机械臂在实验场景下的应用2

1.可应用的案例

1.1背景：

某农业大学环境科学专业，测试不同材料对猪粪水和沼液里磷的吸附能力。

1.2实验对象：

8种材料，2类样品（猪粪水和沼液）

1.3实验过程：

        1.3.1样品制备：热力学部分：分别在15℃、25℃、35℃、45℃的恒温摇床里制备实验样品。动力学部分：在四种不同的温度环境下，每1分钟、5分钟、10分钟、30分钟、1小时、2小时、4小时、8小时、12小时、18小时、24小时、36小时、48小时的时候，将样品从摇床取出，快速离心，提取清液，将样品分成五份，每份稀释成不同的浓度。（4个温度，13个时间，8个待测材料，2种样品各5个浓度）

        1.3.2分光光度计测试：每次测试前用超纯水洗比色皿3次+用测试液洗3次，样品放入分光光度计测试磷浓度（一个样品测5次），记录数据，测试完成后处理样品并清洗比色皿。（7次清洗）

2.案例痛点

整个实验过程需要 4×13×8×2×5=4160 个样品，每个样品测5次一共 4×13×8×2×5×5=20800次，清洗次数4×13×8×2×5×5×7=145600次。整个实验过程费时费力，文献中作为独立实验，研究人员的整个研究过程长达2年。长时间的实验容易产生样品制备错误等各种误差，一旦发生需要推倒重做，容错率低。

3.机械臂在此案例中可能出现的难点

3.1多功能夹具的设计及其定位和稳固夹取：除了实验过程中遇到的不同类型的器皿，还涉及到分光光度计的操作和比色皿的清洗，必要时可以加入机械臂自动更换夹具的流程满足精细实验的要求。

3.2分光光度计测量数据的记录，为保证柔性部署尽可能减少对专业实验器材的个性化改造，分光光度计屏显数据如无数据传输接口可以通过视觉方案提取数据。

3.3自定义样品制备系统（多维度，多时间线）

3.4差异化的可调整的自动化科学实验系统的记录系统。对数据（数字，图片，影像）乃至实验现象可通过多种方式自动记录并绘制origin曲线。

3.5自定义分析系统，通过预先设计的公式和计算方法，对数据进行分析处理，甚至具备在分析基础上设计新实验的能力。