JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi. AI snabbar upp användandet av optiska pincetter
 

Genom att låta AI styra optiska pincetter snabbar forskare upp analys av DNA-molekyler, levande celler och mikroskopiska partiklar. AI-plattformen fångar partiklar, mäter och laddar in nya prover – allt utan mänsklig inblandning.

Forskare vid bland annat Göteborgs universitet och Chalmers snabbar upp hanteringen av optiska pincetter med hjälp av en AI-baserad plattform kallad Smarttrap.

Den kan på egen hand utforma, genomföra och upprepa experiment, dygnet runt.

Optiska pincetter - en nobelprisbelönad teknik – använder finfokuserade laserstrålar för att greppa och manipulera objekt som är tusen gånger tunnare än ett människohår.

De har bland annat avslöjat hur molekylära motorer driver våra celler, hur DNA kopieras och repareras, och hur sjukdomar som malaria och sicklecellanemi påverkar de röda blodkropparnas funktion.

Dessa kraftfulla instrument har hittills krävt att en utbildad forskare övervakar varje steg och fattar alla beslut. Begränsningen leder till låg genomströmning, långa arbetsdagar och experiment som kan skilja sig från en forskare till en annan.

Smarttrap kombinerar ett djupt neuronnät med bildanalys, egen elektronik, exakt vätskekonstroll och återkoppling i ett slutet system. Partiklarna fångas upp och placeras  med nanometerprecision i tre dimensioner. Smarttrap  utför mätningar och laddar in nya prover för nästa test. Nätet tränas i realtid. 

I tester sorterade och karakteriserade Smarttrap  hundratals partiklar per timme. Den utförde en DNA-sträckning på enkelmolekylnivå, vilket är en av de tekniskt mest krävande analyserna inom biofysiken. Instrumentet hann med 10–15 experiment per timme. 

Smarttrap undersökte också den mekaniska styvheten hos röda blodkroppar och kartlade elektrostatiska krafter i nanoskala mellan partikelpar vid olika saltkoncentrationer. 

Giovanni Volpe

– För en mänsklig operatör av optiska pincetter tar dessa experiment tio eller hundra gånger så lång tid, om vi antar att operatören inte blir uttråkad eller behöver ta rast då och då, berättar Giovanni Volpe, forskningsledare vid Göteborgs universitet och professor i fysik.

 – Vi såg också att AI:n presterade lika bra eller bättre än en skicklig mänsklig operatör i samtliga fall.

Prenumerera på Elektroniktidningens nyhetsbrev eller på vårt magasin.


MER LÄSNING:
 
KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Rainer Raitasuo

Rainer
Raitasuo

+46(0)734-171099 rainer@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)