近日，ABB 机器人与德克萨斯儿童医院（美国最大的儿科医院之一）的Jan和Dan Duncan神经学研究所（Duncan NRI）通过创建一个自动化果蝇转移工作站取得了创新的医学突破，该工作站采用ABB的YuMi?协作机器人来帮助研究阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏症和帕金森氏症等疾病。
这是第一个不需要在转移前使用二氧化碳等麻醉剂固定果蝇的自动化解决方案。固定是以往自动化解决方案中的一个繁琐步骤，可能会对果蝇的行为产生负面影响，从而可能影响研究结果的准确性。
ABB的YuMi协作机器人可以执行与研究人员相同的动作，敲击小瓶并在小瓶之间转移果蝇，使科学家能够专注于关键任务，例如发现治疗神经系统疾病的新途径和测试新药的疗效。这使得在转移果蝇前无需对其进行麻醉，提高了结果的准确性，并加快了转移过程。
多年来，我们在实验室自动化领域取得了重大进展，但仍有一些关键任务依赖于手工操作，这可能会影响实验结果。我们的YuMi协作机器人能够独立、协调地工作，使得在小瓶之间自动转移活蝇这一复杂任务成为可能。
黑腹果蝇（通常被称为果蝇）在生物学各个领域的研究中都有广泛的应用，包括遗传学、发育生物学和行为学等。果蝇与人类在许多遗传和发育基因上具有共同点，并在全球范围内用于对人类神经系统疾病的研究。
作为日常维护的一部分，研究人员需要每30天将果蝇转移到装有新鲜食物的小瓶中进行喂养。一个典型的实验室大约维护着2万个小瓶，研究人员每天大约需要花费20％的时间在“翻转果蝇”这一步操作上，即将装有果蝇的药瓶置于装有新鲜食物的药瓶上方，然后敲击它以使果蝇落入其中。迄今为止，所有对这一流程自动化的尝试都涉及在转移过程中将果蝇暴露在小瓶外，因此需要对果蝇进行麻醉。
为了解决这一问题，ABB 机器人的工程师与Duncan NRI的研究人员合作设计并建造了一个自动化果蝇转移工作站，其中配备了YuMi协作机器人、装有转移用途小瓶的工作台、条形码和标签装置以及垃圾槽。
YuMi可以处理翻转果蝇的整个过程，包括连续快速地执行10个预编程步骤。就像人类一样，YuMi拿起装有活蝇的小瓶，打开醋酸纤维素保护塞，将该小瓶置于装有新鲜食物的小瓶上方，轻敲小瓶以转移果蝇，盖上盖子，贴上标签进行扫描，最后将小瓶堆放在纸板架上。然后，机器人会丢弃装有旧食物的小瓶，以避免任何交叉污染。
这一创新解决方案加速了生物医学研究，是我们与ABB机器人两年多紧密合作的结果。我们的研究团队将果蝇生物学、高通量专业知识与ABB工程师的自动化技术专长相结合，使我们能够设计出一种基于协作机器人的解决方案，这一方案缩短了时间、消除了果蝇品系纯度的损失，让我们有时间开展更多实验。
——Juan Botas
博士贝勒医学院分子与人类遗传学系和分子与细胞胞生物学系教授、Duncan NRI首席研究员
该解决方案中集成的一个重要技术特点是能够读取条形码和打印标签，这些条形码和标签在转移过程中会被贴在小瓶上，上面记录着菌株和基因型信息。该功能可确保对果蝇菌株进行细致的追踪和管理。机器人先进的传感技术使药瓶能够精确地放置在标准纸板架上，这样研究人员可以选择继续使用现有的瓶架，从而降低运营成本。
更重要的是，YuMi的设计充分考虑了适合人机交互的协作性和安全性。其搭载的运动感应臂能够检测附近的人或物体，并能立即停止运动以防止事故，确保人机协作的安全工作环境。
德克萨斯州儿童医院 & Duncan NRI
德克萨斯儿童医院是一家非营利性医疗机构，位居全美顶级儿童医院之列，因其在儿科和妇女健康方面的专长和突破获得了广泛认可，致力于通过领先的临床实践、医学教育和研究工作，为全球范围内的儿童和妇女创造更健康的未来。
Duncan NRI由著名神经遗传学专家Huda Zoghbi博士于2010年创立。该研究所由300多名来自贝勒医学院和德克萨斯州儿童医院的多学科医生和科学家组成，他们共同致力于加速研究和开发针对影响儿童和成人的最复杂、最具破坏性的神经发育、神经退行性和神经精神疾病的靶向疗法。
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