analytica 2022: Jouw weg naar Laboratorium 4.0

De honingraatvormige modules van het laboratoriumsysteem iHex kunnen flexibel worden gerangschikt en via plug-and-play worden verbonden tot een compleet systeem. (Foto: TU Dresden – SmartLab-Systeme)

De mobiele laborrobot Kevin maakt geautomatiseerde workflows in het laboratorium mogelijk. (Copyright: Fraunhofer IPA / Rainer Bez) / De mobiele laborrobot Kevin maakt geautomatiseerde workflows in het laboratorium mogelijk. (Copyright: Fraunhofer IPA / Rainer Bez)

– Speciale tentoonstelling maakt digitale transformatie in het laboratorium ervaarbaar
– Collaboratieve robots ondersteunen in het dagelijks laboraat
– Forum presenteert toekomsttechnologieën voor de laboratoriumwereld

Slimme oplossingen voor de digitale transformatie van de laboratoriumwereld staan centraal op de analytica, de toonaangevende beurs voor analytiek, laboratoriumtechniek en biotechnologie, die van 21 tot 24 juni 2022 haar deuren opent op het terrein van de Messe München. Elektronische laborjournals, geautomatiseerde high-throughput screenings en pipetteerrobots: de digitale verandering in de laboratoriumwereld is al in gang gezet. “In de laboratoriumsector bestaat een duidelijke wens naar meer digitale ondersteuning en automatisering”, zegt Armin Wittmann, projectleider analytica bij Messe München. “De analytica maakt toekomsttechnologieën ervaarbaar om de overgang naar Laboratorium 4.0 te versnellen.”

Speciale tentoonstelling Digitale Transformatie: Beleef het slimme laboratorium live

Volgens een studie van het Fraunhofer Instituut voor Productietechniek en Automatisering IPA, die de digitaliseringsgraad in life-science-laboratoria onderzocht, worden vooral gebrek aan acceptatie en bereidheid tot verandering, evenals onwetendheid over de mogelijkheden van nieuwe technologieën, momenteel als belemmeringen voor digitalisering in laboratoria ervaren. De speciale tentoonstelling Digitale Transformatie op de analytica wil deze barrières verlagen door bezoekers live te laten kennismaken met collaboratieve robots en andere technologieën.

De inrichting van de analytica speciale tentoonstelling is al een hoogtepunt op zich. Ze is gebaseerd op het bijenvormige laboratoriumsysteem iHEX, dat is ontworpen door een team onder leiding van Dr. Felix Lenk, CEO van SmartLab Solutions GmbH en hoofd van de onderzoeksgroep SmartLab-Systemen aan de Technische Universiteit Dresden. De innovatieve zeshoekige modules zijn uitgerust met diverse functies, kunnen flexibel worden gerangschikt en zijn volgens het plug-and-play-concept elektrisch en via dataverbindingen verbonden tot een geïntegreerd systeem.

Hulparme robots

Essentiële onderdelen van het slimme laboratorium van de analytica speciale tentoonstelling zijn collaboratieve robotarmen. Zij ondersteunen het laboratoriumpersoneel bij eenvoudige taken zoals het plaatsen van doppen op een centrifuge of het afsluiten van proefbuisjes. “Het doel is om in de toekomst met minder middelen meer experimenten of analyses van hogere kwaliteit uit te voeren”, legt Felix Lenk uit, die samen met meerdere exposanten van de analytica het laboratorium van de speciale tentoonstelling heeft gerealiseerd. Zo doen onder andere Mettler Toledo met meet- en precisie-instrumenten, Düperthal met veiligheidskasten en opslagsystemen, en 2mag met roer- en verwarmtechniek en INTEGRA Biosciences mee.

Tijdens een wandeling door de beurshallen zullen de bezoekers van de analytica waarschijnlijk ook Kevin ontmoeten, een mobiele laboratoriobot die onderzoekers van het Fraunhofer IPA hebben ontwikkeld. Uitgerust met een robotarm, camera, beeldverwerking en leeralgoritme kan Kevin bijvoorbeeld monsters van het ene apparaat naar het andere transporteren of reagentia uit de opslag halen. “Kevin wil het laboratoriumpersoneel ontlasten, niet vervangen”, benadrukt Matthias Freundel, hoofd van de groep Digital Lab Services bij Fraunhofer IPA. “Het gaat erom om hooggekwalificeerd laboratoriumpersoneel eenvoudige taken uit handen te nemen, zodat zij meer tijd hebben voor waarde toevoegende werkzaamheden.”

Eenduidige interfaces

Een andere uitdaging in Laboratorium 4.0: alle apparaten moeten met elkaar communiceren en gegevens uitwisselen. Bovendien zijn ze verbonden met de mobiele eindapparaten van de gebruikers, en soms ook met externe IT-systemen. Deze visie kan alleen worden gerealiseerd als alle software en laboratoriumtechniek netwerkbaar zijn en alle apparaten beschikken over een gestandaardiseerde interface.

De in de industriële automatisering gevestigde standaard OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) is geschikt als basis voor de netwerkmogelijkheden in het laboratorium, zoals de branchevereniging SPECTARIS zal toelichten in het analytica Forum Digitale Transformatie. Een werkgroep van SPECTARIS ontwikkelt momenteel de Laboratory Agnostic Device Standard, kortweg LADS, die OPC UA aanvult en geschikt maakt voor de laboratoriumomgeving. De speciale tentoonstelling Digitale Transformatie zal laten zien hoe de gestandaardiseerde apparaatcommunicatie met OPC UA LADS de naadloze orderverwerking in het routinelabor mogelijk maakt.

Uitgebreide laboratoriumrealiteit

Veel laboratoriumactiviteiten kunnen niet zonder meer worden geautomatiseerd omdat ze te complex zijn of variabel handelen vereisen. Digitale ondersteuning zou hier echter toch behulpzaam zijn. Daarom richt het forum Digitale Transformatie op de analytica 2022 zich op technologieën die tot nu toe nauwelijks hun weg naar de laboratoriumwereld hebben gevonden, zoals spraakbesturing van apparaten en instrumenten van Virtual of Augmented Reality. Augmented-realitybrillen bijvoorbeeld zouden laboratoriummedewerkers instructies kunnen geven voor werkwijzen, de uitgevoerde stappen automatisch kunnen vastleggen of waarschuwingen weergeven bij het verkeerd vullen van proefbuisjes.

Synergie-effecten voor Laboratorium 4.0

Ongeacht of het in een onderzoeks- of routinelaboratorium is: de digitale verandering opent ongekende mogelijkheden, maar stelt de laboratoriumsector ook voor een enorme uitdaging die alleen kan worden aangepakt door nauwe samenwerking tussen apparaatfabrikanten, softwareontwikkelaars, onderzoekers en laboratoriummanagers. De analytica, met haar combinatie van vakbeurs, analytica conferentie en een uitgebreid randprogramma, ziet zichzelf als een platform dat al deze actoren samenbrengt. Dit jaar biedt de Messe München bezoekers van de analytica een extra meerwaarde: met hun ticket krijgen ze gratis toegang tot de parallel plaatsvindende automatica, de toonaangevende beurs voor intelligente automatisering en robotica in de productie.