Eftermontering af robotter øger effektiviteten af neutroneksperimenter
Robotter revolutionerede fremstillingsindustrien ved at automatisere samlebånd. Nu, mere og mere, bliver de brugt til at fremskynde den videnskabelige opdagelseshastighed.
Neutronspredningsinstrumenter er som gigantiske højdrevne mikroskoper, der bruger neutronstråler til at studere materialer på atomær skala. BIO-SANS-instrumentet, der er placeret ved Oak Ridge National Laboratory's High Flux Isotope Reactor, eller HFIR, er det seneste neutronspredningsinstrument, der skal eftermonteres med avanceret robotteknologi og brugerdefineret software.
Den sofistikerede opgradering firdobler antallet af prøver, som instrumentet kan måle automatisk og reducerer behovet for menneskelig assistance markant. BIO-SANS har specialiseret sig i at studere adfærd, form og størrelse af komplekse biologiske materialer.
"Det er et bemærkelsesværdigt skridt fremad i kapaciteter. Evnen til at analysere flere prøver betyder, at vi får bedre resultater," sagde ORNL-gruppeleder Mark Loguillo. "Ikke kun det, men automatisering giver os bedre tidsstyring, som igen giver os mulighed for at foretage flere målinger i et eksperiment, end vi kunne før."
Installeret på BIO-SANS er UR5E Universal Robot, en letvægts mekanisk arm udstyret med fem meget artikulerende led. Robotten er fastgjort til loftet inde i en aluminiumsramme, der indeholder en platform til opbevaring af eksperimentelle prøver. Gribere, der er fastgjort til enden af armen, fungerer som fingre, der griber prøver - pulvere eller flydende opløsninger opbevaret inde i små metalbeholdere på et par kubiktommer store.
Robotten flytter prøver til og fra en bakke direkte under den og placerer dem i en neutronstråle til analyse. Omkring 84 prøver kan opbevares inde i prøveindkapslingen ad gangen. Robotten kan fungere nonstop, så længe prøvebakken er fuld, hvilket er en af de eneste dele af eksperimentet, der kræver menneskelig assistance, når eksperimentet begynder. Forskere kan indsamle deres data og overvåge deres eksperiment fra deres kontor eller hjemme.
"Da COVID-19-pandemien ramte, vidste vi, at vi havde brug for en måde at automatisere eksperimenter på, så de kunne udføres eksternt," sagde Loguillo. "Vi installerede en prototyperobot, der tydeligt demonstrerede værdien af at integrere robotteknologi og det potentiale, den havde, men til sidst led prototypen af pålidelighedsproblemer. Den nye robot i industriel kvalitet er meget tilpasselig, hvilket giver os mulighed for at fortsætte med at forbedre dens software og kapaciteter."
Planer er under udvikling for at udstyre robotten med kunstig intelligens, der vil hjælpe med at reducere den tid, det tager for hvert eksperiment, ved at eliminere unødvendige målinger. Til gengæld vil fremtidige opgraderinger gøre BIO-SANS i stand til at rumme mere komplekse eksperimenter og øge den videnskabelige produktivitet.
Ud over Loguillo omfatter teammedlemmer involveret i projektet ORNL-forskere Mariano Ruiz-Rodriguez og John Wenzel. Baseret på robottens succes planlægger teamet at opgradere andre instrumenter, såsom GP-SANS ved HFIR og MANDI diffraktometeret ved Spallation Neutron Source eller SNS.
Leveret af Oak Ridge National Laboratory
Varme artikler
-
Geometri af indviklet fremstillet glas gør lysfælden selvAnimation, der viser en topologisk soliton, der roterer mod uret. Laserlys, der bevæger sig gennem bølgeledere, indviklede ledninger til lys udskåret gennem glas, interagerer med sig selv for at danne -
Forskere skaber den mest komplette højopløselige atomfilm af fotosyntese til datoVed at bruge SLACs røntgenlaser, forskere har fanget den mest komplette højopløselige atomfilm til dato af Photosystem II, et nøgleproteinkompleks i planter, alger og cyanobakterier, der er ansvarlige -
Finansens fysik hjælper med at løse et århundrede gammelt mysteriumDen kinetiske teori om molekyler, involverer mange kollisioner mellem partikler, fører til fremkomsten af fysisk brunisk bevægelse (a). Ved at generalisere de kinetiske rammer, Undersøgelsen viste f -
Nano-optisk endoskop ser dybt ind i væv ved høj opløsningForskere anvender metalens teknologi i et nyt endoskopisk optisk billedkateter for bedre at opdage sygdom, herunder kræft Kredit:Harvard University/Massachusetts General Hospital Diagnosen af sy
- Virkningen af vejsalt på miljøet
- Eksotisk materiale er som en switch, når det er super tyndt
- Robotter populære blandt ældre voksne
- Ny tilgang til måling af klæbrighed kunne hjælpe med at designe mikroenheder
- Skoleprojekter på Mælkevejen Galaxy
- Forskere mobiliserer, mens blegningen genoptages på Great Barrier Reef