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KI-basiertes Roboterlabor beschleunigt Corona-Tests: 15.000 Proben pro Tag testen

Geschlossener Kreislauf dank Automation und künstlicher Intelligenz
KI-basiertes Roboterlabor beschleunigt Corona-Tests: 15.000 Proben pro Tag testen

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Um Corona-Tests zu beschleunigen und tausende von Einzelproben täglich zu testen, wurde in Polen das Roboterlabor Agamede entwickelt. Es kombiniert Automatisierungstechnik mit künstlicher Intelligenz und arbeitet fast autonom.

Das Einzigartige des Roboterlabors Agamede ist nicht alleine die Automatisierung der Laborarbeit, sondern auch die Integration von künstlicher Intelligenz zur Dateninterpretation. Dank dieser Kombination ist das System ein geschlossener Kreislauf, in dem der Roboter Experimente vorbereitet, die Ergebnisse abliest und die Daten interpretiert, um selbständig den nächsten Versuchszyklus vorzubereiten. So kann das Robotersystem 24 Stunden am Tag Experimente durchzuführen. Die Aufgaben des Bedieners beschränken sich auf die Definition der Fragestellung, den Entwurf der Versuchsanlage und die Überwachung des Betriebs der Anlage.

„Agamede interpretiert dank künstlicher Intelligenz die Experimente ohne menschliche Beteiligung, basierend auf mathematischen Modellen“, betont Radosław Pilarski, der Erfinder und Chefingenieur des KI- und Roboter-Systems. „Agamede kann von zentralen Diagnoselabors, Pharmaunternehmen in der Medikamentenentwicklung, Onkologielabors auf der Suche nach personalisierten Therapien, aber auch in F&E-Abteilungen von chemischen und biotechnologischen Unternehmen zur Optimierung von Bioprozessen eingesetzt werden.“

Die Arbeit an Agamede begann am Institut für Bioorganische Chemie der Polnischen Akademie der Wissenschaften schon 2015. Seit März 2020 wird das Roboterlabor auch für Corona-Test eingesetzt.

15.000 Tests pro Tag

„Unser Institut war das erste in Polen, das einen Test zum Nachweis von SARS-CoV-2 entwickelt hat. Wir beschlossen daher, die Automatisierung von Agamede mit unseren Corona-Tests zu kombinieren und entwickelten ein Hochdurchsatz-Diagnoseprotokoll, mit dem wir 15.000 Proben an einem Tag testen können. Bei einer manuellen Analyse kann eine Person höchstens einige hundert Proben bearbeiten“, sagt der Direktor des ICHB PAN, Prof. Marek Figlerowicz.

Am Projekt Agamede waren mehrere Technologiepartner beteiligt: Mitsubishi Electric, Labomatica und Perlan Technologies. Mitsubishi Electric stellte neben SPS-Steuerungen und der Software Melfa Basic einen Sechsachs-Roboter zur Verfügung, der mit seiner langen Armreichweite die zentrale Komponente der Anlage ist und wie eine Labortechniker die Analysegeräte bedient. Ein integrierter Satz von robotergesteuerten Werkzeugen ermöglicht Experimente im Mikromaßstab auf 96- und 384-Well-Mikrotestplatten.

Roboter in der Laborwelt

Das System integriert also Robotik mit Laborgeräten. „Eine komplizierte Aufga, die der Zeitdruck nicht einfacher machte. Das Agamede-Projekt ist ja ein interdisziplinäres Projekt, das die Welten der Robotik, der Informatik, des Industriedesigns, der Mathematik, der Biologie und der Chemie verbindet. Und es war oft schwierig, die Kluft zwischen der akademischen Welt, die in abstrakten Begriffen denkt, und der industriellen Welt, die meist einem festen Muster folgt, zu überbrücken“, erinnert sich Tomasz Scholz, Robotik-Ingenieur bei Mitsubishi Electric.

Das Ergebnis ist ein System, das nicht nur gut funktioniert, sondern auch interessant aussieht. Zudem wurde bei der Planung auch auf den Laborraum geachtet. Ein Reinraum für die aseptische Zellkultur, in den meisten Laboren dunkel und fensterlos, bekam hier ein völlig neues Gesicht. Das Roboterlabor ist dank großer Fenster gut beleuchtet. Das ermöglicht eine ständige Beobachtung und Kontrolle des Systems, ohne dass man unbequeme Reinraumanzüge tragen muss.

Mitsubishi Electric Europe B.V.

https://de3a.mitsubishielectric.com


Warum Agamede?

Agamede gilt als die erste Wissenschaftlerin der Geschichte. Homer beschrieb sie in der Ilias als eine, die mit der Heilkraft aller Kräuter vertraut war. Agamede ist die Namenspatronin des am Institut für Bioorganische Chemie der Polnischen Akademie der Wissenschaften (ICHB PAN) entwickelte Laborautomatisierungssystem. Partner dabei waren Mitsubishi Electric, Labomatica und Perlan Technologies. ↓


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