Drosophila melanogaster, bedre kjent som fruktfluen, kan virke som en vanlig skadedyr. Disse insektene er imidlertid kritiske for pågående forskning på ulike nevrologiske sykdommer ved Texas Children's Hospital.
Fruktfluer er så viktige for denne forskningen fordi de deler 75 % av genene som forårsaker sykdommer hos mennesker, avler raskt, og forskere kan enkelt endre DNA-koden deres, ifølge UC Davis. Å håndtere disse fruktfluene i laboratoriet kan imidlertid være en vanskelig oppgave.
ABB Robotics og Jan og Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) ved Texas Children's Hospital har opprettet en automatisert arbeidsstasjon for fruktflueoverføring. Systemet har ABBs toarmede YuMi-samarbeidsrobot for å hjelpe studiet av sykdommer inkludert Alzheimers, Huntingtons og Parkinsons.
Selskapet sa at dette er det første automatiserte systemet som ikke krever at fluene immobiliseres med anestetika som karbondioksid før overføring. Anestesistadiet er et kjedelig trinn i tidligere systemer, som kan skade fluenes oppførsel og nøyaktigheten av studieresultatene.
"Vi har sett betydelige fremskritt i laboratorieautomatisering gjennom årene, men noen viktige oppgaver utføres fortsatt manuelt, noe som kan påvirke resultatene," sa Jose-Manuel Collados, leder for ABB Service Robotics Product Line. "Vår YuMi-kobots armer fungerer uavhengig, men på en koordinert måte, noe som gjør det mulig å automatisere den komplekse oppgaven med å overføre levende fluer mellom hetteglass."
Å overføre fruktfluer mellom hetteglass er en vanskelig oppgave
Som en del av rutinemessig vedlikehold mater forskere fra Texas Children's Hospital fruktfluer ved å overføre dem til hetteglass som inneholder mat hver 30. dag. Et typisk laboratorium vedlikeholder rundt 20,000 hetteglass, noe som betyr at forskere bruker 20 % av en arbeidsdag på å "vende fluer" ved å plassere et hetteglass som inneholder fluefondet over et hetteglass med fersk mat, og deretter banke på det for å slippe fluene.
Alle tidligere forsøk på å automatisere prosessen til dags dato involverte å eksponere fluene utenfor hetteglassene under overføring, og har derfor krevd sedasjon, sa ABB. Det nye systemet kan også forbedre nøyaktigheten av resultatene og fremskynde overføringsprosessen, bemerket ABB Robotics.
Ingeniører fra ABB samarbeidet med forskere ved Duncan NRI for å designe og bygge en flueoverføringsarbeidsstasjon, som inkluderer YuMi cobot, et bord stablet med ampuller for overføring, en strekkode- og merkeenhet og en søppelsjakt.
ABBs YuMi-kobot utfører de samme bevegelsene som menneskelige forskere for å tappe og overføre fluene mellom hetteglass. Dette lar forskere fokusere på oppdragskritiske oppgaver som oppdagelsen av nye veier og testing av effektiviteten til nye medisiner i behandling av nevrologiske lidelser.
YuMi muliggjør grundig sporing ved Texas Children's Hospital
YuMi håndterer hele prosessen med å snu fruktfluer, som inkluderer å utføre 10 forhåndsprogrammerte trinn i rask rekkefølge. Akkurat som mennesker, plukker roboten opp et hetteglass som inneholder levende fluer, åpner den beskyttende celluloseacetatpluggen, plasserer hetteglasset over en med fersk mat, og banker på hetteglasset for å overføre fluene.
Deretter dekker den, merker og skanner hetteglasset og stabler det til slutt i pappstativ. Roboten kaster deretter hetteglassene med gammel mat for å unngå krysskontaminering.
En fremtredende funksjon ved systemet, ifølge ABB, er dets evne til å lese strekkoder og skrive ut etiketter. Forskere bruker disse etikettene til å identifisere stamme- og genotypeinformasjon under overføringen. Denne funksjonen sikrer grundig sporing og håndtering av Drosophila-stammene.
Robotens avanserte sensorteknologier muliggjør presis plassering av hetteglass i standard pappstativ, og gir forskere muligheten til å fortsette å bruke eksisterende hetteglassstativ, noe som reduserer driftskostnadene for Texas Children's Hospital.
ABB sa at de konstruerte dette systemet for å være samarbeidende og trygt for menneskelig interaksjon. Dens bevegelsesfølende armer er utstyrt for å oppdage mennesker eller gjenstander i nærheten, og stopper bevegelsen umiddelbart for å forhindre ulykker, og muliggjør dermed et trygt samarbeidende arbeidsområde.