Les laboratoires médicaux sont confrontés à un manque considérable de personnel qualifié.
Cette situation est encore aggravée par le changement démographique : En Allemagne, plus des deux tiers des médecins spécialisés en médecine de laboratoire ont plus de 50 ans. Dans les hôpitaux, un quart des assistants médico-techniques (AMT) a cet âge, environ la moitié a au moins 45 ans. Par conséquent, dans un avenir proche, une grande partie du personnel partira à la retraite. De plus, dans une société vieillissante, la demande en examens médicaux, et donc en capacité de tests, augmente. Déjà maintenant la manipulation de 4500 échantillons par équipe de travail nécessite en général 8 personnes. Cependant, actuellement 87 % des laboratoires allemands ne disposent pas d’un nombre suffisant de collaboratrices et de collaborateurs. Mais qui prendra donc en charge le traitement des échantillons de laboratoire ?
Il est urgent d’agir et de trouver des réponses à ce défi. C’est justement ici qu’intervient la cellule robotisée intelligente ASR600, développée par l’entreprise munichoise robominds. Au centre se trouve la technologie robobrain® basée sur l’intelligence artificielle qui constitue une solution globale en combinaison avec les composants des partenaires technologies Universal Robots, item, Zimmer Group et SICK. Cette solution propose une automatisation intelligente et flexible des opérations de détection et de tri des échantillons – sans aucune programmation, et donc sans les obstacles à la prise en main qu’elle impliquerait.
Un aperçu des domaines d’utilisation des robots
Découvrez dans le livre blanc des domaines d’utilisation typiques et les avantages de la robotique dans l’industrie, et voyez pourquoi la robotique est intéressante même pour les petites et moyennes entreprises.
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Intelligents, capables de voir et dotés de diverses capacités : les cobots savent faire preuve d’intelligence
La devise de l’entreprise fondée en 2016, qui emploie actuellement environ 30 collaborateurs, est « every robot needs a brain ». Cela veut dire : « Nous équipons les robots d’un cerveau et de la capacité de voir. La robotique devient ainsi facilement accessible. Il n’est pas nécessaire de savoir programmer, et toute personne peut prendre les commandes » déclare Christian Fenk, directeur général des ventes chez robominds. L’équipe de robominds défend une certaine idée de l’innovation considérant qu’une technologie n’est réellement innovante que si elle est non seulement réalisable mais peut aussi être mise en œuvre sans connaissances spécifiques. La technologie de robominds le prouve : Au centre se trouve le robobrain® – une plateforme de commande à base d’IA qui constitue le « cerveau » du robot et lui confère son intelligence. L’entrée optique passe par son « œil », la caméra industrielle 2D/3D robobrain.eye. Alors que pendant longtemps la coordination main-œil a été un sérieux obstacle pour les robots, les applications de robominds permettent aux cobots de percevoir des objets, de les identifier et de les saisir. Bien sûr des effecteurs d’extrémité adaptés sont nécessaires, sachant que les produits de robominds sont indépendants du fabricant et peuvent être combinés avec tout type de matériel.
Une autre particularité est que les cobots ne nécessitent aucun apprentissage préalable puisque les capacités d’IA sont déjà préparées et donc utilisables de suite .
Le trio de la gamme de produits pour la robotique intelligente est complété par robobrain.skills. Il s’agit de capacités individuelles permettant aux robots de prendre en charge certaines missions. Par exemple, la capacité Smart Item Detection Skill (identification de pièce générique pour des objets de taille petite à moyenne), la capacité Smart Parallel Picking Skill (identification de pièces de taille petite à moyenne, et manipulation à l’aide de préhenseurs à deux doigts) et la capacité Sample Tube Detection Skill (identification et tri d’échantillons dans un rack par taille et par couleur) sont disponibles. Cette dernière option a été développée pour la cellule robotisée ASR600. En même temps, les capacités peuvent être adaptées de manière flexible et personnalisée. Grâce à cette synergie, il est possible d’automatiser des missions sans aucune connaissance en programmation. Une autre particularité est que les cobots ne nécessitent aucun apprentissage préalable puisque les capacités d’IA sont déjà préparées et donc utilisables de suite.
Les robots intelligents et flexibles savent se rendre utiles en laboratoire
Une solution clés en main, efficace et fiable, nécessite la bonne combinaison des différents composants ainsi que leur interaction. En plus du robobrain® comme base de commande, des produits de la ligne XMS d’item pour l’enceinte, deux cobots UR5e d’Universal Robots, la technique de sécurité de SICK et des préhenseurs de Zimmer Group sont mis en œuvre pour l’ASR600. « Notre principale contribution était un réseau spécialement entraîné, optimisé pour trier et séparer des échantillons de sang, d’urine, de selles et de tissu » explique M. Fenk. L’opération de séparation implique que différents types d’échantillon disposent de différentes couleurs de bouchon qu’il faut reconnaître et trier. En raison du grand nombre de tubes possibles, et sachant qu’ils sont standardisés, on aboutit à un haut degré de complexité. En règle générale, les laboratoires traitent 34 types d’échantillon différents. Jusqu’à présent, il avait été impossible de réaliser une automatisation standardisée.
