قد تبدو ذبابة الفاكهة المعروفة باسم ذبابة الفاكهة وكأنها آفة عادية. إلا أن هذه الحشرات تشكل أهمية بالغة في الأبحاث الجارية حول الأمراض العصبية المختلفة في مستشفى تكساس للأطفال.
تعتبر ذبابات الفاكهة مهمة جدًا لهذا البحث لأنها تشترك في 75% من الجينات التي تسبب الأمراض لدى البشر، وتتكاثر بسرعة، ويمكن للعلماء بسهولة تغيير شفرة الحمض النووي الخاصة بها، وفقًا لجامعة كاليفورنيا ديفيس. ومع ذلك، فإن التعامل مع ذبابات الفاكهة هذه في المختبر قد يكون مسعى صعبًا.
قامت شركة ABB Robotics ومعهد أبحاث الأعصاب Jan and Dan Duncan (Duncan NRI) في مستشفى تكساس للأطفال بإنشاء محطة عمل آلية لنقل ذبابة الفاكهة. يتميز النظام بروبوت YuMi التعاوني ثنائي الذراع من ABB للمساعدة في دراسة الأمراض بما في ذلك مرض الزهايمر ومرض هنتنغتون ومرض باركنسون.
وقالت الشركة إن هذا هو أول نظام آلي لا يتطلب تثبيت الذباب بمخدر مثل ثاني أكسيد الكربون قبل النقل. وتعد مرحلة التخدير خطوة شاقة في الأنظمة السابقة، وهو ما قد يضر بسلوك الذباب ودقة نتائج الدراسة.
صرح خوسيه مانويل كولادوس، مدير خط منتجات الروبوتات الخدمية في شركة ABB، قائلاً: "لقد شهدنا خطوات كبيرة في أتمتة المختبرات على مر السنين، ومع ذلك لا تزال بعض المهام الحاسمة تُنفَّذ يدويًا، وهو ما قد يؤثر على النتائج". "تعمل أذرع روبوتنا التعاوني YuMi بشكل مستقل ولكن بطريقة منسقة، مما يجعل من الممكن أتمتة المهمة المعقدة المتمثلة في نقل الذباب الحي بين القوارير".
يعد نقل ذباب الفاكهة بين القوارير مهمة صعبة
كجزء من الصيانة الروتينية، يقوم باحثو مستشفى تكساس للأطفال بإطعام ذباب الفاكهة عن طريق نقلها إلى قوارير تحتوي على طعام كل 30 يومًا. يحتفظ المختبر النموذجي بنحو 20،000 قارورة، مما يعني أن الباحثين يقضون 20% من يوم العمل في "تقليب الذباب" عن طريق وضع قارورة تحتوي على مخزون الذباب فوق قارورة بها طعام طازج، ثم النقر عليها لإسقاط الذباب.
وقالت شركة ABB إن جميع المحاولات السابقة لأتمتة العملية حتى الآن تضمنت تعريض الذباب خارج القوارير أثناء النقل، وبالتالي تطلبت التخدير. وأشارت شركة ABB Robotics إلى أن النظام الجديد يمكنه أيضًا تحسين دقة النتائج وتسريع عملية النقل.
تعاون مهندسون من شركة ABB مع باحثين في معهد دنكان للبحوث النووية لتصميم وبناء محطة عمل لنقل الذباب، والتي تتضمن روبوت YuMi، وطاولة مليئة بقوارير للنقل، ووحدة الباركود والوسم، ومنحدر القمامة.
يقوم الروبوت التعاوني YuMi من شركة ABB بنفس الحركات التي يقوم بها الباحثون البشريون لنقر الذباب ونقله بين القوارير. وهذا يسمح للعلماء بالتركيز على المهام الحرجة مثل اكتشاف مسارات جديدة واختبار فعالية الأدوية الجديدة في علاج الاضطرابات العصبية.
يتيح تطبيق YuMi إمكانية التتبع الدقيق في مستشفى تكساس للأطفال
يتولى YuMi عملية تقليب ذباب الفاكهة بالكامل، والتي تتضمن تنفيذ 10 خطوات مبرمجة مسبقًا في تتابع سريع. تمامًا مثل البشر، يلتقط الروبوت قارورة تحتوي على ذباب حي، ويفتح سدادة أسيتات السليلوز الواقية، ويضع القارورة فوق قارورة أخرى تحتوي على طعام طازج، ثم ينقر على القارورة لنقل الذباب.
ثم يقوم الروبوت بتغطية القوارير ووضع الملصقات عليها ومسحها ضوئيًا، ثم يقوم في النهاية برصها في رفوف من الورق المقوى. ثم يتخلص الروبوت من القوارير مع الأطعمة القديمة لتجنب أي تلوث متبادل.
وبحسب شركة ABB، فإن من بين السمات البارزة للنظام قدرته على قراءة الباركود وطباعة الملصقات. ويستخدم الباحثون هذه الملصقات لتحديد معلومات السلالة والنمط الجيني أثناء النقل. وتضمن هذه الميزة التتبع الدقيق وإدارة سلالات ذبابة الفاكهة.
تمكن تقنيات الاستشعار المتقدمة للروبوت من وضع القوارير بدقة داخل رفوف الكرتون القياسية، مما يمنح الباحثين خيار الاستمرار في استخدام رفوف القوارير الموجودة، مما يقلل من التكاليف التشغيلية لمستشفى الأطفال في تكساس.
قالت شركة ABB إنها صممت هذا النظام ليكون تعاونيًا وآمنًا للتفاعل البشري. تم تجهيز أذرع استشعار الحركة للكشف عن البشر أو الأشياء القريبة، وإيقاف الحركة على الفور لمنع الحوادث، وبالتالي السماح بمساحة عمل تعاونية آمنة.