Come i cobot rivoluzionano il settore farmaceutico e della ricerca

COBOT Come i cobot rivoluzionano il settore farmaceutico e della ricerca

Sostenere l’innovazione della comunità scientifica e il suo lavoro di ricerca è una delle missioni per cui Universal Robots crea e propone soluzioni automatizzate in grado di migliorare i processi e facilitare il raggiungimento dei risultati in questo campo

LLe tecnologie robotiche sono diventate rilevanti come mai prima per il settore farmaceutico e della ricerca. Sia per gli standard di sterilità e sicurezza che devono venir rispettati all’interno dei laboratori, che per la cronica scarsità di spazio che caratterizza questi ambienti, entrambi pongono ardue sfide a qualsiasi sistema di automazione. In queste condizioni, una soluzione di automazione deve essere in grado di garantire collaboratività (ovvero la possibilità di funzionare accanto agli operatori in totale sicurezza, senza barriere di recinzione intorno) e al tempo stesso rispettare standard di sicurezza e igiene tipici del settore. I robot collaborativi sono una valida soluzione per entrambe queste esigenze e sono in grado di inserire, nei processi in cui vengono integrati, un surplus di efficienza e precisione. I cobot di Universal Robot, in particolare, sono abilitati a operare nelle cleanroom nel rispetto della norma industriale ISO 14644-1. Un’abilitazione TUV SUD che li rende uno strumento indispensabile per automatizzare le attività di questo settore. Vediamo insieme una panoramica delle possibili applicazioni, attraverso l’analisi di alcuni casi di studio legati ad aziende che hanno implementato la tecnologia collaborativa di Universal Robots nei propri laboratori, descrivendo alcune delle attività tipiche che possono venir automatizzate dai cobot UR.

Robot collaborativi per combattere la cecità

Aurolab, parte integrante della Aravind Eye Care Systems, produce e distribuisce soluzioni medicali a ONG e ospedali in diverse nazioni. Fra queste vi è il kit per il trattamento della cataratta, che comprende prodotti utilizzati nella rimozione chirurgica del difetto visivo e lenti intraoculari che aiutano nel recupero della vista dopo l’intervento. La preparazione del kit richiede un’automazione in grado di rispettare gli stingenti parametri di sicurezza e igienicità dettati dallo standard medico. Per questo Aurolab ha deciso di avviare una collaborazione con uno dei distributori Universal Robots in India, la GI India Automation and Systems Pvt. Ltd. per ottimizzare i processi di produzione. Nei cobot Universal Robots, Aurolab ha trovato una soluzione di facile applicazione, in grado di venir gestita con semplicità dai propri operatori. Oltre alla semplicità di affiancamento alla forza lavoro, i bracci robotici della Universal Robots sono stati scelti per la loro convenienza in termini economici, il ridotto consumo energetico e la sicurezza: sono infatti dotati di un sistema di arresto che li spegne nel caso in cui vengano in contatto con un ostacolo sul loro percorso. Le safety native integrate nei cobot UR ne hanno permesso l’implementazione all’interno dello stesso laboratorio in cui vengono assemblati i kit. Una soluzione che evitato costi supplementari dovuti all’installazione di barriere di recinzione e alla segregazione di una porzione del layout. L’azienda ha integrato un cobot UR5, il modello intermedio per dimensioni e reach della gamma Universal Robots. UR5 rappresenta un compromesso efficientissimo in quanto a dimensioni a capacità di carico. Con i suoi 5 kg di payload associati a 850 mm di sbraccio, il cobot può gestire efficacemente il processo di kitting anche nel poco spazio a disposizione. Grazie ai cobot UR, applicati nel machine tending e nel pick&place delle lenti appena lavorate, che vengono poi inserite nel kit insieme agli altri elementi, Aurolab ha realizzato un incremento di oltre il 15% nella produzione, con oltre 2 milioni di lenti l’anno.

