Jan and Dan Duncan 神经研究所 (Duncan NRI) 最近聘请了一位不同寻常的实验室助理来执行实验室实验。他们使用 ABB YuMi 协作机器人自动执行了几项关键维护任务,该机器人有两个独立驱动的手臂,可以重复执行精确的动作。
协作机器人解放了研究人员的时间和精力,使他们能够用大脑而不是肌肉来工作。Duncan NRI 最终将利用他们的研究成果来支持德克萨斯儿童医院的疾病治疗。
ABB 的 YuMi 协作机器人正在执行果蝇转移任务。图片由ABB提供
果蝇有何特别之处?
果蝇,又称普通果蝇,与人类有许多共同的遗传标记。这使得果蝇成为医学研究的首选,尤其是研究阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏病和帕金森氏症等神经系统疾病。果蝇也经常被用作这些疾病的新药和新疗法的测试对象。
翻转苍蝇
研究人员估计,他们有整整 20% 的时间用于维持果蝇种群。果蝇必须在各个瓶子之间转移,以进行喂养、生活和实验任务。为了执行此步骤,果蝇必须暴露在外界或被麻醉。如果果蝇暴露在外界,可能会引入污染物并让一些果蝇逃脱。
为了防止这种情况发生,果蝇通常会被二氧化碳 (CO2) 暂时麻醉,以便将它们倒在瓶子之间。这项操作必须每 30 天进行一次,一项现代研究可能需要 20,000 个瓶子。
镇静剂又增加了一层复杂性。必须以可控的方式将二氧化碳注入果蝇体内,而其对果蝇的长期影响尚不明确。因此,目前尚不清楚反复镇静是否会影响果蝇的神经健康,这可能会限制其在研究中的用途。
YuMi 的作用
YuMi 最独特的用例或许是在生物医学研究行业,用于在药瓶之间转移果蝇。YuMi 协作机器人有两个多轴独立臂。它们可以用一只手臂握住药瓶,并将其敲入另一只手臂握住的药瓶中。机器人确保药瓶之间正确对齐,让它们无路可逃。此外,它具有耐力和耐心(与实验室技术人员不同),每月可执行这项任务 20,000 次以上。
一名操作人员将瓶子固定住,然后反复敲击瓶子以去除果蝇。图片由ABB提供
YuMi 协作机器人使用内置的条形码读取器管理所有这些小瓶。这样,机器人就知道哪些小瓶里有食物,哪些苍蝇需要喂食等。还可以开发条形码,并为小瓶贴上标签,所有这些都由 YuMi 协作机器人完成。
下一步是什么?
通过巧妙地使用机器人技术,宝贵的研究时间可以用于实际研究,而不是维持果蝇种群。这是一个重复性任务的例子,它比人工更适合自动化,而且可能有更多的维护任务可以实现自动化。最终,ABB YuMi 协作机器人将节省时间和资源,因为它可以转移果蝇,而不需要将它们暴露在二氧化碳中或冒着它们逃逸的风险。
特色图片由ABB提供