Primjena robotike u biotehnologiji

1. Primjena robotike u biotehnologiji Sandra Domazet Katarina Kovačec

2. Robotika: • - nauka sa dizajnom, proizvodnjom, teoretskim proučavanjem i upotrebom robota • - strateški odgovor na moderno doba • - jedna od novih tehnologija koja uz nove materijale, telekomunikacije,informatiku, biotehnologiju, genetski inženjering, nanotehnologiju, farmaceutsku i svemirsku tehnologiju predstavlja okosnicu gospodarskog razvoja najrazvijenijih zemalja u 21. stoljeću • •Scart i Maša (Amerika, 1958.) • • prvi hrvatski robot 1966. godine (ing. Branimir Makanec zajedno s grupom mladih stručnjaka)

3. O robotima općenito • robot je uređaj za pomoć ljudima u svakodnevnom životu koji obavlja zadatke umjesto čovjeka • stroj upravljan pomoću elektroničkog računala • Oblici robota: • • čovjekoliki • • robotska ruka (industrijski robot) • • robotska kolica

4. - definira se na različite načine: • • elektronski "šetač" ili "pješak" • • sistem koji kombinira senzorski podsistem s mehaničkim podsistemom da bi obavio unaprijed definirani zadatak • • računalno upravljiv i osnažen mehanički sistem

5. Razvoj robota i robotike odvija se u tri generacije: • 1. generacija: roboti nemaju senzore, automatski ponavljaju zadane pokrete • 2. generacija: roboti imaju senzore (osjetila) -imaju mogućnost snalaženja u nepredvidljivim okolnostima • 3. generacija: “umjetna inteligencija”

6. Primjena robota • vrlo raznoliku primjenu robotima omogućila su svojstva programiranog učenja i zapažanja okoline pomoću senzora • iako se većina današnjih robota razlikuje od čovjeka izgledom ipak su nam slični osnovnom konstrukcijom i logikom kojom se služe pri radu • umnogim industrijskom robotima ćemo pronaći dijelove koji nalikuju građi čovjekova tijela (kostura)

7. Primjena robota danas: • industrijska proizvodnja - u raznim montažnim procesima • •manipulatori (industrijske robotske ruke) na koje se pričvršćuju potrebni alati • • robotska vozila za transport i slaganje robe industrijska robotska ruka

8. znanstvena istraživanja • •svemirske robotske sonde - za istraživanje svemira (Američka sonda Viking - istraživanje Marsa 1976. - robotskom rukom uzimala je uzorke tla koji su se analizirali u malom laboratoriju ugrađenom u sondu) sonda Viking

9. Ostale primjene: za vojne svrhe, za kućanske poslove, za zabavu.. Robot usisavač Čovjekoliki robot- android; za ispitivanje svemirskih i vatrogasnih odijela

10. Robotska „uš”; za pregledavanje unutrašnjosti strojeva i ljudskih organa

11. Primjena u biotehnologiji • laboratorijski roboti • laboratoriji zapošljavaju robote da rukuju s biološkim ili kemijskim uzorcima za sintezu novih kemijskih spojeva ili da testiraju farmaceutsku vrijednost postojećih kemijskih tvari • laboratorijski postupci su prikladni za robotske automatizacije kao što su procesi koji se sastojeod ponavljajućih pokreta

12. napredni laboratorijski roboti se mogu koristiti za potpuno automatizirani proces u znanosti, kao što je robot Adam (Robot Scientist)

13. upravljanje uzorkom je neizbježan i dugotrajan dio u razvoju i proizvodnji biofarmaceutike da bi se pratili parametri rasta i prilagodili ih kad postaje neophodno • uzrokovanje i održavanje procesa staničnih kultura su intenzivan rad i zahtijevaju stalan nadzor na 24/7 osnovi • pokretačka snaga za razvoj robotike koja je sposobna za obavljanje tih ponavljajućih zadataka • za precizne interakcije s laboratorijskim uređajima, kvalitetniji roboti su opremljeni kamerom i senzorom • on-board računalo može primiti korisničku naredbu ili dati sliku

14. Robotika je integrirana u 2 osobito konzumirana procesa rada : • • Izolacija, odabir i rukovanje • Razvoj vizualizacije i rukovanja tehnologije za provjeru kvalitete, sortiranja i orijentacije • Razvoj tehnologija za prijenos • • Identifikacija i prijenos • Razvoj vizualne tehnologije • Razvoj rukovanja tehnologija za prijenos

15. biološki i kemijski uzorci, bilo u tekućem ili krutom stanju, pohranjuju se u bočice, posude i epruvete • često oni moraju biti zamrznuti i/ili zatvoreni kako bi se izbjeglo onečišćenje ili da bi zadržali svoja biološka i/ili kemijska svojstva • velik broj tvrtki je razvio robote koji mogu prenositi ploče s uzorcima, a razvijeni su i roboti koji se mogu služiti pipetmanima koje koristi tehničko osoblje

16. procesi poput NMR-a i HPLC-a mogu imati pripremu uzoraka koju obavlja robotska ruka • strukturna analiza proteina može se provesti automatski koristeći kombinaciju NMR-ai rendgenske kristalografije • kristalizacija često zahtijeva stotine do tisuću eksperimenata da bi se stvorio protein kristal pogodan za rendgensku kristalografiju; automatizirani stroj za pipetiranje može dosegnuti broj od gotovo milijun različitih kristala odjednom koji se analiziraju procesom rendgenske kristalografije, odnosno s malim početnim uzorkom od proteina, šanse za dobivanje kristala su maksimalne

17. Matrix Hydra II PlusOne crystallization robot

18. Ovaj stroj je konfiguriran da automatizira ponavljajuće zadatke kao što su pipetiranje i mijenjanje medija za rast kultura stanica.

19. većina biotehnoloških tvrtki koje se služe robotima pomoću njih provode pokuse u procesima otkrivanja droge ili proizvodnji cjepiva

20. biotehnološke tvrtke nastoje ukloniti dio rada u kojima su uvjeti štetni za radnike; te tvrtke imaju robota da obavlja takve poslove • s druge strane, robot neće kontaminirati uzorak dok je za čovjeka to uvijek moguće • povijesno gledano, glavni razlog za ulaganje u biotehnološku robotiku je bila količina, u smislu broja uzoraka u jedinici vremena • danas, robotika pruža prednosti u pogledu kvalitete, a ne samo kvantitete

21. Izvori: • National Science Foundation www.nsf.org • Wikipedia Laboratory robotics • http://www.robotics.org/content-detail.cfm/Industrial-Robotics-Featured-Articles/Biotech-Material-Handling-Robotics/content_id/1113 • http://www.shef.ac.uk/mbb/research/plant/xtal/xray-040 • Robots in biotech http://www.teleactor.net/RiB/