چه زمانی باید از ربات ها در آزمایشگاه استفاده کنید؟

اتوماسیون و استفاده از ربات ها سالها توانسته اند نقش موثری در طراحی آزمایشگاه ها داشته باشند. با این حال، طی سال های اخیر شاهد موفقیت های بیشتری در این نوع طراحی بوده ایم.

به همین منظور ما در این مقاله سعی داریم تا ضمن شناخت تاثیرات اتوماسیون و رباتیک در طراحی آزمایشگاه، شما را با نحوه استفاده از این نوع طرح موفق در آزمایشگاه آشنا نماییم.

اصول اولیه آزمایشگاه رباتیک

توماس ادیسون یکی از دانشمندانی است که بخاطر اکتشافات فراوان و ثبت ۱.۰۹۳ اختراع، به شهرت جهانی دست یافته که بیشتر اختراعات او مبتنی بر الگوی اتوماسیون بوده است. این روزها استفاده از اتوماسیون و رباتیک در طراحی آزمایشگاه ها، ضمن افزایش بهره وری در نتایج، بر کاهش تعداد کارهای تکراری که افراد باید انجام دهند، تاثیر بسزایی داشته، چرا که این وظایف علاوه بر داشتن زحمات بسیار، از لحاظ ارگونومی نیز بسیار دشوار می باشد. به همین دلیل آزمایشگاه رباتیک می تواند نمونه مناسبی از محیط های آزمایشگاهی باشد.

موارد استفاده از ربات در آزمایشگاه

می توان در محیط آزمایشگاهی برای انتقال مایعات از روبات ها استفاده کنید. در روش سنتی، لازم است که برای انجام این کار یک شخص با وسیله پیپت آزمایشگاهی ، در حالی که بر روی یک نیمکت نشسته، در تعداد دفعات بسیاری مایع را به مقدار کم، انتقال دهد.

اما امروزه استفاده از بازوهای رباتیک با هوش مصنوعی (AI) این فرآیند را بسیار آسان کرده. این روبات ها می توانند با اندازه ها و تکنیک های مختلف سازگار شوند و در نتیجه، راندمان کار را بهبود بخشند.

چه زمانی باید از ربات ها در آزمایشگاه استفاده کنید؟

دلایل اصلی برای انجام این کار (استفاده از ربات ها) شامل ارگونومی، یکپارچگی داده ها و قابلیت ردیابی، یکنواختی فرآیند و توانمندی می شود.

• ارگونومی

ارگونومی یک جنبه بسیار مهم در همه آزمایشگاه ها است.

کارهایی مانند نشستن برای مدت طولانی پشت میکروسکوپ آزمایشگاهی می تواند منجر به اختلالات اسکلتی-عضلانی (MSD) شود. در واقع اختلالات اسکلتی-عضلانی (MSD) بر اعصاب، رگ های خونی، رباط ها و تاندون ها تأثیر می گذارد.

بر اساس دفتر آمار کار در سال ۲۰۱۳، ۳۳% از اختلالات اسکلتی-عضلانی (MSD) به دلیل صدمات وارده در هنگام کار می باشد.

OSHA  راهنمایی هایی را در مورد “ارگونومی ایمنی آزمایشگاهی برای پیشگیری از اختلالات اسکلتی عضلانی” منتشر کرده است. بر این اساس، به کارگیری ربات ها در محیط آزمایشگاهی، ضمن جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی، فرصت و زمان بیشتری را برای همکاری و نوآوری به کارمندان اختصاص می دهد.

• یکپارچگی داده و قابلیت ردیابی

یکپارچگی داده و قابلیت ردیابی در هنگام تحقیق و جمع آوری اطلاعات در آزمایشگاه، بسیار ارزشمند است.

در مواقعی ممکن است به جهت خطای انسانی، یک خبر یا مقاله ای را براساس تحقیقاتی که تحت تأثیر داده های ضعیف قرار گرفته است، در آزمایشگاه ببینید. در اینصورت می توانید با کمک اتوماسیون و رباتیک ها در طراحی آزمایشگاه ، ردیابی ، جمع آوری داده ها و پاسخگویی را تقویت یا بهبود ببخشید.

