Az AGAMEDE robotrendszer, amelyet a Lengyel Tudományos Akadémia Bioszerves Kémiai Intézetében fejlesztettek ki a Mitsubishi Electric, Labomatica és Perlan Technologies együttműködésével, felgyorsítja a SARS-CoV-2 diagnózisát. A mesterséges intelligenciával felszerelt fejlett automatizálási technológiának köszönhetően a rendszer napi 15 ezer minta tesztelésére képes. Technológia; Más alkalmazási területeken is felhasználható, például új gyógyszerkutatásban, személyre szabott rákkezelésekben vagy akár kozmetikai formulák fejlesztésében is.
A történelem első női tudósának tartott AGAMEDE volt az ihletője a Lengyel Tudományos Akadémia Bioszerves Kémiai Intézetében kifejlesztett laboratóriumi automatizálási rendszer elnevezésének. Míg a laboratóriumi folyamatok automatizálása általános gyakorlat, az AGAMEDE robotrendszer egyedülálló zárt hurkú kísérleti környezetet kínál az automatizálás és a mesterséges intelligencia (AI) kombinálásával. A kísérleteket előkészítő robotok a Labomatica Gene GameTM szoftverrel bizonyos időpontokban olvassák le az eredményeket, másrészt értelmezik az adatokat, és önállóan készítik elő a következő kísérleti ciklust. Így a kutatókra már csak a kérdés meghatározása, a kísérleti rendszer kialakítása és a rendszer zavartalan működésének figyelemmel kísérése marad. Az AGAMEDE robot viszont a nap 24 órájában dolgozik, hogy kísérletezzen és beszámoljon az eredményekről.
A mesterséges intelligencia és az automatizálás kombinációja egy olyan rendszerben, amely nagy sebességgel képes termelni, áttörést jelent. A legtöbb automatizált nagysebességű kimeneti rendszer megköveteli, hogy a kezelő leolvassa az eredményeket, és megtervezze a következő kísérletsorozatot a ciklus befejezése után. Az AGAMEDE viszont önállóan, emberi beavatkozás nélkül képes erre.
"A mesterséges intelligencia modulnak köszönhetően az AGAMEDE csak matematikai modellek alapján értelmezi a kísérleteket emberi beavatkozás nélkül" - mondta a rendszer feltalálója és főmérnöke, Prof. Dr. Radoslaw Pilarski így folytatta szavait: „A rendszer; Alkalmazható központi diagnosztikai laboratóriumokban, gyógyászati gyógyszereket fejlesztő gyógyszergyárakban és betegspecifikus terápiákat kutató onkológiai laboratóriumokban, valamint vegyipari és biotechnológiai cégek kutatás-fejlesztési osztályain a biofolyamatok optimalizálására.”
Az EPICELL projekthez fejlesztették ki
Az AGAMEDE munkálatai 2015-ben kezdődtek az IBCH PAS szervezetében. A rendszert elsősorban a Nemzeti Kutatási és Fejlesztési Központ által a STRATEGMED „Modernkori betegségek megelőzése és kezelése” program keretében finanszírozott EPICELL projekthez fejlesztették ki. A projekt célja egy optimalizált táptalaj kifejlesztése volt a szívizomsejtek tenyésztéséhez. Ebben a tanulmányban a legnagyobb kihívást a kis molekulájú epigenetikai modulátorok megfelelő keverékének megtervezéséhez szükséges kísérletek száma jelentette. Például egy tíz összetevőből és tíz különböző koncentrációból álló képlet 10 millió kísérletet igényel. Az AGAMEDE-t ezen a ponton használták arra, hogy a komponensek megfelelő kombinációját keressék egy többdimenziós megoldási rendszerben. Ez javította az EPICELL One újraprogramozási adathordozó tartalmát.
Naponta 15 XNUMX tesztet tud elvégezni.
Az IBCH/PAS igazgatója, Prof., kijelentve, hogy az IBCH PAS megalakulása óta foglalkozik RNS- és DNS-nukleinsavakkal, és rendelkezik a SARS-CoV-2 diagnosztikai folyamatokhoz szükséges összes berendezéssel és felszereléssel. Marek Figlerowicz; „Intézményünk volt az első Lengyelországban, amely kifejlesztett egy tesztet a SARS-CoV-2 kimutatására. Röviddel ezután úgy döntöttünk, hogy egyesítjük az AGAMEDE automatizálási képességeit tesztjeinkkel, és kifejlesztettünk egy gyors diagnosztikai protokollt, amely lehetővé tette napi 15 15 minta tesztelését. Bár nincs akkreditált diagnosztikai laboratóriumunk, hihetetlen eredményt értünk el, hiszen egy ember egy nap alatt legfeljebb több száz mintát tud elemezni. Az AGAMEDE-vel XNUMX ezer tesztet tudtunk elvégezni” – mondta.
