Technologien für das smarte Labor der Zukunft

W Centrum Innowacji nICLAS członkowie opracowują technologie dla inteligentnego laboratorium przyszłości. Widać tutaj: zautomatyzowaną produkcję komórek skóry w Tissue Factory. / At the Innovation Center nICLAS, members develop technologies for the smart lab of the future. Seen here: automated manufacturing of skin cells at the Tissue Factory.

Nowoczesne laboratoria często jeszcze dziś przypominają klasyczne manufaktury w swoich strukturach. Urządzenia i procesy nie są ze sobą połączone, a cenny próbki są zazwyczaj ręcznie przetwarzane przez pracowników. Przez długi czas taki układ wystarczał, aby wykorzystać potencjał innowacyjny laboratoriów. Obecnie jednak generują one często większe ilości danych, którym znany model nie jest już w stanie sprostać. W Centrum Innowacji dla Automatyzacji Laboratoriów w Stuttgarcie, krótko nICLAS, Fraunhofer IPA wspólnie z partnerami z przemysłu opracowuje nowe technologie dla inteligentnego laboratorium przyszłości. Podczas forum nICLAS 23 marca 2017 roku w Stuttgarcie zespół po raz pierwszy zaprezentował swoje działania.

Rozwiązania automatyzacyjne są obecnie stosowane tylko w niewielkiej części laboratoriów na świecie. Jednym z powodów są surowe regulacje oraz wielowymiarowe, niestandardowe procesy w codziennej pracy laboratorium. »Próbki i produkty przetwarzane w laboratoriach podlegają najostrzejszym wymaganiom jakościowym. Dla firm jest to odpowiednio kosztowne i skomplikowane, aby wdrożyć nowe technologie«, mówi kierownik projektu nICLAS Mario Bott z Fraunhofer IPA. Ponadto manualne środowisko pracy w laboratoriach przez wiele lat uważano za zaletę, ponieważ procesy można było rzekomo szybciej i bardziej elastycznie dostosowywać niż za pomocą zautomatyzowanych urządzeń i platform.

Laboratoria stają się fabrykami danych

Stopniowo firmy zaczynają zmieniać swoje podejście: »Laboratoria coraz bardziej przekształcają się w połączone fabryki danych, które znajdują się na centralnych punktach w firmie: czy to jako laboratoria diagnostyczne, w procesie odkrywania nowych leków czy w zapewnianiu jakości i zatwierdzaniu produktów. Generują informacje, które są niezwykle cenne dla zarządzania przedsiębiorstwem«, informuje Bott. Ponadto rosnąca personalizacja produktów i procesów poprzez spersonalizowaną diagnostykę i terapię stawia laboratoria przed nowymi wyzwaniami. Aby opanować narastającą złożoność, konieczne jest opracowanie trwałych, modułowych rozwiązań dla systemów sprzętowych i programowych. W tym zakresie działa nICLAS.

Centrum Innowacji na kampusie Fraunhofer w Stuttgarcie oferuje firmom i instytucjom badawczym platformę do nawiązywania kontaktów i wspólnego opracowywania innowacyjnych technologii oraz rozwiązań automatyzacyjnych. Wśród członków projektu są użytkownicy przemysłowi i deweloperzy, a także partnerzy tworzący most do badań i szkolnictwa wyższego. »Obszar interdyscyplinarny wymaga zespołu multidyscyplinarnego, aby skutecznie konkurować na arenie międzynarodowej. Cieszymy się, że udało nam się znaleźć silnych partnerów, takich jak Precise Automation, TECAN, Liconic, Thermo Fisher Scientific, Promega oraz Festo, którzy dostarczają nam na przykład najnowsze urządzenia i innowacyjne technologie do wspólnego rozwoju«, mówi kierownik projektu. Dzięki temu zespół ma dostęp do najnowszego sprzętu i niezbędnej wiedzy, aby tworzyć fundamenty dla laboratorium jutra.

Wirtualne laboratoria i połączone badania

Już teraz pojawiają się pierwsze impulsy i inspiracje dzięki tzw. FutureLab nICLAS. Na przykład w obszarze logistyki wewnętrznej będą powstawały aplikacje do śledzenia materiałów. »W ten sposób zawsze wiadomo, gdzie znajduje się cenna próbka lub materiał pacjenta. Cyfrowy obraz może służyć jako cenne wsparcie dla personelu laboratorium w planowaniu, monitorowaniu procesów i dokumentacji«, opisuje Bott. Drugim ważnym obszarem jest interakcja człowiek-maszyna w regulowanym środowisku. Z TeachIt ma na przykład zostać znacznie uproszczony proces nauki robotów. Ponadto zespół projektowy bada, jak technologia rozszerzonej rzeczywistości może wspierać regulowane procesy. »W wielu laboratoriach nadal głównym źródłem informacji i dokumentacji jest ręcznie prowadzony zeszyt laboratoryjny. Z technologią rozszerzonej rzeczywistości pracownicy w przyszłości mogliby wyświetlać potrzebne informacje na żądanie i zgodnie z potrzebami«, informuje Bott. Ponadto eksperci zajmują się kwestią, jak poprzez platformy usługowe można wirtualizować procesy laboratoryjne. Na przykład w ramach Cell-Share testuje się zamawianie systemów komórkowych przez Lab-Store. Wynik trafia do klienta w prosty, szybki i tani sposób.

Fraunhofer-Gesellschaft, rozpoczynając projekt, przeznaczyła na nICLAS ponad 600 000 euro. Zainteresowane firmy i instytucje badawcze mogą dołączyć do wspólnoty, aby wspólnie kształtować środowisko laboratoryjne przyszłości. Uroczystość inaugurująca 23 marca 2017 roku dała pierwsze wglądy w nICLAS i umożliwiła uczestnikom poznanie partnerów projektu osobiście.