- La prima soluzione automatizzata al mondo per il trasferimento di moscerini della frutta senza anestetici con il cobot YuMi® di ABB
- I ricercatori risparmiano il 20% di tempo e possono concentrarsi su attività importanti nella ricerca e nel trattamento di malattie neurologiche come il morbo di Alzheimer
ABB Robotics e il Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute (Duncan NRI) del Texas Children's Hospital, uno dei più grandi ospedali pediatrici degli Stati Uniti, hanno raggiunto un'innovativa scoperta medica sviluppando una stazione di lavoro automatizzata per il trasferimento dei moscerini della frutta (Drosophila melanogaster). Questa postazione è dotata del robot collaborativo YuMi® di ABB ed è utilizzata nella ricerca su malattie come l'Alzheimer, l'Huntington e il Parkinson.
Si tratta della prima soluzione di automazione che non richiede l'anestetizzazione dei moscerini con anestetici come l'anidride carbonica prima del loro trasferimento, un passaggio ingombrante nelle precedenti soluzioni di automazione e che può presentare un impatto negativo sul comportamento degli stessi moscerini e potenzialmente sull'accuratezza dei risultati dello studio.
Il cobot YuMi® di ABB esegue gli stessi movimenti dei ricercatori umani per trasferire i moscerini nelle fiale. Questo permette agli scienziati di concentrarsi su compiti importanti, come scoprire nuovi percorsi e testare l'efficacia di nuovi farmaci per il trattamento di disturbi neurologici. Inoltre, non è necessario anestetizzare i moscerini prima del trasferimento, il che migliora l'accuratezza dei risultati e velocizza il processo di trasferimento.
“Nel corso degli anni abbiamo assistito a progressi significativi nell'automazione dei laboratori, ma alcune attività cruciali vengono ancora eseguite manualmente e possono influenzare i risultati”, ha dichiarato Jose-Manuel Collados, Manager della Service Robotics Product Line di ABB. “I bracci robotici del nostro cobot YuMi lavorano in modo indipendente ma coordinato, consentendoci di automatizzare il complesso compito di trasferire moscerini vivi tra le fiale”.
La Drosophila melanogaster, comunemente nota come moscerino della frutta, è stata utilizzata nella ricerca in diverse aree della biologia, tra cui la genetica e la ricerca comportamentale. Il moscerino della frutta condivide molti marcatori genetici e di sviluppo con l'uomo ed è utilizzato in tutto il mondo per gli studi sulle malattie neurologiche umane.
Nell'ambito della manutenzione ordinaria, i ricercatori alimentano i moscerini della frutta trasferendoli ogni 30 giorni in fiale contenenti cibo fresco. Un laboratorio tipico ha circa 20.000 fiale e i ricercatori spendono all'incirca il 20% di una giornata lavorativa per trasferire i moscerini, mettendo una fiala contenente lo stock di moscerini sopra a una fiala con cibo fresco e toccando la prima fiala per far cadere i moscerini stessi. In tutti i precedenti tentativi di automatizzare questo processo, i moscerini venivano esposti all'esterno delle fiale durante il trasferimento: ciò richiedeva la sedazione.
Gli ingegneri di ABB Robotics hanno collaborato con i ricercatori del Duncan NRI per progettare e costruire una stazione di lavoro per il trasferimento automatizzato dei moscerini. Essa comprende il cobot YuMi®, un tavolo con fiale per il trasferimento, un'unità di etichettatura e codice a barre e uno scivolo per i rifiuti.
“Questa soluzione innovativa per accelerare la ricerca biomedica è il risultato della nostra stretta collaborazione di oltre due anni con ABB Robotics”, ha dichiarato il dottor Juan Botas, professore presso il Dipartimento di Genetica Molecolare e Umana e il Dipartimento di Biologia Molecolare e Cellulare del Baylor College of Medicine e ricercatore senior del Duncan NRI. “Combinando la biologia del moscerino della frutta e l'alto livello di esperienza dei ricercatori del DNRI guidati da me e dal dottor Ismael-Al Ramahi, professore assistente al Baylor College of Medicine e anch'egli ricercatore del Duncan NRI, e grazie anche all'esperienza nell'automazione degli ingegneri di ABB, abbiamo potuto progettare una soluzione basata sul cobot. Ciò riduce i tempi, elimina le perdite e consente di condurre più esperimenti in parallelo”.