• یکنواختی فرآیند

یکنواختی فرآیند با کمک بازرسی بصری بهبود می یابد.

در برخی از مواقع، افراد ممکن است در بازرسی های بصری که تعیین کننده رنگ، شکل و اندازه هستند، با مشکل روبرو شوند. البته بروز این مشکلات می تواند تحت تأثیر خستگی و عوامل دیگری که نیاز به هماهنگی دست و چشم دارد، باشد.

در اینصورت پیشرفت های فناوری و تصویربرداری کامپیوتری، می تواند این بازرسی ها را به سرعت و با روشی قابل تکرار، ارزیابی کند.

• توانمندی

توان، یک مزیت بارز اتوماسیون و رباتیک می باشد.

در آزمایشگاه، بسیاری از کارهایی که ممکن است طی یک روز کامل انجام شود، اکنون با کمک ربات ها که از دید هوشمند برخوردارند، کارها بدون وقفه، در مدت زمان کمتر و با اطمینان بیشتر، می تواند انجام شوند.

مطالعات موردی استفاده از ربات ها

امروزه بسیاری از صاحبان آزمایشگاه به دنبال اتوماسیون و روباتیک کردن تجهیزات آزمایشگاهی خود هستند به گونه ای که در تلاش اند تا این موضوع را برای کل فضای آزمایشگاهی خود در نظر بگیرند.

اگرچه عموما محیط های آزمایشگاهی تشکیل شده از نیروی انسانی می باشند، اما به کار گیری اتوماسیون و روباتیک در این محیط ها، می توانند به تنهایی و مستقل از هر گونه نیروی انسانی عمل کنند و باعث پایداری و بهره وری بیشتری در محیط آزمایشگاه ها شوند.

در واقع با اجرای کامل اتوماسیون و رباتیک، آزمایشگاه می تواند در یک محیط بسته و بدون وجود نیروی انسانی فعالیت کند، چرا که این مورد می تواند تا حد زیادی بر مصرف کلی انرژی تأثیر بگذارد و الگوی جدیدی برای پایداری آزمایشگاه ایجاد نماید.

تاثیرات استفاده از اتوماسیون و رباتیک در طراحی آزمایشگاه

به طور کلی، هزینه های اجرای این استراتژی ها می تواند بسیار متفاوت باشد.

اجرای تجهیزات اتوماسیون بصورت سفارشی می تواند ۱ میلیون دلار یا بیشتر هزینه داشته باشند، اما تولید تجهیزات بصورت انبوه  با هزینه کمتری ساخته می شود. با این حال ممکن است تصور شود که با استفاده از اتوماسیون و رباتیک، آزمایشگاه ها به تعداد نیروی انسانی کمتری نیاز دارند.

اما  آنچه در حال یافتن آن هستیم این است که به دلیل افزایش چشمگیر تولید، افراد بیشتری برای تجزیه و تحلیل داده ها مورد نیاز هستند. تا زمانی که هوش مصنوعی گسترش یابد، شاهد افزایش فضای اداری مورد نیاز آزمایشگاه ها خواهیم بود.

در نتیجه امروزه و در آینده نه چندان دور، شاهد طراحی و برنامه ریزی آزمایشگاه ها تحت تأثیر اتوماسیون و رباتیک خواهیم بود.

طبق اطلاعات Intelligence Market، بازار جهانی اتوماسیون آزمایشگاه در سال ۲۰۱۷، ۳.۱۴ میلیارد دلار ارزش گذاری شده و پیش بینی می شود تا سال ۲۰۲۵ به ۴.۶۴ میلیارد دلار برسد، که این میزان از سال ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۵ با نرخ رشد مرکب سالانه پنج درصد رو به افزایش است.

پس می توان انتظار داشت که سرعت اتوماسیون و روبات ها در آزمایشگاه ها، با گذشت زمان افزایش می یابند.