ABB 로보틱스, 연구용 초파리 자동 이송용 협동 로봇 제작·공급

 

▲미국 텍사스아동병원은 ABB의 양팔 협동로봇인 유미(YuMi)를 사용해 30일마다 신선한 음식이 든 새로운 유리병으로 초파리를 옮기는 작업을 자동화했다. (사진=ABB)

 

초파리는 평범한 해충처럼 보일 수 있다. 그러나 이 곤충은 텍사스아동병원이 진행중인 다양한 신경계 질환 관련 연구에 필수적이다.

 

미국 텍사스아동병원이 신경학 연구용 초파리의 먹이를 갈아주기 위한 이송 작업에 ABB의 유미(YuMi) 협동로봇(코봇)을 활용한다고 더로봇리포트가 보도했다.

 

캘리포니아주립데이비스대(UC데이비스)에 따르면 이 연구에 초파리는 매우 중요하다. 인간의 질병을 유발하는 유전자의 75%를 공유하고 빠르게 번식하며 과학자들이 DNA 코드를 쉽게 변경할 수 있기 때문이다. 그러나 실험실에서 이 초파리를 다루기 위해서는 까다로운 노력이 수반될 수 있다.

 

ABB 로보틱스와 텍사스아동병원의 ‘잰 앤 댄 던컨 신경연구원’(던컨 NRI)은 자동화된 초파일 이송 작업대를 만들었다. 이 시스템은 알츠하이머병, 헌팅턴병, 파킨슨병을 포함한 질병 연구를 지원하는 ABB의 양팔 협동 로봇인 ‘유미(YuMi)'로 만들어졌다.

 

이 회사는 이 장치가 초파리를 이산화탄소와 같은 마취제로 꼼짝못하게 하지 않고도 옮길 수 있는 최초의 자동화 시스템이라고 말했다. 이전 시스템에서 사용된 마취시스템은 지루한 단계로서 파리의 행동과 연구 결과의 정확성에 해를 끼칠 수 있다.

 

호세 마누엘 콜라도스 ABB 서비스 로보틱스 제품라인 매니저는 “수 년에 걸쳐 실험실 자동화에서 상당한 진전을 보았지만, 여전히 일부 중요한 작업은 수동으로 이뤄지고 있어 결과에 영향을 미칠 수 있다. 유미의 팔은 독립적이지만 조정된 방식으로 작동해 유리병에서 유리병으로 살아있는 파리를 건네 옮기는 복잡한 작업을 자동화할 수 있다”고 말했다.

 

◆초파리를 시험관 병에서 병으로 옮기는 까다로운 작업 대체

▲ABB의 유미 코봇은 초파리가 담긴 병을 다른 병 위로 뒤집어서 초파리에게 신선한 음식을 제공한다. (사진=ABB)

 

텍사스아동병원 연구원들은 일상적인 유지관리의 일환으로 30일마다 초파리를 새 먹이가 들어 있는 유리병으로 옮긴다. 일반 연구실에서는 약 2만개의 병을 유지 관리하는데 이는 연구원들이 근무일의 20%를 ‘초파리 뒤집기’ 작업에 사용한다는 것을 의미한다. 즉, 초파리가 들어 있는 병을 신선한 음식이 들어 있는 다른 병 위에 올려놓고, 파리를 떨어뜨리기 위해 병을 두드리는 것이다.

 

지금까지 이 프로세스를 자동화하려는 모든 시도는 초파리를 옮기는 동안 이 초파리들을 병 밖으로 노출시키는 것이었기에 초파리를 진정시키는 작업이 필요했다.

 

ABB 로보틱스는 이 새로운 시스템이 결과의 정확성을 높이고 옮기는 프로세스를 가속화할 수도 있다고 언급했다.

 

이 회사 엔지니어들은 던컨 NRI의 연구원들과 협력해 유미 협동로봇으로 초파리를 옮겨 담을 병을 쌓아 놓는 테이블, 바코드 및 라벨링 장치, 수직 경사 쓰레기통을 포함하는 초파리 이송 작업대를 설계하고 구축했다.

 

ABB의 유미 협동로봇은 인간 연구자와 동일하게 초파리를 유리병 사이로 건네 옮기는 동작을 수행한다. 이를 통해 과학자들은 새로운 경로의 발견과 신경계 질환 치료용 신약의 효능 테스트와 같은 중요한 임무 수행에 업무를 집중할 수 있다.

 

◆텍사스아동병원, 유미 협동로봇 시스템으로 세심한 추적 가능해져

 

유미 협동로봇은 초파리를 뒤집는 전체 과정을 처리하는데, 여기에는 10개의 사전 프로그래밍된 단계를 빠르게 연속 동작으로 수행하는 것이 포함된다.

 

로봇은 인간과 마찬가지로 살아있는 초파리가 든 유리병을 집어 올리고 보호용 셀룰로스 아세테이트 플러그를 열고 유리병을 신선한 음식이 들어 있는 유리병 위에 놓고 병을 두드려 초파리를 옮긴다.

 

그런 다음 유리병에 캡을 씌우고 라벨을 붙이고 스캔한 다음 마지막으로 골판지 선반에 쌓는다. 그런 다음 로봇은 교차 오염을 방지하기 위해 오래된 음식이 들어 있는 유리관 병을 버린다.

 

ABB에 따르면 이 시스템의 두드러진 특징 중 하나는 바코드를 읽고 라벨을 인쇄하는 기능이다. 연구자들은 이러한 라벨을 사용해 옮기는 동안 초파리 가계 및 유전형 정보를 식별한다. 이 기능은 초파리 가계의 세심한 추적 및 관리를 보장한다.

 

이 협동로봇은 고급 감지 기술을 통해 표준 골판지 선반 내에 유리관병을 정확히 배치할 수 있다. 이는 연구자들에게 기존 유리병 선반을 계속 사용할 수 있는 옵션을 제공한다. 텍사스아동병원의 운영 비용도 절감할 수 있다.

 

ABB는 이 시스템을 인간 상호 작용에 협력적이고 안전하도록 설계했다고 밝혔다. 동작감지 팔은 근처의 사람이나 물체를 감지하면 사고를 막기 위해 즉시 움직임을 멈추고 안전한 협동 작업 공간을 제공한다.

 

이성원 robot3@irobotnews.com

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