Robotic System for Chemical Experiment Automation with Dual Demonstration of End-effector and Jig Operations

要約

ロボットオートメーションは、数日間にわたって数百の実験を継続的に実行するなど、顕著なパフォーマンスを実証していますが、ロボットの動きを実験ジグと同期して実験を実施するプログラムを設計することは困難です。
私たちは、ロボットによって制御されるように構築された実験環境で化学者によるロボット運動とジグ操作のデュアルデモンストレーションを利用することにより、実験の自動化を可能にする概念を提案します。
この概念を検証するために、実験でロボットを支援するためのジグで構成される化学実験的自動システムを開発しました。
ピペッティングや希釈などの重要な液体処理タスクに焦点を当てたポリマー合成実験を通じて概念を検証します。
実験結果は、実証された動きの高い再現性と堅牢なタス​​クスケス率を示しています。
この包括的な概念は、化学者向けのロボットプログラミングプロセスを簡素化するだけでなく、幅広い実験条件に対応するための柔軟で効率的なソリューションを提供し、化学実験自動化の分野に大きく貢献します。

要約(オリジナル)

While robotic automation has demonstrated remarkable performance, such as executing hundreds of experiments continuously over several days, it is challenging to design a program that synchronizes the robot’s movements with the experimental jigs to conduct an experiment. We propose a concept that enables the automation of experiments by utilizing dual demonstrations of robot motions and jig operations by chemists in an experimental environment constructed to be controlled by a robot. To verify this concept, we developed a chemical-experiment-automation system consisting of jigs to assist the robot in experiments, a motion-demonstration interface, a jig-control interface, and a mobile manipulator. We validate the concept through polymer-synthesis experiments, focusing on critical liquid-handling tasks such as pipetting and dilution. The experimental results indicate high reproducibility of the demonstrated motions and robust task-success rates. This comprehensive concept not only simplifies the robot programming process for chemists but also provides a flexible and efficient solution to accommodate a wide range of experimental conditions, contributing significantly to the field of chemical experiment automation.

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