El sistema robòtic AGAMEDE, desenvolupat a l'Institut de Química Bioorgànica de l'Acadèmia Polonesa de Ciències en col·laboració amb Mitsubishi Electric, Labomatica i Perlan Technologies, accelera el diagnòstic de SARS-CoV-2. Gràcies a la tecnologia d'automatització avançada equipada amb intel·ligència artificial, el sistema té la capacitat de provar 15 mil mostres per dia. tecnologia; També es podria utilitzar en altres àrees d'aplicació com ara la investigació de nous fàrmacs, tractaments personalitzats contra el càncer i fins i tot el desenvolupament de fórmules cosmètiques.
Considerada la primera dona científica de la història, AGAMEDE va ser la inspiració del nom donat al sistema d'automatització de laboratori desenvolupat a l'Institut de Química Bioorgànica de l'Acadèmia de Ciències de Polònia. Tot i que l'automatització dels processos de laboratori és una pràctica habitual, el sistema robòtic AGAMEDE ha començat a oferir un entorn d'experimentació únic en bucle tancat combinant l'automatització i la intel·ligència artificial (IA). Els robots que preparen els experiments llegeixen els resultats en determinats moments amb el programari Labomatica Gene GameTM, en canvi, interpreten les dades i preparen de manera independent el següent cicle experimental. Així, als investigadors només els queda la tasca de definir la pregunta, dissenyar el sistema experimental i supervisar el bon funcionament del sistema. Robot AGAMEDE, en canvi, treballa les 24 hores del dia per experimentar i informar dels resultats.
La combinació d'intel·ligència artificial i automatització en un sistema que pot produir sortida a altes velocitats destaca com un avenç. La majoria dels sistemes de sortida automatitzats d'alta velocitat requereixen que un operador llegeixi els resultats i planifiqui la següent sèrie d'experiments després de completar un cicle. AGAMEDE, en canvi, pot fer-ho de manera independent sense intervenció humana.
"Gràcies al mòdul d'intel·ligència artificial, AGAMEDE interpreta experiments sense intervenció humana basant-se només en models matemàtics", va dir l'inventor i enginyer en cap del sistema, el Prof. Dr. Radoslaw Pilarski va continuar les seves paraules de la següent manera: “El sistema; Es pot utilitzar en laboratoris centrals de diagnòstic, empreses farmacèutiques que desenvolupen fàrmacs mèdics i laboratoris d'oncologia que investiguen teràpies específiques per a pacients, així com en els departaments d'R+D d'empreses químiques i biotecnològiques per a l'optimització de bioprocessos".
Va ser desenvolupat per al projecte EPICELL
Les obres d'AGAMEDE van començar l'any 2015 dins del cos de l'IBCH PAS. El sistema es va desenvolupar principalment per al projecte EPICELL finançat pel Centre Nacional de Recerca i Desenvolupament en el marc del programa STRATEGMED "Prevenció i tractament de les malalties de l'edat moderna". L'objectiu del projecte era desenvolupar un medi optimitzat per al cultiu de cardiomiòcits. El principal repte d'aquest estudi va ser el nombre d'experiments necessaris per dissenyar una barreja adequada de moduladors epigenètics de molècules petites. Per exemple, una fórmula amb deu ingredients i deu concentracions diferents requereix 10 milions d'experiments. En aquest punt, AGAMEDE es va utilitzar per buscar la combinació adequada de components en un sistema de solució multidimensional. Això va millorar el contingut del mitjà de reprogramació EPICELL One.
Pot fer 15 proves al dia.
Afirmant que l'IBCH PAS treballa en àcids nucleics d'ARN i ADN des de la seva creació i que disposa de tots els equips i instal·lacions necessàries per als processos de diagnòstic de SARS-CoV-2, el director d'IBCH/PAS, el Prof. Marek Figlerowicz; "El nostre institut va ser el primer a Polònia a desenvolupar una prova per a la detecció del SARS-CoV-2. Poc després, vam decidir combinar les capacitats d'automatització d'AGAMEDE amb les nostres proves i vam desenvolupar un protocol de diagnòstic ràpid que ens permetia provar 15 mostres al dia. Encara que no disposem d'un laboratori de diagnòstic acreditat, hem aconseguit un resultat increïble, perquè una persona pot analitzar com a molt centenars de mostres en un dia. Amb AGAMEDE hem pogut fer 15 mil proves”, va dir.
