Sistemi di automazione degli sperimenti scientifici

Sistema per realizzare degli sperimenti fisiologici (Istituto di Secenov)

Durante lo sperimento un animale svolge una seguenza complicata di manipolazioni con il panello davanti allo stesso. Il sistema registra l’attività cerebrale e le azioni dell’animale controllando l’andamento dello sperimento. La prima versione del sistema è stata progettata per le scimmie, la seconda è stata adattata per i rati. Lo sperimento si suddivide in tre fasi.

Durante la prima fase i lavoratori del laboratorio addestrano l’animale il che richiede un controllo completo di tutti gli elementi del sistema.

Durante la fase successiva viene effettuato lo sperimento stesso. In questo caso le funzioni del dispositivo devono essere sincronizzati perfettamente quindi le manipolazioni degli elementi del dispositivo vengono effettuati automaticamente. Tutti i dati vengono registrati in un file per essere analizzati successivamente.

La terza fase è l’analisi dei dati ricevuti. Durante l’elaborazione preliminare del segnale viene filtrato il potenziale di azione secondo la maschera impostata dall’utilizzatore.   All’uscita lo sperimentatore ottiene un file che con altissima probabilità contiene i dati riguardo ad un neurone solo. Questi dati “puliti” permettono di studiare i processi del cervello durante l’addestramento e presa delle decisioni.

Apparecchiature: controller cFP e scheda PCI (National Instruments).

Calcolo dei risultati di spruzzatura della sostanza attraverso la maschera

Il programma calcola il risultato della spruzzatura della sostanza attraverso la maschera a S. I parametri della maschera e dell’emettitore vengono impostati durante la prima fase. Inoltre, deve essere impostata la precisione necessaria.

Dopodiché il programma calcola il risultato della diffusione e lo presenta come un grafico 3D dove l’altezza è evidenziata dal colore diverso per semplificare la comprensione dei risultati.

Automazione dello sperimento ottico (Università di Freiburg, Germania)

Il sistema controlla l’andamento dello sperimento ottico complesso. Uno sperimento dura per qualche giorno o alcuni mesi. Elementi dell’impianto controllabili: banco rotante con fotocellula, alcune serrande a due posizioni (aperto/chiuso) meccaniche  e una serranda a quattro posizioni, fotocellula con serranda elettronica, riscaldatore del campione testato.

Nella fase di preparativi dello sperimento il sistema nel regime semiautomatico cerca la posizione di due raggi laser, dopodiché la fotocellula si posiziona su uno dei raggi.

Nel corso dello sperimento è necessario mantenere la temperatura del campione e lo scostamento non deve superare ±0,5 gradi rispetto il valore prestabilito. Il controllore PID del programma controlla il riscaldatore esterno.

Nel corso dello sperimento è necessario registrare i valori della fotocellula a intervalli di tempo sempre più lunghi. All’inizio dello sperimento l’intervallo tra i rilevamenti potrà essere alcune decine di millisecondi e alla fine dello sperimento arrivare a qualche giorno e settimana, inoltre bisogna rispettare la precisione di millisecondi degli intervalli di tempo. Per tutto questo periodo l’impianto deve essere in funzione interrotamente, mantenere la temperatura stabile del campione e registrare i dati della fotocellula.

Apparecchiature del sistema: chassis cDAQ (National Instruments) con i moduli di entrata-uscita analogici e digitali, fotocellula elettronica, modulo rotativo OWIS con serranda a 4 posizioni, banco rotante ThorLabs per la movimentazione della fotocellula.

Dispositivo per analisi strutturale e statistico dei prodotti IT

Il programma serve per analizzare i testi e per ottenere la loro analisi strutturale e statistica.

Il programma contiene centinaia di commandi. La particolarità del progetto è che una parte dei commandi l’utilizzatore costruisce durante il processo, l’altra parte dei comandi il programma costruisce per conto suo considerando i risultati del funzionamento del programma stesso. In questo modo il dispositivo ha la capacità di autoformazione.

Durante il funzionamento il programma “impara” a riconoscere le parole, parti del discroso, trovare sinonimi.

Progetto linguistico, statistico, crittografico e di traduzione automantica.