В Токийском институте науки начала работу уникальная лаборатория, где все медицинские эксперименты проводят машины без участия человека. На территории комплекса, расположенного в кампусе Юсима, нет ни одного сотрудника. Сейчас здесь функционируют 10 роботов, включая человекоподобную систему Maholo LabDroid, оснащенную двумя манипуляторами для выполнения тонких лабораторных процедур.
Университет планирует масштабировать проект. К 2040 году количество роботов в центре, получившем название Центр инноваций в робототехнике, планируется увеличить примерно до 2000 единиц. Долгосрочная цель программы состоит в автоматизации практически всего исследовательского цикла от выдвижения гипотез до экспериментальной проверки.
Как работают лабораторные роботы
Система Maholo LabDroid уже способна выполнять сложные операции, которые ранее были прерогативой живых исследователей. Робот умеет отмерять точные количества реагентов, работать с оборудованием, требующим поддержания заданной температуры, и автоматически проводить культивирование клеток. Это значительно снижает потребность в ручном труде при выполнении повторяющихся экспериментальных задач.
Инициатива появилась на фоне двух острых проблем. Первая связана с растущей нехваткой рабочей силы в японских исследовательских учреждениях. Вторая заключается в усилении давления на лаборатории с целью минимизировать человеческие ошибки при проведении чувствительных медицинских опытов.
Технология Maholo уже применяется за пределами нового центра. В офтальмологической больнице Кобе робот поддерживает клинические исследования с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Там система занимается автоматизированной работой с клеточными культурами, и исследователи, работающие в этом направлении, также присоединились к новому роботизированному комплексу.
Открытые решения и доступная автоматизация
Параллельно с развитием промышленных систем в Японии создаются более доступные альтернативы. В прошлом месяце исследователи из Университета Хоккайдо представили робота FLUID. Эта система с открытым исходным кодом изготавливается с помощью 3D печати, что делает автоматизацию лабораторий недорогой и настраиваемой. FLUID предназначен для синтеза материалов и проведения передовых экспериментов, при этом его конструкцию могут адаптировать под свои нужды даже небольшие исследовательские группы.
Мировой тренд на гуманоидных ученых
Японский проект не единственный в своем роде. Американская биотехнологическая компания Insilico Medicine недавно представила двуногого человекоподобного робота Supervisor в своей автоматизированной лаборатории по разработке лекарств, работающей на основе искусственного интеллекта.
Система Supervisor изначально будет выполнять вспомогательные функции наблюдение за работой лаборатории, дистанционное управление, отслеживание перемещений сотрудников и помощь в проведении экскурсий. Однако в долгосрочной перспективе компания планирует внедрить гуманоидные системы для выполнения более сложных лабораторных операций, таких как дозирование, управление реагентами и работа с научным оборудованием.
Почему человекоподобная форма важна
Большая часть современного лабораторного оборудования создана для работы человека. Это затрудняет полную автоматизацию даже в учреждениях, которые уже используют автономные управляемые транспортные средства. Гуманоидные роботы могут преодолеть этот разрыв. Они способны взаимодействовать напрямую с существующими инструментами и приборами без необходимости дорогостоящей перестройки инфраструктуры.
По мнению экспертов, интеграция человекоподобных роботов с агентными системами искусственного интеллекта снижает потребность в постоянном человеческом контроле. Одновременно повышается согласованность рабочих процессов и производительность. В случае Insilico Medicine более широкая платформа ИИ уже использует глубокие генеративные модели, обучение с подкреплением и трансформеры для идентификации биологических мишеней и проектирования новых молекулярных структур.
Перспективы отрасли
Разработки японских и американских компаний демонстрируют устойчивый тренд на слияние робототехники с генеративным искусственным интеллектом в биомедицинских исследованиях. Автоматизация лабораторий позволяет не только экономить ресурсы, но и ускорять процесс разработки фармацевтических препаратов за счет круглосуточной работы систем и отсутствия ошибок, связанных с человеческим фактором.
Токийский институт науки намерен постепенно наращивать парк роботов, комбинируя системы автоматизации с ИИ. К 2040 году университет рассчитывает выйти на уровень, когда практически все этапы медицинских исследований от формулировки гипотезы до получения экспериментальных данных будут проходить без прямого участия человека. Это может кардинально изменить ландшафт мировой научной работы, особенно в области разработки лекарств и клеточных технологий.
