OpenLH: otvorený systém na manipuláciu s kvapalinami pre kreatívne experimentovanie s biológiou: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Sme hrdí na to, že môžeme túto prácu predstaviť na medzinárodnej konferencii o hmatateľnej, vstavanej a vloženej interakcii (TEI 2019). Tempe, Arizona, USA | 17.-20. marca.

Tu nájdete všetky súbory a príručky k zostave. Najnovšia verzia kódu je k dispozícii na GitHub

Stavať/stavať? Napíšte nám na [email protected]! Radi by sme poznali, podporovali a dokonca uvádzali vašu prácu na našom webe.

Prečo sme to postavili?

Roboty na manipuláciu s kvapalinami sú roboty, ktoré dokážu pohybovať kvapalinami s vysokou presnosťou, čo umožňuje vykonávať vysokovýkonné experimenty, ako sú rozsiahle premietania, biotlač a vykonávanie rôznych protokolov v molekulárnej mikrobiológii bez ľudskej ruky, väčšina platforiem na manipuláciu s kvapalinami je obmedzená na štandardné protokoly.

OpenLH je založený na open source robotickom ramene (uArm Swift Pro) a umožňuje kreatívne skúmanie. S poklesom nákladov na presné robotické ramená sme chceli vytvoriť robot na manipuláciu s kvapalinami, ktorý sa bude ľahko montovať a bude vyrobený z dostupných komponentov, bude presný ako zlatý štandard a bude stáť len asi 1 000 dolárov. OpenLH je navyše rozšíriteľný, čo znamená, že je možné pridať viac funkcií, ako je kamera na analýzu obrazu a rozhodovanie v reálnom čase alebo nastavenie ramena na lineárny pohon pre širší rozsah. Aby bolo možné ovládať rameno, vytvorili sme jednoduché blokové rozhranie a blok rozhrania obrázok na tlač pre biotlač obrázkov.

Chceli sme vytvoriť nástroj, ktorý budú používať študenti, bioartisti, biohackeri a laboratóriá komunitnej biológie na celom svete.

Dúfame, že pomocou OpenLH môže dôjsť k ďalším inováciám pri nízkych nastaveniach zdrojov.

Krok 1: Materiály

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 má 3 hlavné časti

1. Koncový efektor pipetovania.

2. Základňa uArm Swift Pro

3. Lineárne servopohonom ovládané injekčné čerpadlo.

* uArm Swift Pro je možné použiť aj ako laserový rytec, 3D tlačiareň a ďalšie, ako je tu vidieť

Krok 3: Ako vytvoriť koncový efekt

1. Demontujte starú pipetu a ponechajte si iba hlavný hriadeľ.

Použili sme ekopipetu CAPP, pretože má hliníkový hriadeľ a „O krúžky“, vďaka ktorým je vzduchotesný. (A-C)

Iné pipety by pravdepodobne mohli fungovať.

2. 3D tlač dielov pomocou PLA a zostavenie (1-6)

Krok 4: Výroba injekčnej pumpy

1. Použite lineárny pohon Otvorené zostavy.

2. Pripojte 3D tlačené adaptéry PLA.

3. Vložte 1 ml injekčnú striekačku.

4. flexibilnou hadičkou spojte striekačku s koncovým efektorom.

Krok 5: Nastavenie

Zaistite všetky diely na určenom mieste práce

UArm môžete pripojiť priamo k svojej lavičke alebo k biologickej digestore.

Nainštalujte rozhrania python a blockly:

Rozhranie Pythonu #### Ako používať rozhranie python? 0. Uistite sa, že urobíte `pip install -r requierments.txt` pred spustením 1. Knižnicu môžete použiť vo vnútri pyuf, je naša modifikácia pre verziu 1.0 knižnice uArm. 2. Ako príklady môžete vidieť niektoré skripty v priečinku ** scripts **. #### Ako použiť príklad tlače? 1. Vezmite **.-p.webp

### Blockly interface 1. Pred spustením sa uistite, že ste urobili `pip install -r requierments.txt`. 2. Spustite `python app.py`, čím sa otvorí webový server, ktorý zobrazuje blokovane 3. V inej konzole spustite príkaz` python listener.py`, ktorý bude prijímať príkazy na odoslanie do robota. 4. Teraz môžete použiť blokovanie z odkazu zobrazeného po spustení programu `python app.py`

Krok 6: Programujte rameno s blokovaním

Sériové riedenia robia manipulátori s kvapalinami, čo šetrí čas a úsilie ich ľudským operátorom.

OpenLH môže pomocou jednoduchej slučky na pohyb z rôznych súradníc XYZ a manipulácie s kvapalinami s premennou E naprogramovať a vykonať jednoduchý experiment s manipuláciou s kvapalinou.

Krok 7: Tlačte mikroorganizmy s blokom na tlač obrázku

Pomocou bloku bitov na tlač môžete nahrať obrázok a nechať ho vytlačiť OpenLH.

Definujte počiatočný bod, umiestnenie hrotu, umiestnenie bio atramentu a bod nanášania.

Krok 8: Efektívne zaobchádzanie s kvapalinami

OpenLH je prekvapivo presný a má priemernú chybu 0,15 mikrolitrov.

Krok 9: Niektoré myšlienky do budúcnosti

1. Dúfame, že veľa ľudí používa náš nástroj a robí experimenty, ktoré by inak nemohli.

Ak teda používate náš systém, pošlite svoje výsledky na adresu [email protected]

2. Pridávame kameru OpenMV na inteligentný zber kolónií.

3. Skúmame tiež pridanie UV na zosieťovanie polymérov.

4. Navrhujeme predĺžiť dosah pomocou posúvača, ako je popísané na stránke

UArm je navyše možné rozšíriť o mnoho ďalších senzorov, ktoré môžu byť užitočné, ak máte nápady, dajte nám vedieť!

Dúfam, že sa vám náš prvý pokyn páčil!

Tím laboratória mediálnych inovácií (miLAB).

"V detstve robím chyby." Nie som perfektný; Nie som robot." - Justin Bieber