Mobiles Laborrobotersystem

• Fachliche Zuordnung: Systemtechnik
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 491224713

Der Automation von Prozessen der Life Sciences kommt durch zunehmendem Kostendruck und stetig steigendes Probenaufkommen immer größere Bedeutung zu. Während im Bereich der Automation biologischer Screeningprozesse bereits umfangreiche Konzepte für eine Vollautomation entwickelt / realisiert wurden, steht die Automation von zahlreichen klassischen Laborprozessen, insbesondere der erforderlichen Probenvorbereitungs- und Probenaufbereitungsverfahren noch am Anfang. Klassische Laborprozesse bestehen in der Regel aus einer Vielzahl von Teilprozessen. Darüber hinaus sind häufig sehr unterschiedliche Proben mit verschiedenen Zielsubstanzen und Methoden, die von der Materialsynthese über die Element- und Struktur-Analytik sowie enzymatische und zelluläre Assays bis zu produktorientierten Qualitätskontrollprozessen reichen, zu bearbeiten. Automationsstraßen für eine vollautomatische Prozessierung der Proben finden sich eher in Bereichen der spezialisierten Bearbeitung großer Probenzahlen mit identischen Targets wie z.B. bei den aus der Diagnostik bekannten Analysenautomaten. Typische Labore und der Forschungs- und Entwicklungsbereich werden aber auch zukünftig sowohl räumlich als auch funktional verteilte Systeme bestehend aus mehreren Teilstationen mit unterschiedlichem Automatisierungsgrad sein. Der Transport von Proben / Labware zwischen den zu bedienenden Systemen wird dabei in klassisch manueller Arbeitsweise vom Laborpersonal übernommen. Dies limitiert einen 24/7 Betrieb oder erfordert zu dessen Realisierung einen erheblichen zusätzlichen Personalaufwand. Das beantragte Mobile Laborrobotersystem trägt diesem Umstand Rechnung und ist als eine hybride Roboterplattform und als verteiltes System mit einer Flotte von 3 mobilen Transportrobotern und 4 Interfacerobotern, die die Systemintegration von Arbeitsstationen mit unterschiedlichem Komplexitäts- und Automationsgrad ermöglichen, konzipiert. (Die bei der Antragstellerin vorhandenen Arbeitsstationen und als Interfaceroboter nutzbaren Systeme sollen zusätzlich an das zu beschaffende Mobile Laborrobotersystem adaptiert werden.) Durch das zu beschaffende Laborrobotersystem wird die parallele Bearbeitung mehrerer unterschiedlicher Workflows möglich. Das Gesamtsystem wird durch ein hierarchisch strukturiertes Workflowmanagementsystem gesteuert und parametriert, so dass für alle Workflows eine gemeinsame Ressourcenverwaltung möglich wird, was insbesondere der automationsinduzierten Effizienzsteigerung für die der außerordentlich kostenintensiven Analysenmesstechnik Rechnung trägt.Das Mobile Laborrobotersystem basiert bzgl. aller Teilkomponenten auf bereits etablierter und robuster Robotertechnologie und bildet das zentrale Element eines vollautomatisierten Laborkomplexes und der Forschungsaktivitäten im ERC Synergy Grant Autonomous Development of Advanced Materials (ERC 856405) und weiterer damit vorgesehener Forschungsvorhaben.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Mobiles Laborrobotersystem
• Gerätegruppe: 2320 Greif- und Hebewerkzeuge, Verladeeinrichtungen
• Antragstellende Institution: Universität Rostock
• Leiterin: Professorin Dr.-Ing. Kerstin Thurow