AGAMEDE-robotsystemet, utviklet ved Institute of Bioorganic Chemistry ved det polske vitenskapsakademiet i samarbeid med Mitsubishi Electric, Labomatica og Perlan Technologies, fremskynder diagnosen SARS-CoV-2. Takket være avansert automatiseringsteknologi utstyrt med kunstig intelligens, har systemet kapasitet til å teste 15 tusen prøver per dag. Teknologi; Det kan også brukes i andre bruksområder som forskning på nye medikamenter, personlig tilpassede kreftbehandlinger og til og med utvikling av kosmetiske formler.
AGAMEDE regnes som den første kvinnelige vitenskapsmannen i historien, og var inspirasjonen til navnet gitt til laboratorieautomatiseringssystemet utviklet ved Institute of Bioorganic Chemistry ved det polske vitenskapsakademiet. Mens automatisering av laboratorieprosesser er vanlig praksis, har AGAMEDE-robotsystemet begynt å tilby et unikt lukket sløyfe-eksperimentmiljø ved å kombinere automatisering og kunstig intelligens (AI). Robotene som forbereder eksperimentene leser resultatene til bestemte tider med programvaren Labomatica Gene GameTM, derimot, tolker dataene og forbereder neste eksperimentsyklus uavhengig. Dermed sitter forskerne kun igjen med oppgaven med å definere spørsmålet, utforme det eksperimentelle systemet og overvåke den jevne driften av systemet. Robot AGAMEDE, derimot, jobber 24 timer i døgnet for å eksperimentere og rapportere resultatene.
Kombinasjonen av kunstig intelligens og automatisering i et system som kan produsere utdata i høye hastigheter fremstår som et gjennombrudd. De fleste automatiserte høyhastighets utgangssystemer krever at en operatør leser resultatene og planlegger neste serie med eksperimenter etter at en syklus er fullført. AGAMEDE, derimot, kan gjøre dette selvstendig uten menneskelig innblanding.
"Takket være kunstig intelligens-modulen tolker AGAMEDE eksperimenter uten menneskelig innblanding basert kun på matematiske modeller," sa oppfinneren og sjefsingeniøren av systemet, prof. Dr. Radoslaw Pilarski fortsatte sine ord som følger: «Systemet; Den kan brukes i sentrale diagnostiske laboratorier, farmasøytiske selskaper som utvikler medisinske legemidler og onkologiske laboratorier som forsker på pasientspesifikke terapier, samt i FoU-avdelingene til kjemiske og bioteknologiske selskaper for optimalisering av bioprosesser.
Den ble utviklet for EPICELL-prosjektet
AGAMEDE-arbeidene startet i 2015 i organet til IBCH PAS. Systemet ble først og fremst utviklet for EPICELL-prosjektet finansiert av National Research and Development Center under det STRATEGMED "Prevention and Treatment of Modern Age Diseases"-programmet. Målet med prosjektet var å utvikle et optimalisert medium for kardiomyocyttkultur. Den største utfordringen i denne studien var antallet eksperimenter som kreves for å designe en passende blanding av små molekylære epigenetiske modulatorer. For eksempel krever en formel med ti ingredienser og ti forskjellige konsentrasjoner 10 millioner eksperimenter. På dette tidspunktet ble AGAMEDE brukt til å søke etter den rette kombinasjonen av komponenter i et flerdimensjonalt løsningssystem. Dette forbedret innholdet i EPICELL One-omprogrammeringsmediet.
Den kan gjøre 15 XNUMX tester om dagen.
Med en uttalelse om at IBCH PAS har jobbet med RNA- og DNA-nukleinsyrer siden etableringen og at de har alt utstyret og fasilitetene som er nødvendige for SARS-CoV-2 diagnostiske prosesser, sier IBCH/PAS-direktør Prof. Marek Figlerowicz; "Institutet vårt var det første i Polen som utviklet en test for påvisning av SARS-CoV-2. Kort tid etter bestemte vi oss for å kombinere automatiseringsmulighetene til AGAMEDE med testene våre og utviklet en rask diagnoseprotokoll som tillot oss å teste 15 15 prøver om dagen. Selv om vi ikke har et akkreditert diagnostisk laboratorium, har vi oppnådd et utrolig resultat, fordi en person maksimalt kan analysere flere hundre prøver i løpet av en dag. Med AGAMEDE var vi i stand til å utføre XNUMX tusen tester," sa han.
