Cobot per il Pharma: quali vantaggi?

Il settore farmaceutico e della ricerca scientifica pone una sfida ardua a qualsiasi sistema di automazione. In primo luogo per gli standard di sterilità e sicurezza che devono venir rispettati all’interno dei laboratori. In secondo luogo per la cronica scarsità di spazio che attanaglia gli stessi laboratori.

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 a entrambe queste esigenze e sono in grado di inserire nei processi in cui vengono integrati un surplus di efficienza e precisione.

Sono il frutto della "giusta formula" di elementi che li rende perfetti per il settore chimico.

In particolare:

• dimensioni contenute/safety native: abbinando queste due cifre stilistiche dei cobot è possibile automatizzare processi anche in condizioni di elevata saturazione del layout (come spesso di verifica all’interno dei laboratori) o nelle immediate vicinanze degli operatori
• scocca anticontaminazione: la struttura esterna dei cobot abbatte il rischio biologico e di contaminazione di campioni e processi. Inoltre i cobot UR sono certificati TÜV SÜD per operare in cleanroom
• precisione: con una ripetibilità di appena 0,03 millimetri i cobot UR riescono a erogare un tasso di precisione in linea con le richieste del settore chimico-farmaceutico.

I cobot UR, 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.

Attraverso l’analisi di alcuni casi di studio legati ad aziende che hanno implementato la tecnologia collaborativa di Universal Robots nei propri laboratori, descriveremo alcune delle attività tipiche possono venir automatizzate dai cobot UR.

AUROLAB

Aurolab, è parte integrante della Aravind eye care systems, un’organizzazione no profit indiana che produce e distribuisce soluzioni medicali per la cura della cataratta, in particolare un kit 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. Aurolab, inoltre, nei cobot Universal Robots ha trovato una soluzione di facile applicazione, in grado di venir gestita con semplicità dai propri operatori.  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.

Aurolab 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.

I cobot UR sono applicati nel machine tending e nel pick&place delle lenti appena lavorate, che vengono poi inserite nel kit insieme agli altri elementi. Una soluzione di per sé semplice che ha permesso alla ONG di realizzare un incremento produttivo di oltre il 15% arrivando a sfondare la soglia delle 2 milioni di lenti prodotte in un anno.

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 ad 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.

AGH UNIVERSITY

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.

In entrambi i casi i vantaggi apportati dall’automazione collaborativa sono stati:

• Maggiore precisione nell’esecuzione (data da una ripetibilità di 0,03 millimetri)
• Migliore gestione della forza lavoro (mallevata da attività potenzialmente pericolose e applicata su processi a maggior valore aggiunto).

Grazie alla semplicità di programmazione dei cobot, e alla loro capacità unica di simulare tutti i movimenti del braccio umano, AGH University dispone di una soluzione facilmente applicabile anche ad altre attività e settori.

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