OpenLH: Otwarty system obsługi płynów do kreatywnych eksperymentów z biologią: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Z dumą prezentujemy tę pracę na Międzynarodowej Konferencji na temat interakcji namacalnych, osadzonych i ucieleśnionych (TEI 2019). Tempe, Arizona, USA | 17-20 marca.

Wszystkie pliki montażowe i przewodniki są dostępne tutaj. Najnowsza wersja kodu jest dostępna na GitHub

Budować/zbudować? Napisz do nas na [email protected]! Chcielibyśmy poznać, wesprzeć, a nawet zaprezentować Twoją pracę na naszej stronie internetowej.

Dlaczego to zbudowaliśmy?

Roboty do obsługi cieczy to roboty, które mogą przemieszczać ciecze z dużą dokładnością, umożliwiając przeprowadzanie eksperymentów o wysokiej przepustowości, takich jak badania przesiewowe na dużą skalę, biodrukowanie i wykonywanie różnych protokołów w mikrobiologii molekularnej bez użycia ludzkiej ręki. Większość platform do obsługi cieczy jest ograniczona do standardowych protokołów.

OpenLH jest oparty na ramieniu robota typu open source (uArm Swift Pro) i umożliwia kreatywną eksplorację. Wraz ze spadkiem kosztów precyzyjnych ramion robotycznych chcieliśmy stworzyć robota do obsługi cieczy, który będzie łatwy w montażu, wykonany z dostępnych komponentów, będzie tak dokładny jak złoty standard i będzie kosztował około 1000$. Ponadto OpenLH jest rozszerzalny, co oznacza, że można dodać więcej funkcji, takich jak kamera do analizy obrazu i podejmowania decyzji w czasie rzeczywistym lub ustawianie ramienia na siłowniku liniowym w celu uzyskania szerszego zakresu. W celu kontrolowania ramienia wykonaliśmy prosty blokowy interfejs oraz blok interfejsu obrazka do wydruku do biodrukowania obrazków.

Chcieliśmy stworzyć narzędzie, z którego mogliby korzystać studenci, bioartyści, biohakerzy i społecznościowe laboratoria biologiczne na całym świecie.

Mamy nadzieję, że dzięki OpenLH przy niskich zasobach pojawi się więcej innowacji.

Krok 1: Materiały

www.capp.dk/product/ecopipette-single-chann…

store.ufactory.cc/collections/frontpage/pr…

openbuildspartstore.com/c-beam-linear-actu…

openbuildspartstore.com/nema-17-stepper-mo…

www.masterflex.com/i/masterflex-l-s-platin…

Krok 2: OpenLH ma 3 główne części

1. Efektor końcowy do pipetowania.

2. Baza uArm Swift Pro

3. Pompa strzykawkowa z liniowym siłownikiem.

* uArm Swift Pro może być również używany jako grawer laserowy, drukarka 3d i nie tylko, jak widać tutaj

Krok 3: Jak zbudować efektor końcowy

1. Zdemontuj starą pipetę i zachowaj tylko główny trzon.

Użyliśmy ekopipety CAPP, ponieważ ma aluminiowy trzon i „O-ringi”, dzięki czemu jest szczelna. (A-C)

Inne pipety prawdopodobnie mogłyby działać.

2. Wydrukuj części w 3D za pomocą PLA i zmontuj (1-6)

Krok 4: Wykonanie pompy strzykawkowej

1. Użyj siłownika liniowego Open Builds.

2. Podłącz wydrukowane w 3D adaptery PLA.

3. Włożyć strzykawkę o pojemności 1 ml.

4. podłączyć strzykawkę do efektora końcowego za pomocą elastycznej rurki.

Krok 5: Konfiguracja

Zabezpiecz wszystkie części w wyznaczonym miejscu pracy

Możesz podłączyć uArm bezpośrednio do swojej ławki lub do biologicznego okapu.

Zainstaluj interfejsy Pythona i Blockly:

Interfejs Pythona #### Jak korzystać z interfejsu Pythona? 0. Upewnij się, że wykonałeś `pip install -r requierments.txt` przed rozpoczęciem 1. Możesz użyć biblioteki wewnątrz pyuf, jest naszą modyfikacją dla wersji 1.0 biblioteki uArm. 2. Dla przykładów możesz zobaczyć kilka skryptów w folderze **scripts**. #### Jak wykorzystać przykład drukowania? 1. Weź **.png** przykład, który chcesz wydrukować. 2. Uruchom `./convert.sh your_pic.png` i odpowiednio dostosuj ścieżkę w `test_print.py`, aby użyć `your_pic.png.coords` 3. Uruchom `python test_print.py` z podłączonym robotem

### Interfejs blokowy 1. Upewnij się, że wykonałeś `pip install -r requierments.txt` przed rozpoczęciem. 2. Uruchom `python app.py` to otworzy serwer sieciowy, który wyświetla blokowo 3. W innej konsoli uruchom `python listener.py` który będzie otrzymywał polecenia do wysłania do robota. 4. Teraz możesz użyć blokowo z linku wyświetlanego po uruchomieniu `python app.py`

Krok 6: Zaprogramuj uzbrajanie z Blockly

Rozcieńczenia seryjne są wykonywane przez operatorów cieczy, co oszczędza czas i wysiłek operatorów.

Używając prostej pętli do przemieszczania się z różnych współrzędnych XYZ i obsługi cieczy za pomocą zmiennej E, można zaprogramować i wykonać prosty eksperyment z obsługą cieczy za pomocą OpenLH.

Krok 7: Wydrukuj mikroorganizmy za pomocą bloku Pic to Print

Używając bitu do drukowania bloku, możesz przesłać obraz i zlecić jego wydrukowanie przez OpenLH.

Zdefiniuj punkt początkowy, lokalizację końcówki, lokalizację bio-tuszu i punkt osadzania.

Krok 8: Skuteczna obsługa płynów

OpenLH jest zaskakująco dokładny i ma średni błąd 0,15 mikrolitra.

Krok 9: Trochę przyszłych myśli

1. Mamy nadzieję, że wiele osób użyje naszego narzędzia i przeprowadzi eksperymenty, których nie mogliby zrobić inaczej.

Więc jeśli korzystasz z naszego systemu, wyślij swoje wyniki na adres [email protected]

2. Dodajemy kamerę OpenMV do inteligentnego zbierania kolonii.

3. Badamy również dodanie UV do sieciowania polimerów.

4. Proponujemy rozszerzenie zasięgu za pomocą slidera zgodnie z opisem

Ponadto uArm można rozszerzyć o wiele innych czujników, które mogą być przydatne, jeśli masz pomysły, daj nam znać!

Mam nadzieję, że podobał Ci się nasz pierwszy instruktaż!

Zespół laboratorium innowacji medialnych (miLAB).

„Dorastając, popełniam błędy. Nie jestem idealny; Nie jestem robotem. - Justin Bieber