Sistem robotik AGAMEDE, yang dikembangkan di Institut Kimia Bioorganik dari Akademi Ilmu Pengetahuan Polandia bekerja sama dengan Mitsubishi Electric, Labomatica, dan Perlan Technologies, mempercepat diagnosis SARS-CoV-2. Berkat teknologi otomatisasi canggih yang dilengkapi dengan kecerdasan buatan, sistem ini memiliki kapasitas untuk menguji 15 ribu sampel per hari. Teknologi; Ini juga dapat digunakan di bidang aplikasi lain seperti penelitian obat baru, perawatan kanker yang dipersonalisasi dan bahkan pengembangan formula kosmetik.
Dianggap sebagai ilmuwan wanita pertama dalam sejarah, AGAMEDE adalah inspirasi untuk nama yang diberikan pada sistem otomasi laboratorium yang dikembangkan di Institut Kimia Bioorganik dari Akademi Ilmu Pengetahuan Polandia. Sementara otomatisasi proses laboratorium adalah praktik umum, sistem robot AGAMEDE telah mulai menawarkan lingkungan eksperimen loop tertutup yang unik dengan menggabungkan otomatisasi dan kecerdasan buatan (AI). Robot yang menyiapkan eksperimen membaca hasil pada waktu tertentu dengan perangkat lunak Labomatica Gene GameTM, di sisi lain, menafsirkan data dan secara mandiri menyiapkan siklus eksperimen berikutnya. Dengan demikian, peneliti hanya memiliki tugas untuk mendefinisikan pertanyaan, merancang sistem eksperimental, dan memantau kelancaran sistem. Robot AGAMEDE, di sisi lain, bekerja 24 jam sehari untuk bereksperimen dan melaporkan hasilnya.
Kombinasi kecerdasan buatan dan otomatisasi dalam sistem yang dapat menghasilkan output dengan kecepatan tinggi menjadi terobosan. Sebagian besar sistem keluaran kecepatan tinggi otomatis memerlukan operator untuk membaca hasil dan merencanakan rangkaian eksperimen berikutnya setelah satu siklus selesai. AGAMEDE, di sisi lain, dapat melakukan ini secara mandiri tanpa campur tangan manusia.
“Berkat modul kecerdasan buatan, AGAMEDE menginterpretasikan eksperimen tanpa campur tangan manusia hanya berdasarkan model matematika,” kata penemu dan chief engineer sistem tersebut, Prof. dr. Radoslaw Pilarski melanjutkan kata-katanya sebagai berikut: “Sistem; Ini dapat digunakan di laboratorium diagnostik pusat, perusahaan farmasi yang mengembangkan obat-obatan medis dan laboratorium onkologi yang meneliti terapi khusus pasien, serta di departemen R&D perusahaan kimia dan bioteknologi untuk optimalisasi bio-proses.”
Ini dikembangkan untuk proyek EPICELL
Pekerjaan AGAMEDE dimulai pada tahun 2015 di dalam tubuh IBCH PAS. Sistem ini dikembangkan terutama untuk proyek EPICELL yang didanai oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Nasional di bawah program “Pencegahan dan Pengobatan Penyakit Zaman Modern” yang STRATEGIS. Tujuan dari proyek ini adalah untuk mengembangkan media yang dioptimalkan untuk kultur kardiomiosit. Tantangan utama dalam penelitian ini adalah jumlah percobaan yang diperlukan untuk merancang campuran yang tepat dari modulator epigenetik molekul kecil. Misalnya, formula dengan sepuluh bahan dan sepuluh konsentrasi berbeda membutuhkan 10 juta percobaan. Pada titik ini, AGAMEDE digunakan untuk mencari kombinasi yang tepat dari komponen dalam sistem solusi multidimensi. Ini meningkatkan konten media pemrograman ulang EPICELL One.
Itu bisa melakukan 15 tes sehari.
Menyatakan bahwa IBCH PAS telah bekerja pada RNA dan asam nukleat DNA sejak didirikan dan bahwa mereka memiliki semua peralatan dan fasilitas yang diperlukan untuk proses diagnostik SARS-CoV-2, Direktur IBCH/PAS Prof. Marek Figlerowicz; “Institut kami adalah yang pertama di Polandia yang mengembangkan tes untuk mendeteksi SARS-CoV-2. Tak lama setelah itu, kami memutuskan untuk menggabungkan kemampuan otomatisasi AGAMEDE dengan pengujian kami dan mengembangkan protokol diagnostik cepat yang memungkinkan kami menguji 15 sampel sehari. Meskipun kami tidak memiliki laboratorium diagnostik yang terakreditasi, kami telah mencapai hasil yang luar biasa, karena seseorang dapat menganalisis paling banyak beberapa ratus sampel dalam sehari. Dengan AGAMEDE, kami dapat melakukan 15 ribu tes, ”katanya.
