Роботизированная система AGAMEDE, разработанная в Институте биоорганической химии Польской академии наук в сотрудничестве с Mitsubishi Electric, Labomatica и Perlan Technologies, ускоряет диагностику SARS-CoV-2. Благодаря передовой технологии автоматизации, оснащенной искусственным интеллектом, система способна тестировать 15 тысяч образцов в день. Технологии; Его также можно использовать в других областях применения, таких как исследование новых лекарств, персонализированное лечение рака и даже разработка косметических формул.
АГАМЕДЕ, считающаяся первой женщиной-ученым в истории, вдохновила название системы автоматизации лабораторий, разработанной в Институте биоорганической химии Польской академии наук. В то время как автоматизация лабораторных процессов является обычной практикой, роботизированная система AGAMEDE начала предлагать уникальную среду для экспериментов с замкнутым циклом, сочетая автоматизацию и искусственный интеллект (ИИ). Роботы, готовящие эксперименты, считывают результаты в определенное время с помощью программного обеспечения Labomatica Gene GameTM, с другой стороны, интерпретируют данные и самостоятельно готовят следующий цикл эксперимента. Таким образом, перед исследователями остается только задача определения вопроса, проектирования экспериментальной системы и наблюдения за бесперебойной работой системы. Робот AGAMEDE, с другой стороны, работает 24 часа в сутки, чтобы экспериментировать и сообщать о результатах.
Сочетание искусственного интеллекта и автоматизации в системе, способной производить продукцию на высоких скоростях, является прорывом. Большинство автоматизированных высокоскоростных систем вывода требуют, чтобы оператор считывал результаты и планировал следующую серию экспериментов после завершения цикла. AGAMEDE, с другой стороны, может сделать это самостоятельно без вмешательства человека.
«Благодаря модулю искусственного интеллекта AGAMEDE интерпретирует эксперименты без вмешательства человека, основываясь только на математических моделях», — сказал изобретатель и главный инженер системы, проф. Др. Радослав Пиларски продолжил свои слова следующим образом: «Система; Его можно использовать в центральных диагностических лабораториях, фармацевтических компаниях, разрабатывающих медицинские препараты, и в онкологических лабораториях, исследующих специфические методы лечения пациентов, а также в отделах исследований и разработок химических и биотехнологических компаний для оптимизации биопроцессов».
Он был разработан для проекта EPICELL
Работы AGAMEDE начались в 2015 году в составе IBCH PAS. Система была разработана в первую очередь для проекта EPICELL, финансируемого Национальным центром исследований и разработок в рамках программы STRATEGMED «Профилактика и лечение болезней современности». Цель проекта заключалась в разработке оптимизированной среды для культивирования кардиомиоцитов. Основной проблемой в этом исследовании было количество экспериментов, необходимых для разработки подходящей смеси низкомолекулярных эпигенетических модуляторов. Например, формула с десятью ингредиентами и десятью различными концентрациями требует 10 миллионов экспериментов. На этом этапе AGAMEDE использовался для поиска правильной комбинации компонентов в многомерной системе решений. Это улучшило содержание среды перепрограммирования EPICELL One.
Он может делать 15 XNUMX тестов в день.
Заявив, что IBCH PAS работает с нуклеиновыми кислотами РНК и ДНК с момента своего основания и что у них есть все оборудование и средства, необходимые для процессов диагностики SARS-CoV-2, директор IBCH/PAS проф. Марек Фиглерович; «Наш институт первым в Польше разработал тест на выявление SARS-CoV-2. Вскоре после этого мы решили объединить возможности автоматизации AGAMEDE с нашими тестами и разработали протокол быстрой диагностики, который позволил нам тестировать 15 15 образцов в день. Хотя у нас нет аккредитованной диагностической лаборатории, мы добились невероятного результата, ведь человек может анализировать максимум несколько сотен образцов в день. С AGAMEDE мы смогли провести XNUMX тысяч тестов», — сказал он.