YuMi® si occupa dell'intero processo di trasferimento dei moscerini della frutta eseguendo dieci passaggi pre-programmati in rapida successione. Proprio come un essere umano, YuMi® prende una fiala contenente moscerini vivi, apre il tappo protettivo in acetato di cellulosa, posiziona la fiala sopra a un'altra fiala con cibo fresco e la tocca per trasferire i moscerini. Quindi chiude le fiale, le etichetta, le scansiona e le ripone in scatole di cartone. Inoltre, il robot elimina le vecchie fiale per evitare qualsiasi contaminazione incrociata.
Un'importante caratteristica tecnica integrata nella soluzione è la capacità di leggere i codici a barre e di stampare le etichette con le informazioni sul ceppo e sul genotipo che vengono applicate alle fiale durante il trasferimento. In questo modo è possibile garantire un'attenta tracciabilità e gestione dei ceppi di Drosophila. Le tecnologie di rilevamento avanzate del robot consentono di posizionare con precisione le fiale all'interno di scatole di cartone standard, permettendo ai ricercatori di continuare a utilizzare le scatole di fiale esistenti, riducendo così i costi operativi.
Ma soprattutto, questo robot è stato progettato per essere cooperativo e sicuro per l'interazione umana. I suoi bracci dotati di sensori di movimento sono in grado di rilevare la presenza di persone o oggetti nelle vicinanze, arrestando istantaneamente il movimento per evitare incidenti e consentendo così uno spazio di lavoro collaborativo sicuro.
Per ulteriori informazioni sul progetto, visita la nostra pagina web.
La Business Area di ABB Robotics & Discrete Automation è uno dei principali fornitori mondiali di robotica e automazione, e oggi l'unica azienda con un portafoglio completo e integrato di robot industriali e collaborativi, di robot mobili (AMR), soluzioni complete di automazione e machine automation. ABB Robotics & Discrete Automation supporta le aziende di tutte le dimensioni e di tutti i settori, dall'automotive all'elettronica, dal manifatturiero al food&beverage e alla logistica, a diventare più flessibili ed efficienti nella transizione verso la fabbrica connessa e collaborativa del futuro. ABB Robotics impiega circa 11.000 persone in oltre 100 sedi, in più di 50 Paesi nel mondo. go.abb/robotics
Il Texas Children's, un'organizzazione sanitaria senza scopo di lucro, è impegnato a creare un futuro più sano per i bambini e le donne di tutta la comunità globale, grazie alla sua leadership nell'assistenza ai pazienti, nell'istruzione e nella ricerca. Costantemente classificato come il miglior ospedale pediatrico del Texas e tra i primi della nazione, il Texas Children's ha ottenuto ampi riconoscimenti per la sua esperienza e i suoi progressi nella salute dei bambini e delle donne. Il sistema comprende il Texas Children's Duncan NRI; la Feigin Tower per la ricerca pediatrica; il Texas Children's Pavilion for Women, una struttura ostetrico-ginecologica completa che si occupa di parti ad alto rischio; il Texas Children's Hospital West Campus, un ospedale comunitario nella periferia ovest di Houston; e il Texas Children's Hospital The Woodlands, il primo ospedale dedicato alla cura dei bambini per le comunità a nord di Houston. L'organizzazione ha anche creato il Texas Children's Health Plan, il primo HMO per bambini della nazione; la Texas Children's Pediatrics, la più grande rete di cure primarie pediatriche del Paese; le cliniche Texas Children's Urgent Care, specializzate in cure post-operatorie su misura per i bambini; e un programma di salute globale che fornisce cure a bambini e donne in tutto il mondo. Il Texas Children's Hospital è affiliato al Baylor College of Medicine. Per ulteriori informazioni, visita il sito www.texaschildrens.org .
Duncan NRI è stato fondato nel 2010 dalla famosa neurogenetista Huda Zoghbi. L'istituto è costituito da un consorzio multidisciplinare di oltre 300 medici e scienziati affiliati al Baylor College of Medicine e al Texas Children's Hospital, che lavorano insieme per intensificare la ricerca e sviluppare terapie mirate per i disturbi neurologici, neurodegenerativi e neuropsichiatrici più complessi e debilitanti nei bambini e negli adulti. Per ulteriori informazioni, consulta il sito https://www.texaschildrens.org/duncan-nri .
