Jan and Dan Duncan 神經(jīng)研究所 (Duncan NRI) 最近聘請(qǐng)了一位不同尋常的實(shí)驗(yàn)室助理來執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。他們使用 ABB YuMi 協(xié)作機(jī)器人自動(dòng)執(zhí)行了幾項(xiàng)關(guān)鍵維護(hù)任務(wù)，該機(jī)器人有兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的手臂，可以重復(fù)執(zhí)行精確的動(dòng)作。

協(xié)作機(jī)器人解放了研究人員的時(shí)間和精力，使他們能夠用大腦而不是肌肉來工作。Duncan NRI 最終將利用他們的研究成果來支持德克薩斯兒童醫(yī)院的疾病治療。

ABB 的 YuMi 協(xié)作機(jī)器人正在執(zhí)行果蠅轉(zhuǎn)移任務(wù)。圖片由ABB提供

果蠅有何特別之處？

果蠅，又稱普通果蠅，與人類有許多共同的遺傳標(biāo)記。這使得果蠅成為醫(yī)學(xué)研究的首選，尤其是研究阿爾茨海默氏癥、亨廷頓氏病和帕金森氏癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。果蠅也經(jīng)常被用作這些疾病的新藥和新療法的測(cè)試對(duì)象。

翻轉(zhuǎn)蒼蠅

研究人員估計(jì)，他們有整整?? 20% 的時(shí)間用于維持果蠅種群。果蠅必須在各個(gè)瓶子之間轉(zhuǎn)移，以進(jìn)行喂養(yǎng)、生活和實(shí)驗(yàn)任務(wù)。為了執(zhí)行此步驟，果蠅必須暴露在外界或被麻醉。如果果蠅暴露在外界，可能會(huì)引入污染物并讓一些果蠅逃脫。

為了防止這種情況發(fā)生，果蠅通常會(huì)被二氧化碳 (CO2) 暫時(shí)麻醉，以便將它們倒在瓶子之間。這項(xiàng)操作必須每 30 天進(jìn)行一次，一項(xiàng)現(xiàn)代研究可能需要 20,000 個(gè)瓶子。

鎮(zhèn)靜劑又增加了一層復(fù)雜性。必須以可控的方式將二氧化碳注入果蠅體內(nèi)，而其對(duì)果蠅的長(zhǎng)期影響尚不明確。因此，目前尚不清楚反復(fù)鎮(zhèn)靜是否會(huì)影響果蠅的神經(jīng)健康，這可能會(huì)限制其在研究中的用途。

YuMi 的作用

YuMi 最獨(dú)特的用例或許是在生物醫(yī)學(xué)研究行業(yè)，用于在藥瓶之間轉(zhuǎn)移果蠅。YuMi 協(xié)作機(jī)器人有兩個(gè)多軸獨(dú)立臂。它們可以用一只手臂握住藥瓶，并將其敲入另一只手臂握住的藥瓶中。機(jī)器人確保藥瓶之間正確對(duì)齊，讓它們無路可逃。此外，它具有耐力和耐心（與實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員不同），每月可執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù) 20,000 次以上。

一名操作人員將瓶子固定住，然后反復(fù)敲擊瓶子以去除果蠅。圖片由ABB提供

YuMi 協(xié)作機(jī)器人使用內(nèi)置的條形碼讀取器管理所有這些小瓶。這樣，機(jī)器人就知道哪些小瓶里有食物，哪些蒼蠅需要喂食等。還可以開發(fā)條形碼，并為小瓶貼上標(biāo)簽，所有這些都由 YuMi 協(xié)作機(jī)器人完成。

下一步是什么？

通過巧妙地使用機(jī)器人技術(shù)，寶貴的研究時(shí)間可以用于實(shí)際研究，而不是維持果蠅種群。這是一個(gè)重復(fù)性任務(wù)的例子，它比人工更適合自動(dòng)化，而且可能有更多的維護(hù)任務(wù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。最終，ABB YuMi 協(xié)作機(jī)器人將節(jié)省時(shí)間和資源，因?yàn)樗梢赞D(zhuǎn)移果蠅，而不需要將它們暴露在二氧化碳中或冒著它們逃逸的風(fēng)險(xiǎn)。

特色圖片由ABB提供