Robots, PLC i programari proporcionats per Mitsubishi Electric
El projecte AGAMEDE, implementat amb el suport dels socis tecnològics de Mitsubishi Electric, Labomatica i Perlan Techologies, va utilitzar el robot de 6 eixos de Mitsubishi Electric, controladors PLC i programari MELFA Basic. El robot industrial amb un braç llarg és el component principal del sistema. Amb l'ajuda d'una eina robòtica integrada, el robot pot realitzar experiments a microescala en plaques de microassaig de 96 i 384 pous, imitant el treball d'un tècnic de laboratori que utilitza constantment equips analítics. Per a això, s'utilitzen protocols experimentals introduïts al programari de control per l'operador.
En l'aplicació també es van utilitzar incubadores de cultiu cel·lular industrial, alimentadors de plaques i puntes, estacions de pipeteig, etiquetadors, escàners de codis de barres, segelladors de plaques, lectors de fluorescència i espectrofotòmetres. El sistema AGAMEDE inclou un microscopi confocal automatitzat HCA amb quatre canals de fluorescència com a dispositiu destacat. Per al món de la biotecnologia, aquest dispositiu representa l'equivalent microcosmos del telescopi Hubble. En lloc d'objectes astronòmics, analitza milions d'estructures cel·lulars i de teixits fotografiant-los amb la mateixa qualitat i eficiència. El dispositiu està equipat amb un difusor acústic que lliura líquid en el rang de nanolitres (milionèsima part d'un mil·lilitre). El lliurament ràpid de volums tan petits de líquids redueix els costos de recerca i augmenta la velocitat de treball. D'aquesta manera, és possible dur a terme experiments en poc temps utilitzant una col·lecció de més de 115 mil productes químics.
Experiència de la força global de Mitsubishi Electric
Destacant que es van beneficiar de l'experiència internacional en la implementació d'un sistema tan avançat en què robots i equips de laboratori treballen junts per primera vegada a Polònia, el coordinador de solucions del sector de ciències de la vida de Mitsubishi Electric Poland, Roman Janik; “El suport de l'organització global de Mitsubishi Electric, que es dedica a projectes innovadors, ha estat molt útil en aquest projecte. Tots vam treballar dur en poc temps per desenvolupar una solució que tranquil·litzi els tècnics de laboratori el més ràpidament possible i vam poder lliurar 100 mostres per setmana. "Aquest ha estat un resultat increïble per a nosaltres".
Reunint moltes disciplines
El projecte AGAMEDE és interdisciplinari, aglutina els mons de la robòtica, la informàtica, el disseny industrial, les matemàtiques, la biologia i la química; L'enginyer de robòtica de Mitsubishi Electric Tomasz Scholz, que va dir que seria un projecte complex fins i tot sense pressió de temps, va continuar les seves paraules de la següent manera: "Les solucions que hem utilitzat per a aquest projecte són innovadores i úniques... Com en molts projectes, el repte més gran era definir l'objectiu i com arribaríem a l'objectiu. La resposta va ser trobar un llenguatge tècnic comú en el qual persones de diferents camps d'expertesa poguessin comunicar-se al mateix nivell i aclarir les expectatives. Fer ponts entre el món acadèmic, que pensa en termes abstractes, i el món industrial, que normalment segueix un sistema fix, és sovint una tasca difícil, però ho hem aconseguit".
Nous enfocaments en la planificació del laboratori
Afirmant que AGAMEDE es refereix a l'Antiga Grècia amb el seu disseny, el Prof. Dr. Radosław Pilarski va subratllar que també donen importància a l'àrea del laboratori on es col·loca el sistema en la planificació i va concloure dient: "La sala neta utilitzada per al cultiu de cèl·lules asèptiques, que no té finestres a la majoria dels laboratoris, està separada dels estàndards establerts donant és un aspecte completament nou. Gràcies als grans finestrals tancats amb cura, l'entorn està ben il·luminat. Amb els panells de vidre afegits, s'assegura que el sistema es manté sota observació i control constants sense portar un mono de sala neta. A més, gràcies als monitors i càmeres 4K d'alta resolució que s'utilitzen en l'estudi, AGAMEDE i els experiments es poden veure de forma remota des de qualsevol part del món".
Sigues el primer a comentar