A Mitsubishi Electric által biztosított robotok, PLC és szoftver
A Mitsubishi Electric, Labomatica és Perlan Techologies technológiai partnerei támogatásával megvalósuló AGAMEDE projekt a Mitsubishi Electric 6 tengelyes robotját, PLC vezérlőit és MELFA Basic szoftverét használta. A rendszer fő eleme a hosszú karú ipari robot. Az integrált robotszerszám segítségével a robot 96 és 384 lyukú mikroelemző lemezeken végez mikroléptékű kísérleteket, utánozva az elemző berendezéseket folyamatosan használó laboráns munkáját. Ehhez a kezelő által a vezérlőszoftverbe bevitt kísérleti protokollokat használjuk.
Ipari sejtkultúra inkubátorokat, tányér- és csúcsadagolókat, pipettázó állomásokat, címkézőket, vonalkód-leolvasókat, lemezlezárókat, fluoreszcens leolvasókat és spektrofotométereket is alkalmaztak az alkalmazásban. Az AGAMEDE rendszer része egy automatikus konfokális HCA mikroszkóp négy fluoreszcens csatornával kiemelő eszközként. A biotechnológia világában ez az eszköz a Hubble-teleszkóp mikrokozmoszi megfelelőjét képviseli. Csillagászati objektumok helyett sejt- és szövetszerkezetek millióit elemzi úgy, hogy azokat ugyanolyan minőségben és hatékonysággal fényképezi. A készülék akusztikus diffúzorral van felszerelve, amely nanoliteres (milliliter milliomod része) tartományban szállítja a folyadékot. Az ilyen kis mennyiségű folyadékok gyors szállítása csökkenti a kutatási költségeket és növeli a munka sebességét. Ily módon több mint 115 XNUMX vegyszerből álló gyűjtemény felhasználásával rövid időn belül kísérleteket lehet végezni.
Tapasztalatok a Mitsubishi Electric globális erejéből
Roman Janik, a Mitsubishi Electric Poland élettudományi ágazati megoldások koordinátora, hangsúlyozva, hogy hasznot húztak a nemzetközi tapasztalatból egy ilyen fejlett rendszer megvalósításában, amelyben robotok és laboratóriumi berendezések működnek együtt először Lengyelországban; „A Mitsubishi Electric innovatív projektek iránt elkötelezett globális szervezetének támogatása rendkívül hasznos volt ebben a projektben. Mindannyian keményen dolgoztunk rövid időn belül egy olyan megoldás kifejlesztésén, amely a lehető leggyorsabban megnyugtatja a labortechnikusokat, és heti 100 XNUMX mintát tudtunk szállítani. "Ez hihetetlen eredmény volt számunkra."
Sok tudományágat egyesít
Az AGAMEDE projekt interdiszciplináris, a robotika, a számítástechnika, az ipari formatervezés, a matematika, a biológia és a kémia világát fogja össze; Tomasz Scholz, a Mitsubishi Electric Robotics mérnöke, aki szerint ez egy összetett projekt lesz időkényszer nélkül is, így folytatta szavait: „A projekthez használt megoldásaink innovatívak és egyediek… Mint sok projektben, a legnagyobb kihívást a definíció jelentette. a célt és azt, hogy hogyan érnénk el a célt. A válasz az volt, hogy találjunk egy közös szaknyelvet, amelyen a különböző szakterületeken dolgozók azonos szinten kommunikálhatnak és tisztázhatják az elvárásokat. Az absztrakt fogalmakban gondolkodó akadémiai világ és a jellemzően rögzített rendszert követő ipari világ áthidalása sokszor nehéz feladat, de sikerült.”
Új megközelítések a laboratóriumi tervezésben
Kijelentve, hogy az AGAMEDE az ókori Görögországra utal a tervével, Prof. Dr. Radosław Pilarski hangsúlyozta, hogy a tervezés során fontosnak tartották azt a laboratóriumi területet is, ahol a rendszert elhelyezik, majd így zárta: „Az aszeptikus sejttenyésztéshez használt tiszta helyiséget, amely a legtöbb laboratóriumban ablaktalan, elválasztják a bevett szabványoktól azáltal, hogy ez egy teljesen új megjelenés. A környezet jól megvilágított a gondosan zárt nagy ablakoknak köszönhetően. A hozzáadott üvegpanelekkel biztosítható, hogy a rendszer állandó megfigyelés alatt tartva és ellenőrzés alatt legyen tisztatéri overall viselése nélkül. Ráadásul a tanulmányban használt nagy felbontású 4K monitoroknak és kameráknak köszönhetően az AGAMEDE és a kísérletek távolról is megtekinthetők a világ bármely pontjáról.”
Legyen az első, aki kommentál