Роботы, ПЛК и программное обеспечение предоставлены Mitsubishi Electric.
В проекте AGAMEDE, реализованном при поддержке технологических партнеров Mitsubishi Electric, Labomatica и Perlan Techologies, использовались 6-осевой робот Mitsubishi Electric, контроллеры PLC и программное обеспечение MELFA Basic. Промышленный робот с длинной рукой является основным компонентом системы. С помощью встроенного роботизированного инструмента робот может проводить микроэксперименты на 96- и 384-луночных планшетах для микроанализа, имитируя работу лаборанта, постоянно использующего аналитическое оборудование. Для этого используются экспериментальные протоколы, введенные оператором в программу управления.
В приложении также использовались промышленные инкубаторы для клеточных культур, устройства подачи планшетов и наконечников, станции пипетирования, этикетировщики, сканеры штрих-кодов, устройства для запечатывания планшетов, флуоресцентные ридеры и спектрофотометры. В систему AGAMEDE входит автоматический конфокальный микроскоп HCA с четырьмя флуоресцентными каналами в качестве устройства подсветки. Для мира биотехнологий это устройство представляет собой микрокосмический эквивалент телескопа Хаббл. Вместо астрономических объектов он анализирует миллионы клеточных и тканевых структур, фотографируя их с таким же качеством и эффективностью. Устройство оснащено акустическим диффузором, который подает жидкость в диапазоне нанолитров (миллионных долей миллилитра). Быстрая доставка таких небольших объемов жидкостей снижает затраты на исследования и увеличивает скорость работы. Таким образом, можно за короткое время проводить эксперименты, используя коллекцию из более чем 115 тысяч химикатов.
Опыт глобальной силы Mitsubishi Electric
Подчеркивая, что они впервые в Польше воспользовались международным опытом внедрения такой передовой системы, в которой роботы и лабораторное оборудование работают вместе, координатор решений Mitsubishi Electric Poland в секторе медико-биологических наук Роман Яник; «Поддержка глобальной организации Mitsubishi Electric, занимающейся инновационными проектами, оказалась чрезвычайно полезной в этом проекте. Мы все усердно работали за короткое время, чтобы разработать решение, которое как можно быстрее упростит жизнь лаборантам, и мы смогли доставлять 100 XNUMX образцов в неделю. «Это был невероятный результат для нас».
Объединение многих дисциплин
Проект AGAMEDE носит междисциплинарный характер и объединяет робототехнику, информатику, промышленный дизайн, математику, биологию и химию; Инженер Mitsubishi Electric по робототехнике Томаш Шольц, который сказал, что это будет сложный проект даже без дефицита времени, продолжил свои слова следующим образом: «Решения, которые мы использовали для этого проекта, являются инновационными и уникальными… Как и во многих других проектах, самой большой проблемой было определение цель и как мы достигнем цели. Ответ заключался в том, чтобы найти общий технический язык, на котором люди из разных областей знаний могли бы общаться на одном уровне и разъяснять ожидания. Соединить академический мир, который мыслит абстрактно, и промышленный мир, который обычно следует фиксированной системе, часто бывает сложной задачей, но нам это удалось».
Новые подходы в планировании лаборатории
Утверждая, что AGAMEDE своим дизайном отсылает к Древней Греции, проф. Др. Радослав Пиларски подчеркнул, что при планировании они также придавали большое значение лабораторной зоне, в которой размещается система, и в заключение сказал: «Чистое помещение, используемое для асептических клеточных культур, в большинстве лабораторий не имеющее окон, отделено от установленных стандартов наличием это совершенно новый вид. Окружающая среда хорошо освещена благодаря тщательно закрытым большим окнам. Благодаря добавленным стеклянным панелям система находится под постоянным наблюдением и контролем без использования спецодежды для чистых помещений. Кроме того, благодаря мониторам с высоким разрешением 4K и камерам, используемым в исследовании, AGAMEDE и эксперименты можно просматривать удаленно из любой точки мира».
Будьте первым, кто оставит отзыв