前沿分享丨日本理化学研究所和大年夜阪大年夜学研发了生成式AI实验机械人

利用天生式AI的实验机器人将化学溶液滴在植物叶片上的实验概述。

在生命科学实验自动化中，能完成将精确量的化学品加入试管等大略任务，但处理个别变革的样本一贯是个寻衅。
同样，复制环境和与其他生物体的相互浸染等外部成分也很困难。
手工操作面临诸如人的感知变异、准确性和韶光限定等寻衅。
为此，研究小组利用天生式AI，开拓了一种能根据情形天生动作的实验机器人。

这款机器人的机器臂末端装有一支能够将化学溶液滴加到样品上的移液器（类似滴管的仪器）和一个用于拍摄周围环境的3D相机。
首先开拓的是一种系统，人们可以直接操纵机器臂，教导机器人一系列大致的动作。
然后在打算机上以3D形式重现了移液管、化学溶液容器等物体的位置。
依赖这些线索，机器人能自主做出判断，并根据天生式AI进行适当的操作，无需精确确定用具和样本的位置，也不须要编写命令。

虽然装在移液管上并用来添加化学溶液的吸头是一次性利用并且针对每个样品都需改换，但无论其放置于何处，机器人都能精确地装上它。
传统的机器人特殊不善于这类风雅的操作。

该机器人与理化学研究所的自动栽培不雅观察装置结合利用，对浩瀚植物样本进行了测试。
系统经由大量精确数据的演习，能够识别各种叶子的形状、大小和排列，并使AI能够从图像中识别出叶子。
机器人对依次搬运至其附近的盆栽植物进行了六种操作，例如选择三种化学溶液中的一种并将其滴在最大的叶子上或植物体的中央。
在测试的96个样本中，所有的滴液操作都成功了。
只管在确定滴液位置方面有少量识别问题，例如将两片叶子误认为一片，或中央识别稍有偏差，但总体结果仍旧是令人满意的。

机器人装上移液管吸头，精确选择化学溶液，然后连续地将溶液滴在被逐一搬运过来的盆栽植物的最大叶片上，或者植物体的中央。
虽然照片中没有显示，但之后，机器人还会自行取下移液管吸头。
地点位于日本横滨市鹤见区的理化学研究所。

开拓出的机器人能理解“最大的叶子”、“中央”等词汇，并且能够根据每个样本微调化学溶液的种类、量和滴加的位置。
它不仅有望用于研究病虫害和营养素对叶子影响的实验，也适用于处理细胞生物学和化学实验中的反应韶光变革。

田中信行・理研高等研究员和万伟伟・大阪大学准教授

在新闻发布会上，理化学研究所生命功能科学研究中央的高等研究员田中信行表示：“在生命科学领域，现今越来越多地须要比较多样的条件和大量数据，人类的能力已难以应对。
根据实验内容，有时还须要避免光照或呼吸的影响。
这一成果可能会成为办理这些问题的方法。
”卖力驱动该机器人的AI软件的大阪大学根本工程学研究科的副教授万伟伟表示：“AI机器人与生命科学的共同发展，将加深我们对未知机制的理解。
”

这一成果于2023年11月27日揭橥在美国自动掌握领域的专业期刊《IEEE Transactions on Automation Science and Engineering》上，并于2023年12月25日由理化学研究所和大阪大学发布。

开拓的天生式AI实验机器人还能自己打开和关闭电子天平的门。

（原文出自https://scienceportal.jst.go.jp/newsflash/20240125_n01/，本文为翻译稿，图片为原稿件复制。
）

本文干系论文 信息如下：

标题：Integrating a Pipette Into a Robot Manipulator With Uncalibrated Vision and TCP for Liquid Handling

作者：Junbo Zhang, Weiwei Wan, Nobuyuki Tanaka, Miki Fujita, Koichi Takahushi, Kensuke Harada

文章地址：10.1109/TASE.2023.3312657

本文由CAAICAAI认知系统与信息处理专委会供稿