【案例】协作机器人在生命科学领域新应用——芯片试剂滴液反应自动化解决方案

为了满足用户的液滴反应自动化需求，多可协作机器人推出了试剂滴液一站式解决方案，轻松满足用户液滴自动化实验的需求，代替人工实现重复抓取、滴液、搬运等工作。

完全依赖人工，实验员取一枚芯片，将红色反应试剂依次滴入腔室，每次滴完需要更换针头，全部腔室滴完后，反应一段时间后依次吸净腔室内液体。完成后更换针头吸取荧光剂，滴完全部腔室后，反应一段时间后依次吸净全部腔内液体。完成后实验员撕去薄膜，对芯片表面用溶液清洗，并吹干液体，摆放到盒内。

芯片试剂滴液需要人工干预多次移动或操作芯片，不但自动化程度低，而且成本高。滴液工作操作简单，重复性高，且人工长时间操作容易疲劳导致出现失误，导致实验结果不理想。客户希望可以用机器人取代人工操作，实现所有工序自动化。且要求设备整体运行在负压环境，制作成负压工作站并方便物料取放。

芯片大小约60mmx30mm，其上的微腔室共60个，按照5排12列排布，每个大小约2mmx2mmx1.5mm，微腔室之间间距大约4mm。

红色试剂均放置在试管架上，且每次吸取要更换针头。荧光剂均放置在试管架上，没有盖子。
芯片反应时间要求：每个腔室内试剂反应时间小于3分钟 。

针对客户需求，我们使用一台DUCO多可协作机器人配合4个高精度移液模块及撕膜夹爪等，实现定量移液及针头自动卸载的功能。

单次移液可完成四个孔位的注液，末端4个针头之间的间距设定为18（与芯片四个孔位之间的间距相等），注液顺序如图所示：

首先对第一行孔位进行注液，

第一次对a位置进行注液，

第二次对b位置进行注液，

第三次对c位置进行注液，

然后依次对第2行、第3行、第4行、第5行孔位进行注液，共计15次，完成15×4=60个位置滴液。

单次移液节拍时间：P≤15s，

单枚芯片所有孔位的注液时间：T≤3min。

最后，我们定制负压工作站采用负压式层流罩结构，可将空气以一定的风速通过高效过滤器后，形成均流层，使洁净空气呈垂直单向流通，从而确保工作区域达到工艺要求的高洁净度。

由于实验的精密性较高，芯片腔室较小，重复滴液操作很容易造成人员疲劳，导致操作失误，造成实验效果不理想，采用多可机器人实验室自动化，芯片实验效率提高近一倍，同时在全程无人员干预和多可机器人的高重复精度保障下，实验结果的准确性接近100%。