Initiation à la robotique de laboratoire

Résumé du document

Si l'automatisation dans l'industrie automobile, l'électronique et l'aéronautique datent des années 80, il faut attendre le milieu des années 90 pour voir se développer une automatisation dans le secteur des Sciences de la vie et la Santé humaine. Ce domaine, boosté, dans un premier temps, par l'industrie pharmaceutique s'appuyant à l'époque sur ce type d'approche et de matériel pour réaliser des campagnes de screening à haut débit, est rejoint rapidement par le monde académique pour réaliser le séquençage du Génome Humain. Le secteur de l'automatisation a aujourd'hui atteint un stade de maturation et représente à lui seul plus de 15% des dépenses R&D du secteur des sciences de la vie (chiffre du CIFL - Confédération de L'industrie et des Fournisseurs de Laboratoire, 2008). Quelques milliers d'équipements sont installés et utilisés quotidiennement dans la totalité des 40 centres de recherche pharmaceutique, les 55 plateformes technologiques nationales académiques et plus de 35 entreprises de biotechnologie de taille supérieure à 20 personnes.
Dans ce contexte de très forte croissance de l'automatisation au sein des laboratoires, il nous a donc paru essentiel de développer un équipement pédagogique dédié à l'initiation et à l'apprentissage de la robotique dans les Sciences de la vie. (...)

Un robot se définit par un système mécanique motorisé et commandé par un logiciel qui est destiné à effectuer une grande variété de tâches.
Certain robots possèdent 3 axes (X, Y et Z). Le porte outil permet de disposer différents modules (pipette, caméra, spectromètre) au dessus d'un plan de travail où sont disposés les consommables et les réactifs nécessaires à une expérience. Les mouvements du robot sont dirigés par des moteurs à vis. Le moteur contenu dans la base permet un déplacement sur l'axe des Y, celui du portique permet un déplacement sur l'axe des X et le moteur contenu dans la tête du robot offre un mouvement sur l'axe des Z. (...)

Extraits

[...] Certain robots possèdent 3 axes Y et Z). Le porte outil permet de disposer différents modules (pipette, camera, spectromètre) au dessus d'un plan de travail où sont disposés les consommables et les réactifs nécessaires à une expérience. Les mouvements du robot sont dirigés des moteurs à vis. Le moteur contenu dans la base permet un déplacement sur l'axe des celui du portique permet un déplacement sur l'axe des X et le moteur contenu dans la tête du robot offre un mouvement sur l'axe des Z. [...]

[...] III.1 AVANTAGES DE LA ROBOTIQUE La robotisation apporte beaucoup d'avantages : -Obtenir une répétabilité supérieure à celle de l'homme -Eviter les tâches pénibles : le remplissage des échantillons est souvent long et fastidieux -Eviter la manipulation de produits toxiques -Utiliser des consommables miniaturisés qui apportent divers avantages : Réduire les réactifs et du nombre de plaque. Certaines molécules sont très difficiles à obtenir et peuvent coûter très cher Réduire les coûts de stockage des plaques et réactifs On assiste aujourd'hui à une miniaturisation de plus en plus importante des consommables. Ceci permet, par exemple, de travailler avec des plaques 1536 puits de format standard. Figure : miniaturisation des puits des microplaques format SBS 6 En résumé, la robotisation permet donc un gain de main d'œuvre, un gain de précision et de reproductibilité. [...]

[...] INITIATION A LA ROBOTIQUE DE LABORATOIRE SOMMAIRE Introduction à la robotique dans la recherche pharmaceutique et les biotechnologies. I. Description de la robotique I.1 I.2 Définition du robot Caractéristiques du robot Pilotage du robot II.1 II.2 Repère dans l'espace du robot Commande du robot par un logiciel spécifique Avantages et inconvénients de la robotique Avantages de la robotique Inconvénients et contraintes de l'automatisation II. III. III.1 III.2 Le présent document constitue un cahier suggéré pour l'initiation à la robotique appliquée à la recherche pharmaceutique et aux biotechnologies. [...]

[...] En effet, le robot doit être entièrement dirigé pour réaliser correctement les protocoles de manière automatisée. Ce logiciel permet aux utilisateurs, selon leurs profils et leurs besoins, de contrôler la machine et de lui faire exécuter divers protocoles automatisés. De manière importante, certains contrôles internes permettent de vérifier que les différentes étapes ont bien été réalisées. Par exemple, en utilisant des cônes graffites la pipette peut détecter la présence de liquide grâce à la boucle de courant électrique qui s'établit entre le cône, le milieu (qui est conducteur, sauf pour l'eau déminéralisée) et le portoir. [...]

[...] La vitesse de déplacement est en cm.s-1. C'est un paramètre à prendre en considération, par exemple pour optimiser la productivité, si le milieu est labile - Le robot peut utiliser plusieurs moteurs à vis dont la précision pas) correspond à 25 microns. Un millimètre égal donc à 40 pas II. PILOTAGE DU ROBOT ET PROGRAMMES DISPONIBLES. II.1 REPERE DANS L'ESPACE DU ROBOT Pour un robot, la position d'un point dans son espace de travail est définie par ses coordonnées (Rn). [...]