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科技野心可以透過創(chuàng)辦人在訪談中喜歡放棄的類比來衡量自然條件。 X 的 Uber更優質、Y 的亞馬遜,如果這家新創(chuàng)公司能夠成功的話生動,這一切都令人印象深刻。 但OpenTrons 背後的組織力量Will Canine 有著更高的目標(biāo):「今天的生物實驗室自動化就像20 世紀(jì)60 年代的電腦一樣——一臺配有打孔卡的大型主機指導,由實驗室技術(shù)人員運行情況較常見。我們是個人電腦。
對於任何具??有令人興奮的未來主義心態(tài)的人來說便利性,這都會喚起各種瘋狂的科技烏托邦幻想。 當(dāng)您在 Kickstarter 上看到 Opentrons 的開源機器人 OT.One 時重要平臺,您會想:終於深刻認識,一個適合生命本身的 MakerBot 了。 為活動捐款足夠多(希望他們真的能做到這一點)應用提升,你就會列印出聞起來像草莓的夜光魚主動性,並立即分泌出救命的抗癌藥物。
但這其實意味著──生物學(xué)領(lǐng)域的個人電腦革命──要複雜一些發展的關鍵,但也更實用道路。 從技術(shù)上講,OT.One 是一種液體處理機器人真諦所在。 它不會將滲出的合成生命擠出到盤子上指導,而是將構(gòu)成大部分生物學(xué)研究的繁瑣工作自動化競爭力。 Canine 的大型機類比是正確的,因為現(xiàn)有的生物實驗室機器人最基本的成本約為50,000 美元(迅速上升到六位數(shù))進一步完善,需要數(shù)週的培訓(xùn)才能正確使用集聚,而且絕對不是開源的,並且通常只專門用於一項實驗室任務(wù)調整推進。
在擺弄 MakerBots 一段時間後狀況,Canine 決定報名參加位於布魯克林的 DIY 生物實驗室 Genspace 的合成生物學(xué)入門課程。 他在高中時一直在學(xué)習(xí)生物課程機製,但在大學(xué)一年級進入初級實驗班時全過程,他就被淘汰了。 在那裡探討,回到潮濕的工作環(huán)境中不負眾望,他不得不面對一個令人不安的事實:他的移液技術(shù)很糟糕。
「我當(dāng)時想調解製度,『媽的密度增加,我沒有拿到微生物學(xué)博士學(xué)位,所以我沒有任何實驗室技術(shù)創新內容,』」卡尼恩說。 但是廣泛關註,他想服務延伸,有了機器人誰還需要科技呢?
他聯(lián)繫了 DIY Bio 名單中的兩位技術(shù)人員具有重要意義,他們的經(jīng)驗比他豐富進一步,Nick Wagner(軟體人員)和 Chiu Chau(機器人技術(shù)人員,擁有數(shù)十年的生物機器人經(jīng)驗)強大的功能。 OpenTrons 誕生了實際需求。 他們圍繞著開源 Raspberry Pi 板構(gòu)建了機器人的大腦,而對於機器人的精確控製手臂優勢,他們使用了開源 Smoothieboard善謀新篇。 OT.One 設(shè)計用於使用標(biāo)準(zhǔn)手動移液器,用一個小機器人活塞代替不幸的博士後疲憊的拇指便利性,它配備了網(wǎng)絡(luò)攝像頭方法,以便研究人員可以確保協(xié)議順利進行(並可能弄清楚哪裡出了問題,如果他們讓它整夜運行)提供有力支撐。
去年春天,原型完成後不久,在 Canine 的 ITP 論文發(fā)表之前效率,Canine、Wagner 和 Chau 就被總部位於深圳的硬體加速器 HAXLR8R 錄取責任。 隊伍啟程前往中國。 他們整個夏天都住在那裡保護好,致力於將 OT.One 打造成一款可大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品組建,當(dāng)他們回到美國後,立即啟動了 Kickstarter 眾籌活動系列。 他們還沒有時間運行產(chǎn)生有關(guān)機器人錯誤率或準(zhǔn)確性的可靠數(shù)據(jù)所需的測試作用,但這並沒有阻止近 200 人為該活動捐贈超過 75,000 美元。
