Автономный робот для визуализации может оценить реакцию эмбрионов на изменения окружающей среды

Ученые использовали 3D-печатные компоненты для создания роботизированного прибора, способного автономно отслеживать самые ранние стадии развития у любых водных видов. LabEmbryoCam был создан за последнее десятилетие биологами и технологами из исследовательской группы EmbryoPhenomics в Университете Плимута.

Он может использоваться для отслеживания эмбрионального развития — фундаментального биологического процесса, лежащего в основе разнообразия жизни на Земле. Прибор предоставляет доступное и масштабируемое средство для визуализации и измерения этого процесса у большого количества эмбрионов одновременно.

Исследования, направленные на понимание того, как на самые ранние стадии жизни влияют условия окружающей среды, приобретают особую актуальность из-за экологических изменений. Этот инструмент позволяет ученым измерять ключевые характеристики развивающихся животных, такие как частота сердечных сокращений, скорость развития и рост.

Команда выпустила LabEmbryoCam как проект с открытым исходным кодом — дизайн аппаратного и программного обеспечения является свободно доступным и подробно описан в исследовании, опубликованном в HardwareX.

Это позволило создать универсальный инструмент, который может быть применен для решения широкого спектра исследовательских задач и доступен исследователям по всему миру как платформа, которую они могут адаптировать под свои нужды.

Доктор Оли Тиллс, старший научный сотрудник Университета Плимута и основатель группы EmbryoPhenomics, является старшим автором исследования.

Цитата: "Мы разработали LabEmbryoCam, чтобы получить доступное окно в то, как животные формируются и какое влияние на это оказывает окружающая среда. Он использует возможности таких технологий, как 3D-печать и ИИ. LabEmbryoCam позволяет нам и другим решать сложные исследовательские задачи, которые иначе были бы невозможны. Наша философия открытого исходного кода делает возможности, которые являются центральными для наших собственных исследований, доступными для других".

Феномный подход (приобретение высокоразмерных данных об организме в масштабе всего организма) все чаще используется в медицине и растениеводстве. LabEmbryoCam позволяет применять этот подход в самый динамичный и часто наиболее чувствительный период жизни.

Приборы уже играют ключевую роль в понимании того, как функционируют эмбрионы и как эти реакции заметно отличаются от реакций на более поздних стадиях жизни. Это критически важно не только для понимания влияния глобального потепления и потепления океана на отдельные виды, но и для выявления видов, популяций и особей, устойчивых к условиям, которые, вероятно, возникнут на нашей планете в будущем.

Команда создала специальную феномную лабораторию из приборов LabEmbryoCam для поддержки исследований группы EmbryoPhenomics. Это позволяет одновременно изучать более 3000 эмбрионов для решения актуальных глобальных исследовательских проблем.

Помимо лицензирования LabEmbryoCam как открытого исходного кода, команда также продает его через Phenomyx CIC (Community Interest Company), основанную для максимального расширения охвата, доступности и влияния этой ключевой инновации среди исследователей и преподавателей. Миссия CIC — поддерживать исследователей, применяющих феномные подходы к изучению развивающихся животных.

Компоненты печатаются на 3D-принтере и собираются на базе Phenomyx CIC в Плимутском научном парке. Прибор уже был продан клиентам в Великобритании и США.

Кроме того, LabEmbryoCam сопровождал исследователей из университета в экспедиции на остров Рождества в Индийском океане для поддержки исследований ранних стадий жизни красного краба острова Рождества.