De plus les cobots sont respectivement équipés d’un scanner de code à barres. Il doit assurer deux choses : d’une part l’attribution correcte des données des patients, et d’autre part le contrôle de la qualité du code .
C’est différent dans le cas de la cellule robotisée pour la manipulation d’échantillons automatisée en laboratoire : Grâce à leurs capacités, conférées par l’IA, ils sont capables de prendre en charge la séparation de façon autonome et de réagir de manière flexible. On peut ainsi traiter jusqu’à 600 échantillons par heure. Des diamètres d’échantillon de 5 à 80 mm sont pris en charge. De plus les cobots sont respectivement équipés d’un scanner de code à barres. Il doit assurer deux choses : d’une part l’attribution correcte des données des patients, et d’autre part le contrôle de la qualité du code. De ce fait, l’installation de test séparée dans le laboratoire, qui est également automatisée, peut ensuite traiter les codes à barres. Dans ce sens, la cellule sert également de « quality gate » (mur qualité) qui décide du transfert à l’étape de processus suivante. Grâce à l’interface utilisateur conviviale, l’utilisation est tellement facile pour le personnel du laboratoire que toute personne peut commander l’ASR600 sans connaissances préalables en robotique.
La construction modulaire d’item prête à relever tous les défis
C’est notamment pour des raisons de sécurité et d’hygiène qu’une cabine de machine a été retenue pour une cellule robotisée fermée. Dans ce contexte la ligne XMS a pu faire valoir ses avantages. Notamment entre autre des cache-câbles intégrés et des surfaces faciles à nettoyer, ce qui rend les profilés XMS de toute façon parfaitement adaptés comme constituer la base des cabines de machine destinées à la production propre. A cela s’ajoute la construction modulaire qui caractérise tous les profilés item. Christian Fenk est tout à fait conquis par ces qualités : « Avec item, on dispose d’un excellent système de construction modulaire. Je peux rendre ma construction plus haute, plus petite, plus large ou plus étroite, en un mot je peux l’adapter à chaque processus. Un moyen rapide et simple pour implanter le monde mécanique à l’endroit et dans les conditions souhaités par mon client de laboratoire. C’est parfait ». Grâce à sa modularité, la cellule robotisée s’adapte facilement aux exigences personnalisées de chaque laboratoire. Ce sont surtout les dimensions de la porte d’accès ainsi que le débit qui comptent. A tout moment, on peut facilement procéder à des adaptations. Par exemple, si après tout un seul cobot est suffisant, l’exemplaire en trop peut être retiré en quelques instants et le cobot utilisé peut être repositionné. L’IA s’adapte automatiquement aux modifications – un bon exemple de l’harmonie entre les solutions de robominds et d’item.
Ce qui est super avec item, c’est que nos demandes spéciales sont reçues 5/5. Il suffit de tout visser une fois sur place. La cellule est installée en un rien de temps .
Pour d’autres projets aussi, robominds mise sur le système de construction modulaire pour des solutions robotisées d’item. On peut alors faire appel aux entreprises du réseau item pluspartner : « A chaque projet, je peux compter sur le même niveau de qualité. Nous développons l’intelligence du robot, et les entreprises partenaires permettent ensuite l’intégration et la mise à l’échelle de l’ensemble. En même temps, les clients disposent d’un partenaire et d’un soutien de proximité. D’ailleurs, nous procédons de la même manière pour le matériel du robot » explique Christian Fenk. Dans le cas de la cellule robotisée destinée aux laboratoires, la société s’est adressée directement à item avec une ébauche élaborée sous item Engineeringtool. Cette concertation a permis de peaufiner le projet. « Ce qui est super avec item, c’est que même nos demandes spéciales sont reçues 5/5. La cellule est mise installée en un rien de temps. On a ensuite ajouté les robots et les plaques de montage pour adapter les robots au profilé standard » signale M. Fenk.
Première présentation au salon analytica de la nouvelle automatisation en laboratoire
Au salon analytica, exposition pilote internationale de la technique de laboratoire, de l’analyse et de la biotechnologie, robominds a pu présenter la cellule robotisée entre le 21 juin et le 24 juin 2022 à un public avisé. Il s’est alors avéré qu’il existe une forte demande en automatisation, non seulement dans les laboratoires médicaux mais aussi dans de nombreux secteurs assimilés. Certaines entreprises s’étaient renseignées auparavant et étaient venues sur le stand avec des demandes concrètes. Ainsi, le salon a permis de lancer une première série de projets pour les échantillons d’eau usée, de produits alimentaires et pour l’analyse de cultures de levure d’une brasserie. Christian Fenk souligne l’importance du sujet : « Suite aux discussions intenses, la forte demande des différents secteurs est ressortie. Ce qui compte c’est que l’IA a compris en quoi consiste un échantillon et comment le traiter. Peu importe qu’il s’agisse d’un échantillon de sang ou d’un échantillon d’eau. Inutile de changer la programmation ». On se demande jusqu’où iront les applications en robotique dans ce domaine.
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