سیستم روباتیک AGAMEDE که در مؤسسه شیمی بیورگانیک آکادمی علوم لهستان با همکاری Mitsubishi Electric، Labomatica و Perlan Technologies توسعه یافته است، تشخیص SARS-CoV-2 را تسریع می کند. به لطف فناوری پیشرفته اتوماسیون مجهز به هوش مصنوعی، این سیستم ظرفیت آزمایش 15 هزار نمونه در روز را دارد. فن آوری؛ همچنین می تواند در زمینه های کاربردی دیگر مانند تحقیقات دارویی جدید، درمان های شخصی سرطان و حتی توسعه فرمول های آرایشی استفاده شود.
AGAMEDE که اولین زن دانشمند تاریخ در نظر گرفته می شود، الهام بخش نام سیستم اتوماسیون آزمایشگاهی بود که در موسسه شیمی بیورگانیک آکادمی علوم لهستان ایجاد شد. در حالی که اتوماسیون فرآیندهای آزمایشگاهی یک عمل رایج است، سیستم روباتیک AGAMEDE با ترکیب اتوماسیون و هوش مصنوعی (AI) شروع به ارائه یک محیط آزمایشی حلقه بسته منحصر به فرد کرده است. روبات‌هایی که آزمایش‌ها را آماده می‌کنند، نتایج را در زمان‌های معینی با نرم‌افزار Labomatica Gene GameTM می‌خوانند، از سوی دیگر، داده‌ها را تفسیر کرده و به‌طور مستقل چرخه آزمایش بعدی را آماده می‌کنند. بنابراین، محققان تنها وظیفه تعریف سوال، طراحی سیستم آزمایشی و نظارت بر عملکرد روان سیستم را دارند. از طرف دیگر، ربات AGAMEDE، 24 ساعت شبانه روز کار می کند تا آزمایش کند و نتایج را گزارش کند.
ترکیب هوش مصنوعی و اتوماسیون در سیستمی که می تواند خروجی با سرعت بالا تولید کند به عنوان یک پیشرفت برجسته است. اکثر سیستم‌های خروجی پرسرعت خودکار به اپراتور نیاز دارند تا نتایج را بخواند و سری بعدی آزمایش‌ها را پس از تکمیل یک چرخه برنامه‌ریزی کند. از سوی دیگر، AGAMEDE می تواند این کار را به طور مستقل و بدون دخالت انسان انجام دهد.
پروفسور مخترع و مهندس ارشد این سیستم گفت: به لطف ماژول هوش مصنوعی، AGAMEDE آزمایش‌ها را بدون دخالت انسان تنها بر اساس مدل‌های ریاضی تفسیر می‌کند. دکتر. رادوسلاو پیلارسکی سخنان خود را اینگونه ادامه داد: «سیستم; می توان از آن در آزمایشگاه های تشخیصی مرکزی، شرکت های دارویی تولید کننده داروهای پزشکی و آزمایشگاه های سرطان شناسی که در مورد درمان های خاص بیمار تحقیق می کنند، و همچنین در بخش تحقیق و توسعه شرکت های شیمیایی و بیوتکنولوژی برای بهینه سازی فرآیندهای زیستی استفاده کرد.
برای پروژه EPICELL توسعه یافته است
کارهای AGAMEDE در سال 2015 در بدنه IBCH PAS آغاز شد. این سیستم عمدتاً برای پروژه EPICELL که توسط مرکز ملی تحقیق و توسعه تحت برنامه "پیشگیری و درمان بیماری های عصر مدرن" STRATEGMED تامین می شود، توسعه یافته است. هدف از این پروژه ایجاد یک محیط بهینه برای کشت کاردیومیوسیت بود. چالش اصلی در این مطالعه، تعداد آزمایش‌های مورد نیاز برای طراحی ترکیبی مناسب از تعدیل‌کننده‌های اپی ژنتیکی مولکول‌های کوچک بود. به عنوان مثال، یک فرمول با ده ماده و ده غلظت مختلف نیاز به 10 میلیون آزمایش دارد. AGAMEDE در این مرحله برای جستجوی ترکیب مناسب اجزا در یک سیستم راه حل چند بعدی استفاده شد. این باعث بهبود محتوای رسانه برنامه ریزی مجدد EPICELL One شد.
می تواند 15 آزمایش در روز انجام دهد.
پروفسور پروفسور مدیر IBCH/PAS با بیان اینکه IBCH PAS از زمان تأسیس خود روی اسیدهای نوکلئیک RNA و DNA کار کرده است و آنها تمام تجهیزات و امکانات لازم برای فرآیندهای تشخیص SARS-CoV-2 را دارند. مارک فیگلروویچ; موسسه ما اولین موسسه ای در لهستان بود که آزمایشی برای تشخیص SARS-CoV-2 ایجاد کرد. مدت کوتاهی پس از آن، تصمیم گرفتیم قابلیت‌های اتوماسیون AGAMEDE را با آزمایش‌های خود ترکیب کنیم و یک پروتکل تشخیصی سریع ایجاد کردیم که به ما امکان می‌داد روزانه 15 نمونه را آزمایش کنیم. اگرچه ما آزمایشگاه تشخیص معتبر نداریم، اما به نتیجه باورنکردنی دست یافته‌ایم، زیرا یک فرد می‌تواند حداکثر چند صد نمونه را در روز تجزیه و تحلیل کند. با AGAMEDE توانستیم 15 هزار آزمایش انجام دهیم.