Roboter, PLS og programvare levert av Mitsubishi Electric
AGAMEDE-prosjektet, implementert med støtte fra Mitsubishi Electric, Labomatica og Perlan Techologies teknologipartnere, brukte Mitsubishi Electrics 6-akse robot, PLS-kontrollere og MELFA Basic-programvare. Industriroboten med lang arm er hovedkomponenten i systemet. Ved hjelp av et integrert robotverktøy kan roboten utføre mikroskalaeksperimenter på 96- og 384-brønners mikroanalyseplater, og etterligne arbeidet til en laboratorietekniker som konstant bruker analytisk utstyr. For dette brukes eksperimentelle protokoller som er lagt inn i kontrollprogramvaren av operatøren.
Industrielle cellekulturinkubatorer, plate- og spissmatere, pipetteringsstasjoner, merkemaskiner, strekkodeskannere, plateforseglere, fluorescenslesere og spektrofotometre ble også brukt i applikasjonen. Et automatisert konfokalmikroskop HCA med fire fluorescenskanaler som highlight-enhet er inkludert i AGAMEDE-systemet. For bioteknologiens verden representerer denne enheten mikrokosmosekvivalenten til Hubble-teleskopet. I stedet for astronomiske objekter analyserer den millioner av celle- og vevsstrukturer ved å fotografere dem med samme kvalitet og effektivitet. Enheten er utstyrt med en akustisk diffusor som leverer væske i området nanoliter (milliondels milliliter). Den raske leveringen av så små volumer av væsker reduserer forskningskostnadene og øker arbeidshastigheten. På denne måten er det mulig å utføre eksperimenter på kort tid ved å bruke en samling på over 115 tusen kjemikalier.
Erfaring fra Mitsubishi Electrics globale styrke
Understreker at de hadde nytte av internasjonal erfaring med å implementere et så avansert system der roboter og laboratorieutstyr fungerer sammen for første gang i Polen, Mitsubishi Electric Poland Life Sciences Sector Solutions-koordinator Roman Janik; «Støtten fra Mitsubishi Electrics globale organisasjon, som er dedikert til innovative prosjekter, har vært svært nyttig i dette prosjektet. Vi jobbet alle hardt i løpet av kort tid for å utvikle en løsning som ville sette laboratorieteknikere til ro så raskt som mulig, og vi var i stand til å levere 100 XNUMX prøver per uke. – Dette har vært et utrolig resultat for oss.
Samle mange disipliner
AGAMEDE-prosjektet er tverrfaglig, og samler verdener innen robotikk, informatikk, industridesign, matematikk, biologi og kjemi; Mitsubishi Electric Robotics Engineer Tomasz Scholz, som sa at det ville være et komplekst prosjekt selv uten tidspress, fortsatte sine ord som følger: "Løsningene vi brukte for dette prosjektet er innovative og unike... Som i mange prosjekter var den største utfordringen å definere målet og hvordan vi ville nå målet. Svaret var å finne et felles fagspråk der folk fra ulike fagfelt kunne kommunisere på samme nivå og avklare forventninger. Å bygge bro mellom den akademiske verden, som tenker abstrakt, og den industrielle verden, som typisk følger et fast system, er ofte en vanskelig oppgave, men vi lyktes.»
Nye tilnærminger i laboratorieplanlegging
Ved å si at AGAMEDE refererer til antikkens Hellas med sin design, sier prof. Dr. Radosław Pilarski understreket at de også la vekt på laboratorieområdet der systemet er plassert i planleggingen, og avsluttet med å si: «Renrommet som brukes til aseptisk cellekultur, som er vinduløst i de fleste laboratorier, er skilt fra etablerte standarder ved å gi det et helt nytt utseende. Takket være de nøye lukkede store vinduene er miljøet godt opplyst. Med de ekstra glasspanelene er det sikret at systemet holdes under konstant observasjon og kontroll uten å bruke renromsdresser. I tillegg, takket være de høyoppløselige 4K-skjermene og kameraene som ble brukt i studien, kan AGAMEDE og eksperimentene ses eksternt fra hvor som helst i verden.
Vær den første til å kommentere