將研究生從腕管中拯救出來慢體驗,讓無能的 DIY 生物學(xué)家在沒有多年移液器訓(xùn)練的情況下進行實驗著力增加,這一切都很好,但 Canine 對 OpenTrons 的願景更遠(yuǎn)科技實力。 廉價的開源自動化帶來了標(biāo)準(zhǔn)化處理,並在每一個為 OT.One 投入 3000 美元(或只要 2000 美元,如果你去 Kickstarter)購買 OT.One 的實驗室中推廣在此基礎上。 根據(jù)一些調(diào)查助力各行,另一個實驗室按照已發(fā)表的研究中提出的方法實際上可以重現(xiàn)的實驗結(jié)果比例低得驚人——例如低百分之十。 目前還不清楚為什麼會出現(xiàn)這樣的問題相互融合,但實驗室之間的條件首要任務、實驗方案、甚至移液技術(shù)的變化都是不受控制的變數(shù)不同需求。
Canine 認(rèn)為發展,廣泛的自動化,加上創(chuàng)客總之、DIY 者和佔領(lǐng)運動的開源精神面向,或許能夠提高這一比例。 解決這部分問題需要的不僅僅是一個廉價的機器人研學體驗。
OT.One 由名為 Mix.Bio 的基於瀏覽器的介面控制建設項目,該介面允許用戶將不同的命令、液體和生物成分拖放到 OT.One 然後運行的協(xié)議中落實落細。 合成生物學(xué)一直用DNA作為程式語言來比喻自己相結合,而Mix.Bio在其之上放置了一個用戶友好的GUI。 Mix.Bio還允許用戶輕鬆共享和下載協(xié)議製高點項目,這使整個系統(tǒng)回到了MakerBot概念更多的合作機會。
“我們的整體目標(biāo)是成為生命科學(xué)實驗室的數(shù)位製造機器,”Canine 說認為,“你可以通過電子郵件向朋友發(fā)送文件服務好,確保床上有正確的燈絲或材料,然後點擊運行反應能力」仓\發展!?/p>
OpenTrons 系統(tǒng)仍然依賴大量的手工生物學(xué)工作——MakerBot 床上的材料是一堆塑料學習; OT.One 床中的材料是懸浮在液體中的生物構(gòu)件的複雜而脆弱的組合,但在理想的世界中聽得懂,這種自動化將允許快速應用優勢、值得信賴的分散式實驗。 世界各地數(shù)百個 OpenTrons 系統(tǒng)可以同時運行相同的實驗全方位,在相對較短的時間內(nèi)產(chǎn)生比任何一個實驗室單獨產(chǎn)生的數(shù)據(jù)多幾個數(shù)量級的數(shù)據(jù)高效節能。 隨著系統(tǒng)的計劃增加,例如 Canine 估計明年夏天可能會推出的離心機大局,這些可共享的協(xié)議將能夠複製越來越複雜的實驗新創新即將到來。
最終,對於習(xí)慣用摩爾定律思考的人來說有序推進,個人電腦的類比有點令人不滿意重要工具。 生物過程比計算機需要更多的時間。 被操縱的生物體需要時間來生長配套設備,但更重要的是更優質,將整個 DNA 作為程式語言的隱喻從根本上具有誤導(dǎo)性。 我們還不能直接侵入生活的命令行推進高水平,只能嘗試透過較弱的連接來擺弄它脫穎而出,並希望預(yù)期的更改能夠在不破壞整個系統(tǒng)的情況下完成。 即便如此生產創效,也需要幾天的時間(和大量的移液)才能看到是否有效果廣泛應用。 合成生物學(xué)最成功的故事之一來自加州大學(xué)柏克萊分校,該校的研究人員成功地將酵母進行基因改造橫向協同,生產(chǎn)出一種名為青蒿素的抗瘧疾藥物。 這項工作的首席科學(xué)家 Jay Keasling 估計該項目需要 150 人年的工作才能完成敢於挑戰。
考慮到相對巨大的複雜性和緩慢的速度不斷創新,向 Canine 詢問某人自製生物版 3D 列印槍、某種超級病毒或一種新的抗抗生素瘟疫的危險提供了遵循,似乎有點愚蠢參與水平, 但他認(rèn)真對待這個問題。 「我們對生物技術(shù)的恐懼是正確的服務效率,因為它是非常非常強大的東西明確相關要求,」他說。 “但我認(rèn)為問題不在於技術(shù)統籌發展,而在於擁有技術(shù)的人深化涉外,到目前為止,技術(shù)主要被用來強化有毒做法生產製造,並維持對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的束縛開展試點y手共進!?/p>
回到他的第一個比喻,他繼續(xù)說道:「電腦最初是為了投擲炸彈而開發(fā)的推進一步,並不是每個人一開始都在上面製作動圖並微笑的令人驚奇的東西經過。但我們正在努力做的一件事是讓人們能夠利用生物技術(shù)創(chuàng)新來製造不受逐利限制的產(chǎn)品。
所有照片均由 Andrew White/Re:form 拍攝
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