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초파리로 더 잘 알려진 초파리는 흔한 해충처럼 보일지도 모릅니다. 그러나 이 곤충은 Texas Children's Hospital에서 다양한 신경계 질환에 대한 지속적인 연구에 필수적입니다.
UC 데이비스에 따르면, 초파리는 이 연구에 매우 중요한데, 인간의 질병을 유발하는 유전자의 75%를 공유하고, 빠르게 번식하며, 과학자들이 DNA 코드를 쉽게 바꿀 수 있기 때문입니다. 그러나 실험실에서 이 초파리를 다루는 것은 까다로운 일이 될 수 있습니다.
ABB Robotics와 Texas Children's Hospital의 Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute(Duncan NRI)는 자동화된 과일파리 이송 워크스테이션을 만들었습니다. 이 시스템은 알츠하이머병, 헌팅턴병, 파킨슨병을 포함한 질병 연구를 돕기 위해 ABB의 양팔 YuMi 협동 로봇을 탑재하고 있습니다.
이 회사는 이것이 이산화탄소와 같은 마취제로 파리를 고정시키지 않고도 이식할 수 있는 최초의 자동화 시스템이라고 말했습니다. 마취 단계는 이전 시스템에서는 지루한 단계였으며, 파리의 행동과 연구 결과의 정확성에 해를 끼칠 수 있습니다.
"우리는 수년에 걸쳐 실험실 자동화에서 상당한 진전을 보았지만, 일부 중요한 작업은 여전히 수동으로 수행되고 있어 결과에 영향을 미칠 수 있습니다." ABB 서비스 로봇 제품군의 관리자인 호세-마누엘 콜라도스가 말했습니다. "우리의 YuMi 코봇 팔은 독립적으로 작동하지만 조정된 방식으로 작동하여 바이얼 간에 살아있는 파리를 옮기는 복잡한 작업을 자동화할 수 있습니다."
과일파리를 바이알 간에 옮기는 것은 까다로운 작업입니다.
텍사스 어린이 병원 연구원들은 일상적인 유지관리의 일환으로 과일파리를 30일마다 음식이 담긴 바이알에 옮겨서 먹이를 줍니다. 일반적인 연구실은 약 20,000개의 바이알을 유지하는데, 이는 연구원들이 근무일의 20%를 "파리를 뒤집는 데" 사용하여 신선한 음식이 담긴 바이알 위에 파리가 담긴 바이알을 올려놓고, 두드려서 파리를 떨어뜨립니다.
ABB는 지금까지 프로세스를 자동화하려는 모든 시도는 이전 과정에서 바이알 외부에 파리를 노출시키는 것이었으며, 따라서 진정이 필요하다고 말했습니다. ABB Robotics는 새로운 시스템은 결과의 정확도를 높이고 이전 프로세스를 가속화할 수도 있다고 언급했습니다.
ABB의 엔지니어들은 Duncan NRI의 연구자들과 협업하여 YuMi 코봇, 이송용 바이알을 쌓아 놓은 테이블, 바코드 및 라벨링 장치, 쓰레기 슈트 등을 포함한 플라이 이송 워크스테이션을 설계하고 구축했습니다.
ABB의 YuMi 코봇은 인간 연구원과 동일한 동작을 수행하여 파리를 바이알 사이로 두드리고 옮깁니다. 이를 통해 과학자들은 새로운 경로의 발견과 신경계 질환 치료에 사용되는 신약의 효능 테스트와 같은 임무 수행에 중요한 작업에 집중할 수 있습니다.
YuMi, 텍사스 어린이 병원에서 세심한 추적을 가능하게 하다
YuMi는 과일파리를 뒤집는 전체 과정을 처리하는데, 여기에는 10개의 사전 프로그래밍된 단계를 빠르게 연속해서 수행하는 것이 포함됩니다. 인간과 마찬가지로 로봇은 살아있는 파리가 들어 있는 바이알을 집어 올리고, 보호용 셀룰로스 아세테이트 플러그를 열고, 신선한 음식이 들어 있는 바이알 위에 바이알을 놓고, 바이알을 두드려 파리를 옮깁니다.
그런 다음 바이알에 캡을 씌우고, 라벨을 붙이고, 스캔한 다음 마지막으로 골판지 선반에 쌓습니다. 그런 다음 로봇은 교차 오염을 방지하기 위해 오래된 음식이 있는 바이알을 버립니다.
ABB에 따르면, 이 시스템의 두드러진 특징 중 하나는 바코드를 읽고 라벨을 인쇄하는 기능입니다. 연구자들은 이러한 라벨을 사용하여 이전 중에 균주와 유전형 정보를 식별합니다. 이 기능은 초파리 균주의 세심한 추적 및 관리를 보장합니다.
로봇의 고급 감지 기술 덕분에 표준 골판지 선반에 바이알을 정확하게 놓을 수 있어 연구자들은 기존 바이알 선반을 계속 사용할 수 있으며, 텍사스 소아병원의 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
ABB는 이 시스템이 협력적이고 인간 상호작용에 안전하도록 설계되었다고 밝혔습니다. 모션 감지 팔은 근처의 사람이나 물체를 감지하도록 장착되어 있어 사고를 방지하기 위해 움직임을 즉시 중단하여 안전한 협업 작업 공간을 제공합니다.