ربات ها، PLC و نرم افزار ارائه شده توسط میتسوبیشی الکتریک
پروژه AGAMEDE که با پشتیبانی شرکای فناوری Mitsubishi Electric، Labomatica و Perlan Techologies اجرا شد، از ربات 6 محوره Mitsubishi Electric، کنترلرهای PLC و نرم افزار MELFA Basic استفاده کرد. ربات صنعتی با بازوی بلند جزء اصلی سیستم است. با کمک یک ابزار رباتیک یکپارچه، این ربات می‌تواند آزمایش‌هایی در مقیاس میکرو بر روی صفحات ریز سنجش 96 و 384 چاهی انجام دهد و از کار یک تکنسین آزمایشگاهی تقلید کند که دائماً از تجهیزات تحلیلی استفاده می‌کند. برای این کار از پروتکل های تجربی وارد شده به نرم افزار کنترل توسط اپراتور استفاده می شود.
انکوباتورهای کشت سلولی صنعتی، فیدرهای پلیت و نوک، ایستگاه های پیپتینگ، لیبلرها، اسکنرهای بارکد، سیلرهای صفحه، خوان های فلورسانس و اسپکتروفتومترها نیز در این برنامه مورد استفاده قرار گرفتند. یک میکروسکوپ کانفوکال خودکار HCA با چهار کانال فلورسانس به عنوان دستگاه برجسته در سیستم AGAMEDE گنجانده شده است. برای دنیای بیوتکنولوژی، این دستگاه معادل جهان کوچک تلسکوپ هابل است. به جای اجرام نجومی، میلیون ها ساختار سلولی و بافتی را با عکس برداری از آنها با همان کیفیت و کارایی تجزیه و تحلیل می کند. این دستگاه مجهز به یک پخش کننده صوتی است که مایع را در محدوده نانولیتر (میلیونم میلی لیتر) ارسال می کند. تحویل سریع چنین حجم کمی از مایعات باعث کاهش هزینه های تحقیقاتی و افزایش سرعت کار می شود. به این ترتیب می توان با استفاده از مجموعه ای بالغ بر 115 ماده شیمیایی در مدت زمان کوتاهی آزمایش هایی را انجام داد.
تجربه از قدرت جهانی میتسوبیشی الکتریک
رومن ژانیک، هماهنگ کننده بخش علوم زیستی میتسوبیشی الکتریک لهستان، با تاکید بر اینکه آنها از تجربه بین المللی در پیاده سازی چنین سیستم پیشرفته ای که در آن ربات ها و تجهیزات آزمایشگاهی برای اولین بار در لهستان با هم کار می کنند، بهره برده اند. «حمایت سازمان جهانی میتسوبیشی الکتریک که متعهد به پروژه‌های نوآورانه است، در این پروژه بسیار مفید بوده است. همه ما در مدت زمان کوتاهی سخت کار کردیم تا راه حلی ایجاد کنیم که تکنسین های آزمایشگاهی را در سریع ترین زمان ممکن راحت کند و توانستیم 100 نمونه در هفته تحویل دهیم. این یک نتیجه باورنکردنی برای ما بوده است.»
گرد هم آوردن بسیاری از رشته ها
پروژه AGAMEDE بین رشته ای است و دنیای رباتیک، علوم کامپیوتر، طراحی صنعتی، ریاضیات، زیست شناسی و شیمی را گرد هم می آورد. مهندس رباتیک میتسوبیشی الکتریک، توماس شولز، که گفت این پروژه حتی بدون فشار زمان نیز پروژه ای پیچیده خواهد بود، سخنان خود را اینگونه ادامه داد: "راه حل هایی که ما برای این پروژه استفاده کردیم، مبتکرانه و منحصر به فرد هستند... همانطور که در بسیاری از پروژه ها، بزرگترین چالش تعریف کردن بود. هدف و اینکه چگونه به هدف برسیم. پاسخ این بود که یک زبان فنی مشترک پیدا کنیم که در آن افراد از حوزه های مختلف تخصص بتوانند در یک سطح ارتباط برقرار کنند و انتظارات را روشن کنند. پل زدن بین دنیای آکادمیک، که با عبارات انتزاعی فکر می کند، و جهان صنعتی، که معمولاً از یک سیستم ثابت پیروی می کند، اغلب کار دشواری است، اما ما موفق شدیم.
رویکردهای جدید در برنامه ریزی آزمایشگاهی
پروفسور با بیان اینکه AGAMEDE با طراحی خود به یونان باستان اشاره می کند. دکتر. رادوسلاو پیلارسکی با تاکید بر اینکه در برنامه ریزی به منطقه آزمایشگاهی که سیستم در آن قرار می گیرد نیز اهمیت می دهند و در پایان گفت: اتاق تمیز مورد استفاده برای کشت سلول های آسپتیک که در اکثر آزمایشگاه ها بدون پنجره است، با ارائه دادن از استانداردهای تعیین شده جدا شده است. ظاهری کاملا جدید دارد به لطف پنجره های بزرگ که با دقت بسته شده اند، محیط به خوبی روشن می شود. با پانل های شیشه ای اضافه شده، اطمینان حاصل می شود که سیستم بدون پوشیدن لباس های تمیز اتاق تحت نظارت و کنترل دائمی قرار می گیرد. علاوه بر این، به لطف مانیتورها و دوربین‌های 4K با وضوح بالا که در این مطالعه استفاده شده‌اند، AGAMEDE و آزمایش‌ها را می‌توان از راه دور از هر نقطه در جهان مشاهده کرد.
اولین نفری باشید که نظر می دهید