Um die Impfung gegen Covid-19 voranzubringen, müssen neue Impfstoffe schnell getestet werden. Der Knackpunkt: Diese Tests müssen nicht nur hochpräzise, sondern auch sicher sein, um das Laborpersonal vor Risiken zu schützen. Weil Roboter repetitive Vorgänge präzise und schnell ausführen können, eignen sie sich ideal für solche Tätigkeiten. Kollaborative Roboter (Cobots) können zudem das Personal bei der Untersuchung von Proben entlasten, in dem sie Handhabungsaufgaben übernehmen.
Eindrucksvoll zeigt sich dies in Thailand: Dort soll mit Hilfe des so genannten AI-Immunizer-Systems die Entwicklung eines wirksamen Covid-Impfstoffs beschleunigt werden. Das Kernelement des AI-Immunizers bilden zwei ABB-Roboter – der IRB 1100 sowie der Zweiarm-Cobot Yumi. Beide Roboter übernehmen essenzielle Aufgaben bei der Prüfung und Entwicklung von Impfstoffen.
Cobot arbeitet wie ein Mensch mit Standard-Laborwerkzeugen
Der AI-Immunizer führt Plaque-Reduktions-Neutralisations-Tests (PRNT) durch – ein repetitives Testverfahren, welches das Personal nicht nur auf Dauer belastet, sondern auch Risiken aussetzt. In der Einheit A zeichnet Yumi mit seinen sieben Achsen und zwei Armen komplett für die menschlichen Immunneutralisationstests verantwortlich. Seine Roboterarme und Greifer erlauben es dem Yumi, mit Standard-Laborwerkzeugen und -geräten zu arbeiten und Laborarbeiten genauso ausführen wie das Laborpersonal. Während des Prozesses werden Proben des Covid-19-Virus und verschiedene Antikörper gemischt und getestet, bevor sie mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) analysiert werden.
Um sicherzustellen, dass die Rezeptur zuverlässig ist, muss die Impfstoffprüfung wiederholt werden. Zu diesem Zweck transferiert YuMi die Impfstoffformel zur Einheit B. Dort schließt der sechsachsige Industrieroboter IRB 1100 von ABB die Wiederholungsprüfung ab. Der IRB 1100 arbeitet dabei mit mehreren Proben gleichzeitig, beschleunigt so den Arbeitsprozess und ermöglicht eine kontinuierliche Wiederholung der Tests mit weniger Fehlern. Dieses Verfahren liefert auch wertvolle Anhaltspunkte für eine zukünftige Entwicklung von Impfstoffen auf industrieller Ebene.
Automation entlastet das Personal von stets wiederkehrenden Tests
Die Automation mit Robotern, gerade in solch geschlossenen Systemen für die aseptische Verarbeitung, bietet mehrere Vorteile. Zum einen minimiert sich das Risiko, Laborpersonal dem Virus auszusetzen. Zudem werden menschliche Fehler, die die Validität des Testverfahrens beeinträchtigen könnten, reduziert. Denn YuMi und der IRB 1100 führen die stets wiederkehrenden Tests schnell und zuverlässig durch. Dank grafikgestützter Programmierung lassen sich die Roboter auch für andere Aufgaben einfach anpassen, etwa wenn sich das Testverfahren ändert oder zusätzliche Handhabungstätigkeiten erforderlich sind.
„Unser Zentrum für Impfstoffentwicklung spielt eine führende Rolle bei der Herstellung eines Impfstoffs gegen das Covid-19-Virus. Dabei müssen wir zum einen mit der hohen Nachfrage Schritt halten, zum anderen jedoch auch die genetische Vielfalt des Virus im Auge behalten – eine herausfordernde und teils belastende Aufgabe für die Forscher. Für eine Entlastung kann dabei der Einsatz von Robotern sorgen, weil sie dabei helfen, die Entwicklung eines Impfstoffs schneller voranzutreiben“, betont Professor Dr. Narattaphol Charoenphandhu, Direktor des Instituts für molekulare Biowissenschaften und amtierender Vizepräsident für Forschung und wissenschaftliche Angelegenheiten der Mahidol-Universität.
Daher sollen Roboter künftig auch bei der Entwicklung anderer Impfstoffe zum Einsatz kommen. „Die im AI-Immunizer implementierten Roboter können dem medizinischen Fachpersonal bestimmte Tätigkeiten abnehmen und so die Infektionsrisiken eindämmen. Gleichzeitig werden Arbeitsabläufe verschlankt. Das neue System wird auch dazu beitragen, die Entwicklung eines Covid-19-Impfstoffkandidaten in Thailand zu beschleunigen und gleichzeitig den Weg für weitere Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Zusammenhang mit Impfstoffen zu ebnen“, sagt Chamras Promptmas, Berater des Dekans der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Mahidol-Universität.
ABB Automation GmbH
Grüner Weg 6
61169 Friedberg
Zur Mahidol-Universität
Der AI-Immunizer (die Lösung im Video) ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Fakultät für Ingenieurwissenschaften an der Mahidol-Universität und dem Institut für molekulare Biowissenschaften (Institute of Molecular Biosciences). Die 1943 gegründete und ursprünglich als University of Medical Sciences bekannte Mahidol-Universität ist eine der ältesten Hochschulen Thailands und bekannt für ihre Siriraj Medical School, die erste medizinische Fakultät des Landes.
Mehr zum Thema Robotik aus Odense
