Drosophila melanogaster, bedre kendt som frugtfluen, kan virke som en almindelig skadedyr. Disse insekter er imidlertid kritiske for igangværende forskning i forskellige neurologiske sygdomme på Texas Children's Hospital.
Frugtfluer er så vigtige for denne forskning, fordi de deler 75% af de gener, der forårsager sygdomme hos mennesker, yngler hurtigt, og forskere kan nemt ændre deres DNA-kode, ifølge UC Davis. At håndtere disse frugtfluer i laboratoriet kan dog være en vanskelig bestræbelse.
ABB Robotics og Jan og Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) på Texas Children's Hospital har skabt en automatiseret frugtflueoverførselsarbejdsstation. Systemet har ABB's dobbeltarmede YuMi-samarbejdsrobot til at hjælpe med undersøgelsen af sygdomme, herunder Alzheimers, Huntingtons og Parkinsons.
Virksomheden sagde, at dette er det første automatiserede system, der ikke kræver, at fluerne skal immobiliseres med bedøvelsesmidler såsom kuldioxid før overførsel. Anæstesistadiet er et kedeligt trin i tidligere systemer, som kan skade fluernes adfærd og nøjagtigheden af undersøgelsesresultater.
"Vi har set betydelige fremskridt inden for laboratorieautomatisering gennem årene, men nogle afgørende opgaver udføres stadig manuelt, hvilket kan påvirke resultaterne," sagde Jose-Manuel Collados, leder af ABB Service Robotics Product Line. "Vores YuMi cobots arme arbejder uafhængigt, men på en koordineret måde, hvilket gør det muligt at automatisere den komplekse opgave med at overføre levende fluer mellem hætteglas."
Overførsel af frugtfluer mellem hætteglas er en vanskelig opgave
Som en del af rutinemæssig vedligeholdelse fodrer forskere fra Texas Children's Hospital frugtfluer ved at overføre dem til hætteglas med mad hver 30. dag. Et typisk laboratorium vedligeholder omkring 20,000 hætteglas, hvilket betyder, at forskere bruger 20 % af en arbejdsdag på at "vende fluer" ved at placere et hætteglas med fluefond over et hætteglas med frisk mad og derefter banke på det for at tabe fluerne.
Alle tidligere forsøg på at automatisere processen til dato involverede at udsætte fluerne uden for hætteglassene under overførsel, og derfor krævede sedation, sagde ABB. Det nye system kan også forbedre resultaternes nøjagtighed og fremskynde overførselsprocessen, bemærkede ABB Robotics.
Ingeniører fra ABB samarbejdede med forskere ved Duncan NRI om at designe og bygge en flueoverførselsarbejdsstation, som inkluderer YuMi cobot, et bord stablet med hætteglas til overførsel, en stregkode- og etiketteringsenhed og en skraldeskakt.
ABB's YuMi cobot udfører de samme bevægelser som menneskelige forskere til at banke og overføre fluerne mellem hætteglas. Dette giver forskere mulighed for at fokusere på missionskritiske opgaver såsom opdagelsen af nye veje og afprøvning af effektiviteten af nye lægemidler til behandling af neurologiske lidelser.
YuMi muliggør omhyggelig sporing på Texas Children's Hospital
YuMi håndterer hele processen med at vende frugtfluer, hvilket inkluderer at udføre 10 forprogrammerede trin i hurtig rækkefølge. Ligesom mennesker tager robotten et hætteglas med levende fluer op, åbner den beskyttende celluloseacetatprop, placerer hætteglasset over et med frisk mad og banker på hætteglasset for at overføre fluerne.
Derefter hætter, mærker og scanner hætteglasset og stabler det til sidst i papstativer. Robotten kasserer derefter hætteglassene med gammel mad for at undgå krydskontaminering.
En iøjnefaldende egenskab ved systemet, ifølge ABB, er dets evne til at læse stregkoder og udskrive etiketter. Forskere bruger disse etiketter til at identificere stamme- og genotypeoplysninger under overførslen. Denne funktion sikrer omhyggelig sporing og håndtering af Drosophila-stammerne.
Robottens avancerede sensorteknologier muliggør præcis placering af hætteglas i standard papstativer, hvilket giver forskere mulighed for at fortsætte med at bruge eksisterende hætteglasstativer, hvilket reducerer driftsomkostningerne for Texas Children's Hospital.
ABB sagde, at det konstruerede dette system til at være samarbejdende og sikkert for menneskelig interaktion. Dens bevægelsesfølende arme er udstyret til at registrere nærliggende mennesker eller genstande, og standser bevægelse øjeblikkeligt for at forhindre ulykker, hvilket giver mulighed for et sikkert samarbejdende arbejdsområde.