OpenLH: Sistema abierto de manipulación de líquidos para experimentación creativa con biología: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Estamos orgullosos de presentar este trabajo en la Conferencia Internacional sobre Interacción Tangible, Embedded and Embodied (TEI 2019). Tempe, Arizona, Estados Unidos | 17-20 de marzo.

Todos los archivos de ensamblaje y las guías están disponibles aquí. La última versión del código está disponible en GitHub

¿Edificio / construido uno? ¡Escríbanos a [email protected]! Nos encantaría conocer, apoyar e incluso presentar su trabajo en nuestro sitio web.

¿Por qué construimos esto?

Los robots de manipulación de líquidos son robots que pueden mover líquidos con alta precisión, lo que permite realizar experimentos de alto rendimiento, como cribados a gran escala, bioimpresión y ejecución de diferentes protocolos en microbiología molecular sin una mano humana, la mayoría de las plataformas de manipulación de líquidos se limitan a protocolos estándar.

OpenLH se basa en un brazo robótico de código abierto (uArm Swift Pro) y permite la exploración creativa. Con la disminución en el costo de los brazos robóticos precisos, queríamos crear un robot de manejo de líquidos que fuera fácil de ensamblar, fabricado con los componentes disponibles, sería tan preciso como el estándar de oro y costaría alrededor de 1000 $. Además, el OpenLH es extensible, lo que significa que se pueden agregar más funciones, como una cámara para análisis de imágenes y toma de decisiones en tiempo real o colocar el brazo en un actuador lineal para un rango más amplio. Para controlar el brazo, hicimos una interfaz simple en bloques y una imagen para imprimir un bloque de interfaz para bioimpresión de imágenes.

Queríamos construir una herramienta que fuera utilizada por estudiantes, bioartistas, biohackers y laboratorios comunitarios de biología de todo el mundo.

Esperamos que pueda surgir más innovación utilizando OpenLH en entornos de bajos recursos.

Paso 1: Materiales

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…

Paso 2: OpenLH tiene 3 partes principales

1. El efector del extremo de pipeteo.

2. Una base uArm Swift Pro

3. Una bomba de jeringa operada por actuador lineal.

* uArm Swift Pro también se puede utilizar como grabador láser, impresora 3d y más, como se ve aquí

Paso 3: Cómo construir el efector final

1. Desmonte una pipeta vieja y conserve solo el eje principal.

Usamos una ecopipeta CAPP ya que tiene un eje de aluminio y "juntas tóricas" que la hacen hermética. (C. A)

Probablemente podrían funcionar otras pipetas.

2. Imprima las piezas en 3D usando PLA y ensamble (1-6)

Paso 4: hacer una bomba de jeringa

1. Utilice un actuador lineal Open Builds.

2. Conecte adaptadores PLA impresos en 3D.

3. Inserte una jeringa de 1 ml.

4. conecte la jeringa al efector final con un tubo flexible.

Paso 5: ¡Configuración

Asegure todas las piezas en un área de trabajo designada

Puede conectar el uArm directamente a su banco o en su campana biológica.

Instale Python y interfaces blockly:

Interfaz Python #### ¿Cómo usar la interfaz Python? 0. Asegúrese de hacer `pip install -r requierments.txt` antes de comenzar 1. Puede usar la biblioteca dentro de pyuf, es nuestra modificación para la versión 1.0 de la biblioteca uArm. 2. Para ver ejemplos, puede ver algunos scripts dentro de la carpeta ** scripts **. #### ¿Cómo utilizar el ejemplo de impresión? 1. Tome un **.-p.webp

### Interfaz Blockly 1. Asegúrese de haber hecho `pip install -r requierments.txt` antes de comenzar. 2. Ejecute `python app.py`, esto abrirá el servidor web que muestra el bloque. 3. En una consola diferente, ejecute` python listener.py` que recibirá los comandos para enviar al robot. 4. Ahora puede usar blockly desde el enlace que se muestra después de ejecutar `python app.py`

Paso 6: Programar el armado con Blockly

Las diluciones en serie las realizan los manipuladores de líquidos, lo que ahorra tiempo y esfuerzo a sus operadores humanos.

Usando un bucle simple para moverse desde diferentes coordenadas XYZ y manejando líquidos con la variable E, el OpenLH puede programar y ejecutar un experimento simple de manejo de líquidos.

Paso 7: Imprimir microorganismos con una imagen para imprimir un bloque

Usando el bit para imprimir el bloque, puede cargar una imagen y hacer que OpenLH la imprima.

Defina el punto de partida, la ubicación de la punta, la ubicación de la tinta biológica y el punto de deposición.

Paso 8: Manejo efectivo de líquidos

El OpenLH es sorprendentemente preciso y tiene un error medio de 0,15 microlitros.

Paso 9: algunos pensamientos futuros

1. Esperamos que muchas personas utilicen nuestra herramienta y realicen experimentos que no podrían hacer de otra manera.

Entonces, si usa nuestro sistema, envíe sus resultados a [email protected]

2. Estamos agregando una cámara OpenMV para la recolección inteligente de colonias.

3. También estamos explorando la adición de UV para la reticulación de polímeros.

4. Proponemos extender el alcance con un control deslizante como se describe en

Además el uArm es ampliable por muchos otros sensores que pueden ser útiles, si tienes ideas ¡háznoslo saber!

¡Espero que hayas disfrutado de nuestro primer instructivo!

El equipo del laboratorio de innovación de medios (miLAB).

“Cometo errores al crecer. No soy perfecto; No soy un robot. - Justin Bieber