Robot, PLC, dan perangkat lunak yang disediakan oleh Mitsubishi Electric
Proyek AGAMEDE, yang dilaksanakan dengan dukungan mitra teknologi Mitsubishi Electric, Labomatica, dan Perlan Techologies, menggunakan robot 6-sumbu Mitsubishi Electric, pengontrol PLC, dan perangkat lunak MELFA Basic. Robot industri dengan lengan panjang adalah komponen utama dari sistem. Dengan bantuan alat robot terintegrasi, robot dapat melakukan eksperimen skala mikro pada pelat uji mikro 96 dan 384 sumur, meniru pekerjaan teknisi laboratorium yang terus-menerus menggunakan peralatan analitik. Untuk ini, protokol eksperimental yang dimasukkan ke dalam perangkat lunak kontrol oleh operator digunakan.
Inkubator kultur sel industri, pengumpan pelat dan ujung, stasiun pemipetan, pelabel, pemindai kode batang, sealer pelat, pembaca fluoresensi, dan spektrofotometer juga digunakan dalam aplikasi. Mikroskop confocal otomatis HCA dengan empat saluran fluoresensi sebagai perangkat sorotan disertakan dalam sistem AGAMEDE. Untuk dunia bioteknologi, perangkat ini mewakili mikrokosmos yang setara dengan teleskop Hubble. Alih-alih objek astronomi, ia menganalisis jutaan struktur sel dan jaringan dengan memotretnya dengan kualitas dan efisiensi yang sama. Perangkat ini dilengkapi dengan diffuser akustik yang mengalirkan cairan dalam kisaran nanoliter (sepersejuta mililiter). Pengiriman cairan dengan volume kecil seperti itu mengurangi biaya penelitian dan meningkatkan kecepatan kerja. Dengan cara ini, eksperimen dapat dilakukan dalam waktu singkat menggunakan koleksi lebih dari 115 ribu bahan kimia.
Pengalaman dari kekuatan global Mitsubishi Electric
Menekankan bahwa mereka mendapat manfaat dari pengalaman internasional dalam menerapkan sistem canggih di mana robot dan peralatan laboratorium bekerja bersama untuk pertama kalinya di Polandia, Koordinator Solusi Sektor Ilmu Kehidupan Mitsubishi Electric Polandia Roman Janik; “Dukungan organisasi global Mitsubishi Electric, yang didedikasikan untuk proyek-proyek inovatif, sangat membantu dalam proyek ini. Kami semua bekerja keras dalam waktu singkat untuk mengembangkan solusi yang akan membuat teknisi lab merasa nyaman secepat mungkin, dan kami mampu mengirimkan 100 sampel per minggu. “Ini adalah hasil yang luar biasa bagi kami.”
Menyatukan banyak disiplin ilmu
Proyek AGAMEDE bersifat interdisipliner, menyatukan dunia robotika, ilmu komputer, desain industri, matematika, biologi, dan kimia; Insinyur Robotika Listrik Mitsubishi Tomasz Scholz, yang mengatakan bahwa ini akan menjadi proyek yang kompleks bahkan tanpa tekanan waktu, melanjutkan kata-katanya sebagai berikut: “Solusi yang kami gunakan untuk proyek ini inovatif dan unik… Seperti dalam banyak proyek, tantangan terbesar adalah mendefinisikan tujuan dan bagaimana kita akan mencapai tujuan. Jawabannya adalah untuk menemukan bahasa teknis umum di mana orang-orang dari berbagai bidang keahlian dapat berkomunikasi pada tingkat yang sama dan memperjelas harapan. Menjembatani dunia akademik, yang berpikir secara abstrak, dan dunia industri, yang biasanya mengikuti sistem tetap, seringkali merupakan tugas yang sulit, tetapi kami berhasil.”
Pendekatan baru dalam perencanaan laboratorium
Menyatakan bahwa AGAMEDE mengacu pada Yunani Kuno dengan desainnya, Prof. dr. Radosław Pilarski menekankan bahwa mereka juga mementingkan area laboratorium tempat sistem ditempatkan dalam perencanaan, dan menyimpulkan dengan mengatakan: “Ruang bersih yang digunakan untuk kultur sel aseptik, yang tidak berjendela di sebagian besar laboratorium, dipisahkan dari standar yang ditetapkan dengan memberikan itu tampilan yang sama sekali baru. Berkat jendela besar yang tertutup dengan hati-hati, lingkungannya cukup terang. Dengan tambahan panel kaca, dipastikan bahwa sistem terus diawasi dan dikendalikan tanpa mengenakan overall kamar yang bersih. Selain itu, berkat monitor dan kamera 4K beresolusi tinggi yang digunakan dalam penelitian ini, AGAMEDE dan eksperimennya dapat dilihat dari jarak jauh dari mana saja di dunia.”
Jadilah yang pertama mengomentari