OpenLH : système ouvert de gestion des liquides pour une expérimentation créative en biologie : 9 étapes (avec images)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Nous sommes fiers de présenter ce travail à la Conférence internationale sur l'interaction tangible, intégrée et incarnée (TEI 2019). Tempe, Arizona, États-Unis | 17-20 mars.

Tous les fichiers d'assemblage et guides sont disponibles ici. La dernière version du code est disponible sur GitHub

Construire/construire un ? Écrivez-nous à [email protected] ! Nous aimerions connaître, soutenir et même présenter votre travail sur notre site Web.

Pourquoi avons-nous construit cela?

Les robots de manipulation de liquides sont des robots capables de déplacer des liquides avec une grande précision permettant de mener des expériences à haut débit telles que des criblages à grande échelle, la bio-impression et l'exécution de différents protocoles en microbiologie moléculaire sans main humaine, la plupart des plates-formes de manipulation de liquides sont limitées aux protocoles standard.

L'OpenLH est basé sur un bras robotique open source (uArm Swift Pro) et permet une exploration créative. Avec la diminution du coût des bras robotiques précis, nous voulions créer un robot de manipulation de liquides qui sera facile à assembler, fabriqué à partir des composants disponibles, sera aussi précis que l'étalon-or et coûtera environ 1000 $. De plus, l'OpenLH est extensible, ce qui signifie que davantage de fonctionnalités peuvent être ajoutées, telles qu'une caméra pour l'analyse d'images et la prise de décision en temps réel ou le réglage du bras sur un actionneur linéaire pour une plage plus large. Afin de contrôler le bras, nous avons créé une interface simple et un bloc d'interface image-impression pour la bio-impression d'images.

Nous voulions créer un outil qui serait utilisé par les étudiants, les bioartistes, les biohackers et les laboratoires de biologie communautaire du monde entier.

Nous espérons que davantage d'innovations pourront émerger en utilisant OpenLH dans des environnements à faibles ressources.

Étape 1: Matériaux

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…

Étape 2: L'OpenLH a 3 parties principales

1. L'effecteur final de pipetage.

2. Une base uArm Swift Pro

3. Une pompe à seringue actionnée par un actionneur linéaire.

* uArm Swift Pro peut également être utilisé comme graveur laser, imprimante 3D, et plus encore, comme on le voit ici

Étape 3: Comment construire l'effecteur final

1. Démontez une vieille pipette et ne gardez que la tige principale.

Nous avons utilisé une écopipette CAPP car elle a une tige en aluminium et des " joints toriques " la rendant étanche à l'air. (A-C)

D'autres pipettes pourraient probablement fonctionner.

2. Imprimez les pièces en 3D à l'aide de PLA et assemblez (1-6)

Étape 4: fabrication d'un pousse-seringue

1. Utilisez un actionneur linéaire Open Builds.

2. Connectez les adaptateurs PLA imprimés en 3D.

3. Insérez une seringue de 1 ml.

4. connecter la seringue à l'effecteur terminal avec un tube flexible.

Étape 5: Configuration

Fixez toutes les pièces dans une zone de travail désignée

Vous pouvez connecter l'uArm directement à votre paillasse ou dans votre hotte biologique.

Installez les interfaces python et blockly:

Interface Python #### Comment utiliser l'interface Python ? 0. Assurez-vous de faire `pip install -r requierments.txt` avant de commencer 1. Vous pouvez utiliser la bibliothèque à l'intérieur de pyuf, c'est notre modification pour la version 1.0 de la bibliothèque uArm. 2. Pour des exemples, vous pouvez voir certains scripts dans le dossier **scripts**. #### Comment utiliser l'exemple d'impression ? 1. Prenez un **.png** de l'exemple que vous souhaitez imprimer. 2. Exécutez `./convert.sh your_pic.png` et adaptez en conséquence le chemin dans `test_print.py` pour utiliser `your_pic.png.coords` 3. Exécutez `python test_print.py` avec le robot connecté

### Interface Blockly 1. Assurez-vous que vous avez fait `pip install -r requierments.txt` avant de commencer. 2. Exécutez `python app.py` cela ouvrira le serveur Web qui affiche le blockly 3. Dans une autre console, exécutez `python listener.py` qui recevra les commandes à envoyer au robot. 4. Vous pouvez maintenant utiliser le blockly à partir du lien affiché après avoir exécuté `python app.py`

Étape 6: programmer l'armement avec Blockly

Les dilutions en série sont effectuées par des manipulateurs de liquides, économisant du temps et des efforts pour leurs opérateurs humains.

En utilisant une boucle simple pour se déplacer à partir de différentes coordonnées XYZ et en manipulant des liquides avec la variable E, une expérience de manipulation de liquide simple peut être programmée et exécutée par l'OpenLH.

Étape 7: Imprimez des micro-organismes avec le bloc Pic to Print

En utilisant le bloc Bit to print, vous pouvez télécharger une image et l'OpenLH l'imprimer.

Définissez le point de départ, l'emplacement de la pointe, l'emplacement de l'encre biologique et le point de dépôt.

Étape 8: Manipulation efficace des liquides

L'OpenLH est étonnamment précis et a une erreur moyenne de 0,15 microlitre.

Étape 9: Quelques réflexions futures

1. Nous espérons que de nombreuses personnes utiliseront notre outil et réaliseront des expériences qu'elles ne pourraient pas faire autrement.

Donc, si vous utilisez notre système, veuillez envoyer vos résultats à [email protected]

2. Nous ajoutons une caméra OpenMV pour la sélection intelligente des colonies.

3. Nous explorons également l'ajout d'UV pour la réticulation des polymères.

4. Nous proposons d'étendre la portée avec un curseur comme décrit par

De plus l'uArm est extensible par de nombreux autres capteurs qui peuvent être utiles, si vous avez des idées faites le nous savoir !

J'espère que vous avez apprécié notre premier instructable !

L'équipe du Media Innovation Lab (miLAB).

« Je fais des erreurs en grandissant. Je ne suis pas parfait; Je ne suis pas un robot. - Justin Bieber