang digunakan untuk kultur sel aseptik, yang tanpa tingkap di kebanyakan makmal, dipisahkan daripada piawaian yang ditetapkan dengan memberi ia berwajah baru. Persekitaran diterangi dengan baik berkat tingkap besar yang ditutup dengan teliti. Dengan panel kaca tambahan, ia dipastikan bahawa sistem disimpan di bawah pemerhatian dan kawalan berterusan tanpa memakai pakaian bilik bersih. Di samping itu, terima kasih kepada monitor dan kamera 4K resolusi tinggi yang digunakan dalam kajian, AGAMEDE dan eksperimen boleh dilihat dari jauh dari mana-mana sahaja di dunia.”
Jadilah yang pertama memberi komen