acecook

Đột phá tự động hóa thúc đẩy nghiên cứu về thần kinh học

Tự động hóa công nghiệp
04/09/2024 15:00
ABB Robotics* và Viện Nghiên cứu Thần kinh Jan và Dan Duncan (Duncan NRI) tại Bệnh viện Nhi Texas, một trong những bệnh viện nhi lớn nhất ở Mỹ đã đạt được đột phá y học sáng tạo bằng cách tạo ra một trạm làm việc tự động chuyển giao ruồi giấm (Drosophila melanogaster), sử dụng cánh tay robot đôi YuMi của ABB để hỗ trợ nghiên cứu các bệnh như Alzheimer, Huntington và Parkinson.
aa
Đột phá tự động hóa thúc đẩy nghiên cứu về thần kinh học

Đây là giải pháp tự động hóa đầu tiên không cần gây mê ruồi bằng các chất như khí carbon dioxide trước khi chuyển, một công đoạn đơn giản trong các giải pháp tự động hóa trước đây, có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hành vi của ruồi và khả năng ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả nghiên cứu.

Cánh tay robot YuMi của ABB thực hiện các chuyển động tương tự như các nhà nghiên cứu con để gõ và chuyển ruồi giữa các ống nghiệm. Các nhà khoa học tập trung vào các nhiệm vụ quan trọng như khám phá các cách làm mới và thử nghiệm hiệu quả các loại thuốc mới trong việc điều trị các rối loạn thần kinh. Điều này giúp loại bỏ nhu cầu gây mê ruồi trước khi chuyển, cải thiện độ chính xác của kết quả và đẩy nhanh quá trình chuyển giao.

"Chúng tôi đã chứng kiến những bước tiến đáng kể trong tự động hóa phòng thí nghiệm qua các năm, nhưng một số nhiệm vụ quan trọng vẫn phải thực hiện thủ công, điều này có thể ảnh hưởng đến kết quả," ông Jose-Manuel Collados, Quản lý dòng Sản phẩm Dịch vụ Robot của ABB cho biết. "Cánh tay của robot YuMi hoạt động độc lập nhưng phối hợp với nhau, cho phép tự động hóa nhiệm vụ phức tạp là chuyển ruồi sống giữa các ống nghiệm".

Drosophila melanogaster, hay được biết đến là ruồi giấm, được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu về các khía cạnh sinh học khác nhau, bao gồm di truyền học, phát triển và hành vi. Ruồi giấm chia sẻ nhiều dấu hiệu di truyền và phát triển với con người và được sử dụng trong các nghiên cứu về bệnh thần kinh của con người trên toàn thế giới.

Trong quá trình bảo trì định kỳ, các nhà nghiên cứu cho ruồi ăn bằng cách chuyển chúng vào các ống nghiệm chứa thức ăn tươi 30 ngày. Một phòng thí nghiệm điển hình duy trì khoảng 20.000 ống nghiệm và các nhà nghiên cứu dành khoảng 20% thời gian làm việc để "lật ruồi" bằng cách đặt một ống nghiệm chứa ruồi lên trên một ống nghiệm có thức ăn tươi và gõ nhẹ để thả ruồi. Tất cả các nỗ lực tự động hóa của quá trình này cho đến nay đều liên quan đến việc ở ngoài ống nghiệm trong quá trình chuyển, do đó cần phải gây mê.

Đột phá tự động hóa thúc đẩy nghiên cứu về thần kinh học

Các kỹ sư của ABB Robotics đã hợp tác với các nhà nghiên cứu tại Duncan NRI để thiết kế và chế tạo một trạm làm việc chuyển giao ruồi, bao gồm cánh tay robot YuMi, một bàn xếp chồng các ống nghiệm để chuyển, một đơn vị mã vạch và dán nhãn, và một phễu đổ rác.

