Les robots automatisent les tests de stérilité dans les laboratoires

Deux robots industriels, dont les mouvements sont semi-synchronisés, identifient et saisissent un tube, puis le placent dans une pompe péristaltique. (Source : Fraunhofer IPA / Photo : Rainer Bez)

Le besoin d'automatisation dans les laboratoires ne cesse de croître. Cependant, les exigences pour une application assistée par robot dans ce contexte sont élevées. La manière de la mettre en œuvre de manière techniquement et économiquement judicieuse est illustrée par le Fraunhofer IPA à l’aide d’un prototype en coopération avec SKAN.

Les robots automatisent les tests de stérilité en laboratoire

La manipulation d’objets a toujours été l’une des tâches que les robots effectuent le plus fréquemment. Pour de nombreux cas d’utilisation, cela est déjà parfaitement résolu et en service continu depuis des années en production en série. La carrosserie automobile, qui est soulevée par les installations lors de la phase de construction brute, en est le meilleur exemple. Mais dans de nombreux autres environnements, une automatisation accrue avec la robotique est fortement demandée. Cela inclut les laboratoires dans le secteur des sciences de la vie et de la pharmacie.

Il existe dans le contexte de laboratoire de nombreuses tâches non ergonomiques, répétitives et donc monotones, peu attractives pour les professionnels. De plus, en période de pénurie de main-d'œuvre, les exploitants de laboratoires doivent d’abord trouver des professionnels qualifiés. La robotique peut contribuer à soulager le personnel qualifié disponible, afin qu’il puisse consacrer ses capacités à des activités à plus forte valeur ajoutée. En outre, dans le laboratoire, un travail efficace, répétable et sécurisé, ainsi qu’une documentation complète et sans erreur, sont requis, ce à quoi la robotique convient également parfaitement. Si la solution robotique est enfin conçue de manière modulaire, elle peut répondre aux exigences flexibles de cet environnement complexe.

Les robots manipulent des tuyaux

Un exemple de développement pour la manipulation automatisée de tests de stérilité, en tant que partie du contrôle qualité dans la production pharmaceutique, a été réalisé dans le cadre de deux projets du Fraunhofer IPA avec SKAN. Alors que la première collaboration visait à tester la faisabilité fondamentale, une solution de manipulation prototype, déjà déposée en brevet, a été développée lors de l’étape suivante. Deux robots industriels, dont les mouvements sont semi-synchronisés, prennent en charge les tests de stérilité dans l’emballage, reconnaissent et saisissent un tuyau, puis le placent dans une pompe péristaltique. La cellule robotique correspond aux dimensions d’un stérilisateur typique chez SKAN.

Un défi est que les tuyaux sont souples et donc difficiles à manipuler. De plus, il existe un risque qu’ils se nouent. Cependant, une étude de faisabilité a montré que le prototype fonctionne de manière robuste et sécurisée dans le processus.

En général, les applications basées sur la robotique pour les laboratoires doivent être adaptées aux exigences de cet environnement d’utilisation. Les pièces souples mentionnées, telles que les tuyaux ou les sacs, sont des objets typiques que le robot doit pouvoir manipuler grâce à une planification de trajectoire appropriée et une technique de préhension adaptée. De plus, les exigences en matière de stérilité ou de processus de nettoyage dans l’environnement de production, comme le prescrit par les « Bonnes Pratiques de Fabrication » (BPF), sont strictes. Enfin, le secteur du laboratoire et de la pharmacie est généralement très réglementé, de sorte que les processus et systèmes déployés doivent fonctionner de manière hautement fiable.

Expertise en automatisation et processus de laboratoire

Le développement de cette application s’appuie sur une connaissance approfondie des solutions complexes de montage, de démontage et de manipulation, ainsi que sur près de 50 ans d’expérience dans l’évaluation de faisabilité autour de l’automatisation. Ces études vont de la conception à la fabrication d’outils et de dispositifs spécifiques au client, en passant par la mise en place et l’évaluation de l’application robotique, jusqu’à sa transition vers la petite série. Pour la collaboration avec la société SKAN, des spécialistes des départements spécialisés en systèmes robotisés et d’assistance, en automatisation de laboratoire ainsi qu’en bioproduction ont travaillé de manière interdisciplinaire, afin d’apporter la connaissance sectorielle adaptée au développement de l’application. Actuellement, SKAN prévoit de faire évoluer le prototype en un produit de série avec l’aide d’un intégrateur de systèmes ou d’un constructeur d’équipements. Le Fraunhofer IPA peut continuer à soutenir largement ce transfert de technologie.