Рутинные лабораторные операции, такие как отбор реагентов и смешивание, приводят к усталости и ошибкам ученых. Процесс оптимизации при этом строится на интуиции исследователя и обычно позволяет варьировать не более одного параметра за раз.
Роботизированные системы лишены этих недостатков: они работают по алгоритму, позволяя оптимизировать несколько параметров за один раз и работать с токсичными веществами. Однако их внедрению мешает высокая стоимость, закрытое программное обеспечение и узкая специализация.
Химики и робототехники Университета ИТМО предложили использовать для автоматизации лабораторных экспериментов робота-химика. Платформа из 3D-деталей с открытым кодом доступнее промышленных систем и самостоятельно выполняет химические операции: от подготовки смесей и переноса пробирок до измерений на спектрофотометре. Система оборудована роборукой, дозатором и камерой с контроллером.
Ученые автоматизировали роботом важную для медицины химическую реакцию — конденсацию барбитуровой кислоты с альдегидами, позволяющую модифицировать биомолекулы. Однако для практического использования процесс требовалось ускорить. В ходе экспериментов в полимерной среде скорость удалось увеличить втрое. Это открывает пути для создания новых методов диагностики рака, целевой доставки лекарств и перспективных материалов для электроники.
Мы предлагаем массово использовать наше решение для учебных и исследовательских лабораторий: для сборки такого робота понадобятся только детали, напечатанные на 3D-принтере, а программный код можно написать самим либо использовать код из открытых источников. С помощью таких роботизированных платформ можно успешно автоматизировать задачи извлечения полезных или, наоборот, токсичных компонентов, а также поиск новых способов ускорения органических реакций. В частности, с такими технологическими помощниками нам было бы интересно исследовать более сложные, многостадийные химические реакции.
Разработка с открытым кодом предназначена для массового внедрения в учебные и научные лаборатории. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Horizons.
Ранее Наука Mail писала о том, что проверять сварные швы атомных реакторов будет робот-паук.
