OpenLH: Open Liquid-Handling System voor creatieve experimenten met biologie - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

We zijn trots om dit werk te presenteren op de International Conference on Tangible, Embedded and Embodied Interaction (TEI 2019). Tempe, Arizona, VS | 17-20 maart.

Alle assemblagebestanden en handleidingen zijn hier beschikbaar. De nieuwste codeversie is beschikbaar op GitHub

Bouwen/bouwen? Schrijf ons op [email protected]! We zouden graag uw werk willen weten, ondersteunen en zelfs op onze website plaatsen.

Waarom hebben we dit gebouwd?

Vloeistofbehandelingsrobots zijn robots die vloeistoffen met een hoge nauwkeurigheid kunnen verplaatsen, waardoor experimenten met hoge doorvoer kunnen worden uitgevoerd, zoals grootschalige screenings, bioprinting en uitvoering van verschillende protocollen in de moleculaire microbiologie zonder menselijke hand. De meeste vloeistofverwerkingsplatforms zijn beperkt tot standaardprotocollen.

De OpenLH is gebaseerd op een open source robotarm (uArm Swift Pro) en maakt creatieve verkenning mogelijk. Met de daling van de kosten van nauwkeurige robotarmen wilden we een vloeistofverwerkingsrobot creëren die eenvoudig te monteren is, gemaakt wordt door beschikbare componenten, net zo nauwkeurig is als de gouden standaard en slechts ongeveer $ 1000 kost. Bovendien is de OpenLH uitbreidbaar, wat betekent dat er meer functies kunnen worden toegevoegd, zoals een camera voor beeldanalyse en realtime besluitvorming of het plaatsen van de arm op een lineaire actuator voor een groter bereik. Om de arm te besturen hebben we een eenvoudige blockly-interface en een picture to print-interfaceblok voor bioprinting-afbeeldingen gemaakt.

We wilden een tool bouwen die gebruikt zou worden door studenten, bioartiesten, biohackers en gemeenschapsbiologielabs over de hele wereld.

We hopen dat er meer innovatie kan ontstaan met behulp van de OpenLH in een omgeving met weinig bronnen.

Stap 1: Materialen

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…

Stap 2: De OpenLH heeft 3 hoofdonderdelen:

1. De eindeffector voor pipetteren.

2. Een uArm Swift Pro-basis

3. Een lineaire, door een actuator bediende spuitpomp.

* uArm Swift Pro kan ook worden gebruikt als lasergraveerder, 3D-printer en meer, zoals hier te zien is

Stap 3: Hoe de eindeffector te bouwen?

1. Demonteer een oude pipet en bewaar alleen de hoofdschacht.

We gebruikten een CAPP-ecopipet omdat deze een aluminium schacht en "O-ringen" heeft waardoor hij luchtdicht is. (AC)

Andere pipetten zouden waarschijnlijk werken.

2. 3D Print de onderdelen met PLA en monteer (1-6)

Stap 4: Een spuitpomp maken

1. Gebruik een lineaire actuator Open Builds.

2. Sluit 3D-geprinte PLA-adapters aan.

3. Plaats een spuit van 1 ml.

4. sluit de spuit met een flexibele slang aan op de eindeffector.

Stap 5: Instellen

Bevestig alle onderdelen op een aangewezen werkgebied

U kunt de uArm rechtstreeks op uw bank of in uw biologische kap aansluiten.

Installeer python en blockly-interfaces:

Python-interface #### Hoe gebruik je de Python-interface? 0. Zorg ervoor dat u `pip install -r requierments.txt` uitvoert voordat u begint 1. U kunt de bibliotheek in pyuf gebruiken, dit is onze aanpassing voor versie 1.0 van de uArm-bibliotheek. 2. Voor voorbeelden kunt u enkele scripts zien in de **scripts** map. #### Hoe het afdrukvoorbeeld te gebruiken? 1. Neem een **.png** van het voorbeeld dat u wilt afdrukken. 2. Voer `./convert.sh your_pic.png` uit en pas het pad in `test_print.py` aan om `your_pic.png.coords` te gebruiken 3. Voer `python test_print.py` uit terwijl de robot is aangesloten

### Blockly-interface 1. Zorg ervoor dat je `pip install -r requierments.txt` hebt gedaan voordat je begint. 2. Voer `python app.py` uit, dit opent de webserver die de blockly weergeeft. 3. Voer in een andere console `python listener.py` uit, die de opdrachten ontvangt om naar de robot te sturen. 4. Nu kunt u de blockly gebruiken van de link die wordt weergegeven na het uitvoeren van `python app.py`

Stap 6: Programmeer Arm met Blockly

Seriële verdunningen worden gedaan door vloeistofverwerkers, wat tijd en moeite bespaart voor hun menselijke operators.

Met behulp van een eenvoudige lus om van verschillende XYZ-coördinaten te gaan en vloeistoffen te hanteren met de E-variabele, kan een eenvoudig vloeistofbehandelingsexperiment worden geprogrammeerd en uitgevoerd door de OpenLH.

Stap 7: Micro-organismen afdrukken met Pic to Print Block

Met behulp van het bit-to-print-blok kun je een foto uploaden en de OpenLH laten printen.

Definieer startpunt, puntlocatie, bio-inktlocatie en depositiepunt.

Stap 8: Effectieve vloeistofbehandeling

De OpenLH is verrassend nauwkeurig en heeft een gemiddelde fout van 0,15 microliter.

Stap 9: Enkele toekomstige gedachten

1. We hopen dat veel mensen onze tool gebruiken en experimenten uitvoeren die ze anders niet zouden kunnen doen.

Dus als u ons systeem gebruikt, stuur dan uw resultaten naar [email protected]

2. We voegen een OpenMV-camera toe voor het slim plukken van kolonies.

3. We onderzoeken ook het toevoegen van UV voor verknoping van polymeren.

4. We stellen voor om het bereik uit te breiden met een schuifregelaar zoals beschreven door

Daarnaast is de uArm uitbreidbaar met vele andere sensoren die handig kunnen zijn, als je ideeën hebt, laat het ons weten!

Ik hoop dat je genoten hebt van onze eerste instructable!

Het team van het media-innovatielab (miLAB).

“Ik maak fouten opgroeien. Ik ben niet perfect; Ik ben geen robot. - Justin Bieber