"Giải pháp sáng tạo này để thúc đẩy nghiên cứu y học là kết quả của sự hợp tác chặt chẽ hơn hai năm với ABB Robotics," Tiến sĩ Juan Botas, giáo sư trong Khoa Di truyền học Phân tử và Con người và Khoa Sinh học Tế bào và Phân tử tại Đại học Y Baylor và là nhà nghiên cứu chính tại Duncan NRI cho biết. "Sự kết hợp giữa sinh học ruồi giấm và chuyên môn về quy trình cao của các nhà nghiên cứu tại DNRI do tôi và Tiến sĩ Ismael-Al Ramahi, trợ lý giáo sư tại Đại học Y Baylor và cũng là nhà nghiên cứu tại Duncan NRI, lãnh đạo, cùng với chuyên môn về tự động hóa của các kỹ sư ABB, đã cho phép chúng tôi thiết kế một giải pháp dựa trên robot hợp tác, giúp giảm thời gian, loại bỏ việc mất sức do căng thẳng, và cho phép thực hiện nhiều thí nghiệm cùng lúc hơn."

YuMi xử lý toàn bộ quá trình lật ruồi, bao gồm thực hiện 10 bước lập trình sẵn một cách nhanh chóng. Cũng giống như con người, YuMi cầm một ống nghiệm chứa ruồi sống, mở nắp bảo vệ bằng cellulose acetate, đặt ống nghiệm lên một ống khác chứa thức ăn tươi, gõ nhẹ các ống nghiệm để chuyển ruồi, đóng nắp, dán nhãn, quét mã vạch và cuối cùng xếp ống nghiệm vào các giá bằng bìa cứng. Robot sau đó vứt bỏ các ống nghiệm chứa thức ăn cũ để tránh nhiễm chéo.

Một tính năng kỹ thuật quan trọng được tích hợp vào giải pháp là khả năng đọc mã vạch và in nhãn, những nhãn này được dán lên các ống nghiệm với thông tin về dòng và kiểu gen trong quá trình chuyển giao. Tính năng này đảm bảo theo dõi và quản lý chính xác các dòng Drosophila. Công nghệ cảm biến tiên tiến của robot cho phép đặt chính xác các ống nghiệm vào trong các giá đựng tiêu chuẩn bằng bìa cứng, cho phép các nhà nghiên cứu tiếp tục sử dụng các giá đựng ống nghiệm hiện có, giảm chi phí vận hành.

Quan trọng hơn, robot này được thiết kế để hợp tác và an toàn cho sự tương tác với con người. Các cánh tay của robot được trang bị cảm biến chuyển động để phát hiện con người hoặc vật thể gần đó, dừng chuyển động ngay lập tức để tránh tai nạn, do đó cho phép tạo ra một không gian làm việc hợp tác an toàn.

*ABB Robotics & Discrete Automation là một đơn vị tiên phong trong lĩnh vực robot, tự động hóa máy móc và dịch vụ kỹ thuật số, cung cấp các giải pháp sáng tạo cho nhiều ngành công nghiệp đa dạng, từ ô tô đến điện tử và logistics.

mca
Tin bài khác
Lucid Bots ra mắt robot rửa áp lực cao tự hành hoàn toàn đầu tiên trong ngành

Lucid Bots ra mắt robot rửa áp lực cao tự hành hoàn toàn đầu tiên trong ngành

Quên đi việc chà rửa mệt mỏi! Lucid Bots vừa giới thiệu Lavo AI, một robot mặt đất có khả năng tự mình làm sạch tới 560 mét vuông mỗi giờ. Đây là lời giải cho bài toán thiếu hụt nhân công và là bước tiến lớn trong việc tự động hóa các công việc bảo trì nặng nhọc.
Những Nhà Giáo ưu tú được công nhận chức danh Giáo sư, Phó giáo sư ngành Tự động hóa 2025

Những Nhà Giáo ưu tú được công nhận chức danh Giáo sư, Phó giáo sư ngành Tự động hóa 2025

Danh sách các Giáo sư, Phó giáo sư ngành Tự động hóa năm 2025 là những nhà khoa học với hồ sơ nghiên cứu nổi bật, nhiều công bố quốc tế và quá trình giảng dạy - quản lý giàu kinh nghiệm. Hồ sơ của các ứng viên cho thấy nỗ lực nâng tầm nghiên cứu lĩnh vực Tự động hóa trong bối cảnh các trường đại học đẩy mạnh chuẩn quốc tế.
Nhận định phiên giao dịch ngày 20/11: Canh các nhịp biến động để tìm kiếm cơ hội

