Projekty badawcze

Celem projektu jest stworzenie modułowego urządzenia pozwalającego na układanie linii umożliwiającej preparowanie próbek suchej kropli matrycy. Istotnym elementem będzie moduł automatycznej wycinarki DMS opracowanej w ramach wniosku POIR.01.01.01-00-0406/18. Urządzenie będzie składało się z modułów funkcjonujących na zasadzie plug & play. Podstawowy moduł urządzenia (SP – Spot Puncher), sprzedawany niezależnie, pozwoli na półautomatyczne wycinanie krążka z bibuły do określonego dołka płytki wielodołkowej. Do tego modułu można będzie dołączyć moduł automatycznego cięcia z podglądem (PV – Punch View). W takim zestawie użytkownik jest odpowiedzialny tylko za podawanie bibuł do urządzenia. Dodanie modułu magazynkowego podawania/odkładania (CT – Card Transfer) bibuł wyeliminuje użytkownika z tego żmudnego i monotonnego procesu. Zaś wyposażenie systemu w moduł pozwalający na podawanie i transport płytek wielodołkowech (WT – Wellplate Transfer) pozwoli na przekazywanie płytek do dalszych modułów. Po wypełnieniu płytki wyciętymi krążkami, moduł pipetujący (PM – Pipetting Module) adekwatny roztwór do ekstrakcji pozwoli na automatyczne preparowanie płytki wielodołkowej do założonego badania. Do urządzenia będzie można również dołączyć moduł przenoszenia próbek do nowej mikropłytki czy racka z probówkami (MV – Movement). Rack może zostać przeniesiony ręcznie do wirówki. Zaś mikroplytka może zostać przetransferowana modułu odparowująco-wytrząsającego (EV – Evaporate). Po odparowaniu można jeszcze raz dodać roztwór do płytki za pomocą modułu PM. W ten sposób zostanie przygotowana mikropłytka lub rack dozewnętrznego badania (np. ELISA czy LCMS). Jednocześnie urządzenie złożone z modułów DBS, PV,CT, WT i PM może preparować próbki do badania suchej kropli surowicy. Modułowość urządzenia pozwoli na jego zastosowanie w kilku różnych procesach analizy (po uprzedniej rekonfiguracji) oraz ułatwi utrzymanie urządzenia.

Głównym celem projektu jest opracowanie inteligentnego urządzenia podejmującego różnorodne elementy. Jednym z ważniejszych aspektów urządzenia jest adaptacyjne narzędzie dedykowane dla manipulatorów przemysłowych. Narzędzie to, w oparciu o fuzję danych z sensorów umieszczonych na chwytaku oraz zewnętrznego systemu wizyjnego, ma umożliwić określenie sposobu podjęcia obiektu z heterogenicznej sterty. System wizyjny pozwoli na określenie położenia i ułożenia obiektów na stercie, oraz określenie kategorii obiektu a tak że najlepszą metodę jego uchwycenia. Dane z sensorów dotykowych umieszczonych na chwytaku pozwolą na określenie czy chwyt jest właściwy, oraz czy obiekt przypadkiem się nie wyślizguje. Aby wyznaczyć położenie oraz ułożenie obiektów na stercie, w ramach prac B+R, zostaną opracowane autorskie algorytmy widzenia maszynowego oparte na metodach sztucznej inteligencji. Kategoria obiektu zostanie określana dzięki innowacyjnemu algorytmowi opartemu o deskryptory obrazu, zaś wyznaczanie optymalnego chwytu oparte zostanie o głębokie sieci neuronowe.

Opracowane narzędzia i algorytmy pozwolą na budowę w pełni funkcjonalnego stanowiska podejmująco-podającego (pick and place), które umożliwi zarówno sortowanie jak i grupowanie obiektów niezależnie od ich kształtów (przy zachowaniu odpowiedniego zakresu rozmiarów oraz wag).

Celem projektu jest zaprojektowanie oraz wykonanie automatycznej wycinarki do suchej kropli matrycy wyposażonej w system w pełni kontrolujący proces wycinania. Projekt zakłada, że powstałe urządzenie będzie pobierać nasączoną bibułę z magazynu, analizować parametry kropli wysuszonej na bibule oraz pozycjonować i wycinać krążek o zdefiniowanej średnicy do płytki wielodołkowej. Pozwoli to na osiągnięcie kilku zasadniczych celów: określenia prawidłowości pobrania próbki, możliwość wycięcia kilku krążków z jednego nasączonego pola, wycinanie powtórne – w przypadku gdyby należało ponownie wyciąć bibułę już wcześniej wycinaną lub rozplanowanie wycięcia jak największej ilości krążków z jednego arkusza. Ważną funkcjonalnością jest określenie wielkości kropli. Na tej podstawie wyznaczony będzie współczynnik korekcji uwzględniającego zależność pomiędzy wielkością kropli a stężeniem oznaczanych substancji. Ta część projektu połączona będzie z pomiarami próbek suchej kropli matrycy. Dodatkowymi funkcjonalnościami tworzonej wycinarki będzie możliwość przygotowywania próbek do oznaczania pierwiastków, głównie żelaza. Wymaga to opracowania stempli i matryc z materiałów nieżelaznych tak aby uniknąć kontaminacji próbki, ale jednocześnie pozwalających utrzymać wysoką jakość cięcia. Urządzenie będzie też umożliwiało przygotowanie próbek do analizy DNA.  Aby było to możliwe konieczne jest zastosowanie systemu usuwającego pył powstały podczas cięcia jak również czyszczenie noża i matrycy
po każdym wycięciu.

Celem przeprowadzonych prac badawczo – rozwojowych jest stworzenie urządzenia które ograniczy do minimum pracę człowieka i związane z tym błędy przygotowania próbek.

Celem projektu jest przeprowadzenie prac B+R mających na celu zaprojektowanie oraz wykonanie prototypu autonomicznego robota współpracującego wraz z dedykowanym inteligentnym systemem bezpieczeństwa adaptującym się automatycznie do zmiennych warunków środowiska pracy. Projekt zakłada budowę inteligentnego manipulatora, który w czasie rzeczywistym będzie analizował informację ze wszystkich sensorów i przewidywał potencjalne zagrożenia, które mogą wystąpić w obszarze jego bezpośredniego oddziaływania. W przypadku wystąpienia potencjalnego zagrożenia robot będzie je identyfikował przypisując mu stopień oraz prawdopodobieństwo. W następstwie swoich działań manipulator będzie wybierał inną niekolizyjną ścieżkę przejścia lub jeśli to będzie niemożliwe albo zagrożenie będzie zbyt wysokie, robot będzie wstrzymywał pracę aż do czasu zażegnania zagrożenia. Opracowany w pełni bezpieczny robot, dzięki stworzonym w projekcie dedykowanym nowatorskim algorytmom i procedurom, pozwoli na łatwe usprawnienie różnych procesów przemysłowych w szczególności w małych i średnich przedsiębiorstwach.

Osiągnięte rezultaty umożliwią pracę manipulatora w bezpośredniej bliskości z człowiekiem, co z kolei umożliwi jego instalację bez ingerencji w istniejącą już linię produkcyjną (bez konieczności montażu dodatkowych barier lub osłon pasywnych), co zminimalizuje koszty i czas instalacji. Dodatkowo manipulator będzie mógł pracować w warunkach podwyższonego ryzyka (duże zapylenie, skażenie środowiska) oraz tam gdzie wymagana jest duża niezawodność i powtarzalność.