Referti medici lampo, il caso d el Gentofte Hospital

L’ospedale dell’Università di Copenaghen a Gentofte era alla ricerca di una soluzione per rendere maggiormente efficiente la catalogazione manuale dei campioni di sangue prelevati agli utenti. La struttura sanitaria ha pensato di automatizzare un processo, quello della catalogazione e suddivisione dei campioni, che per le caratteristiche di ripetitività e di scarso valore aggiunto, era il candidato perfetto per la gestione tramite soluzione robotica. Anche in questo caso la soluzione doveva essere in grado di rispettare stringenti parametri di sicurezza e poter operare nelle strette vicinanze degli addetti di laboratorio. L’ospedale danese ha integrato due cobot UR5 in due diverse fasi del processo di catalogazione dei campioni. Il primo cobot, associato a un sistema di visione, preleva le provette contenenti i campioni di sangue. Ogni provetta è contrassegnata da un codice a barre univoco, che contiene le anagrafiche del paziente e le specifiche diagnostiche, e da un tappo di colore diverso. In base alla gestione di queste due variabili il cobot posiziona la provetta nel rack corrispondente.

Il secondo cobot preleva le provette così suddivise e le manda in analisi. Con questo sistema Gentofte riesce a gestire circa 3000 campioni di sangue al giorno, una media di 7/8 provette al minuto, riuscendo a fornire esiti diagnostici entro un’ora dal ricevimento del campione.

Precisione, accuratezza e sicurezza imbattibili

L’AGH University of Science and Technology di Cracovia ha integrato 2 cobot UR5 in due diverse applicazioni dei suoi laboratori di ricerca. Il primo robot collaborativo automatizza un’attività estremamente delicata. Una procedura uro ginecologica che prevede la manipolazione di cellule staminali e la loro inoculazione all’interno del corpo umano. Un task complesso e delicato che il cobot riesce a gestire con maggiore precisione rispetto all’operatore umano. La seconda applicazione vede un braccio robotico UR5 gestire la preparazione di miscele citotossiche impiegate nella chemioterapia antitumorale. Si tratta di un’attività delicata che può essere eseguita soltanto presso alcuni laboratori specializzati e che gli operatori possono svolgere – data la tossicità dei materiali lavorati – solo per un numero limitato di ore al giorno. Le caratteristiche che hanno convinto l’ateneo sono essenzialmente legate all’estrema precisione dei movimenti garantita dal braccio, che presenta infatti uno scarto massimo sulle routine preimpostate di +/- 0.1 mm, e la funzione di compensazione gravitazionale che garantisce precisione assoluta nei movimenti e una posizione immutabile anche da spento. Anche la facilità di programmazione, che si basa sull’uso del teach pendant o sulla guida manuale attraverso la quale il robot può assumere la posizione richiesta, è stata un’altra caratteristiche che ha reso l’applicazione del cobot un vero successo. Per Oticon, il secondo produttore mondiale di apparecchi acustici, il rapido avanzamento dell’ingegneria medica e i continui cambiamenti nei processi produttivi ad esso legati, comportava la necessità di una nuova tecnologia, in grado di manipolare componenti spesso delle dimensioni di un solo millimetro e di essere facilmente riprogrammabile su attività diverse. Ancora una volta, la flessibilità, manovrabilità e facilità di programmazione dei cobot UR sono stati i driver di valore che hanno guidato la scelta di Oticon. Installato saldamente sulla macchina di stampaggio ad iniezione, UR5 (5 kg di capacità di carico al polso per 850 mm di sbraccio utile) si posiziona al di sopra dello stampo e aspira fino a quattro elementi in plastica contemporaneamente utilizzando un sistema a vuoto specificamente progettato. Grazie ai suoi sei assi, il robot UR5 è molto manovrabile ed è in grado di ruotare o inclinare i componenti allo scopo di sollevarli rapidamente rimuovendoli dallo stampo. Il robot lavora in cicli che vanno dai quattro ai sette secondi, a seconda delle dimensioni della serie di produzione e del componente: la possibilità di essere riprogrammato in fretta e applicato a diverse linee, è uno dei vantaggi principali registrato da Oticon. 