Nhận định phiên giao dịch ngày 20/11: Canh các nhịp biến động để tìm kiếm cơ hội

Phiên giao dịch ngày 20/11 dự báo tiếp tục rung lắc sau phiên giảm điểm trước đó. Nhà đầu tư được khuyến nghị duy trì vị thế với các cổ phiếu hồi phục tốt và tận dụng các nhịp biến động để tìm kiếm cơ hội, đồng thời thận trọng với các nhịp kéo mạnh trong phiên.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 20/11/2025: Tuổi Hợi khá suôn sẻ, tuổi Mùi gặp khó khăn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 20/11/2025: Tuổi Hợi khá suôn sẻ, tuổi Mùi gặp khó khăn

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 20/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
General Motors công bố kế hoạch tích hợp Google Gemini và công nghệ lái "rảnh mắt"

General Motors công bố kế hoạch tích hợp Google Gemini và công nghệ lái "rảnh mắt"

Tương lai của xe tự hành đang đến rất gần. General Motors (GM) vừa tuyên bố sẽ ra mắt khả năng lái xe "rảnh mắt" (eyes-off) và hệ thống AI đàm thoại mới, bắt đầu từ năm 2026. Đây là bước tiến quan trọng hướng tới cái mà hãng gọi là "quyền tự chủ cá nhân".
Thị trường chứng khoán ngày 19/11: Sắc đỏ bao phủ thị trường, VN Index kiểm tra lại mốc hỗ trợ ngắn hạn

Thị trường chứng khoán ngày 19/11: Sắc đỏ bao phủ thị trường, VN Index kiểm tra lại mốc hỗ trợ ngắn hạn

Thị trường có phiên giao dịch đầy thử thách khi lực bán áp đảo, khiến VN Index có lúc xuyên thủng hỗ trợ ngắn hạn. Dù cuối phiên có “kéo chân” trở lại, tâm lý thị trường vẫn khá dè chừng.
Trí tuệ nhân tạo mang đến cơ hội để ngành Cơ khí có bước tiến mang tính đột phá

Trí tuệ nhân tạo mang đến cơ hội để ngành Cơ khí có bước tiến mang tính đột phá

AI không chỉ là công cụ mà còn là chìa khóa mở ra một giai đoạn phát triển mới cho ngành Cơ khí, nơi máy móc không chỉ chính xác, bền bỉ mà còn thông minh, linh hoạt.
MTTQ Việt Nam kỷ niệm 95 năm thành lập: Khẳng định vai trò "Ngôi nhà chung" quy tụ ý Đảng, lòng dân

MTTQ Việt Nam kỷ niệm 95 năm thành lập: Khẳng định vai trò "Ngôi nhà chung" quy tụ ý Đảng, lòng dân

Kỷ niệm 95 năm Ngày truyền thống Mặt trận Tổ quốc Việt Nam (18/11/1930 - 18/11/2025), tinh thần đại đoàn kết toàn dân tộc một lần nữa được khẳng định là nguồn sức mạnh nội sinh không thể lay chuyển, là nền tảng cho mọi thắng lợi của đất nước.
ABB công bố tầm nhìn mới về "mỏ khai thác toàn điện"

ABB công bố tầm nhìn mới về "mỏ khai thác toàn điện"

Bốn năm sau lần đầu giới thiệu khái niệm "eMine", ABB vừa công bố tầm nhìn cập nhật về "mỏ khai thác toàn điện". Sách trắng mới nhất của hãng vạch ra một lộ trình thực tế, khuyến khích "bắt đầu nhỏ, tư duy lớn", để giúp ngành công nghiệp nặng này khử carbon và thu hút nhân tài thế hệ mới.
Viettel - EDGE: Động lực mới cho công nghệ quốc phòng và lưỡng dụng Việt Nam

Viettel - EDGE: Động lực mới cho công nghệ quốc phòng và lưỡng dụng Việt Nam

Trong khuôn khổ Triển lãm Hàng không Dubai 2025, Viettel và EDGE ký Biên bản ghi nhớ nhằm thúc đẩy hợp tác toàn diện trong các lĩnh vực từ công nghệ quốc phòng, viễn thông 5G đến chất bán dẫn, IoT và an ninh mạng, hướng tới mở rộng sản xuất và xuất khẩu.