Le système SmartTrap suédois automatise entièrement le fonctionnement des pinces optiques

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université de Göteborg et de l'Université de technologie Chalmers en Suède a publié ses résultats dans Nature Methods, réussissant à apprendre à un système d'intelligence artificielle nommé SmartTrap à utiliser des pinces optiques, automatisant ainsi entièrement leur fonctionnement. Ce système peut réaliser de manière autonome l'ensemble du processus de capture, de positionnement, de mesure et de remplacement d'échantillons de particules, menant des expériences en continu comme une chaîne de montage, ce qui améliore considérablement l'efficacité de l'analyse des particules microscopiques. Les recherches montrent que SmartTrap peut classer et caractériser des centaines de particules par heure, et réaliser 10 à 15 tests par heure dans des expériences d'étirement de molécules d'ADN uniques, avec des performances atteignant, voire dépassant en partie celles d'opérateurs humains expérimentés. Ce résultat devrait libérer les chercheurs de tâches répétitives et fastidieuses, favorisant l'évolution intelligente des expériences en sciences de la vie, biophysique et recherche sur les maladies.

Le seuil d'utilisation des pinces optiques traditionnelles est extrêmement élevé, nécessitant une surveillance et une prise de décision constantes par des chercheurs spécialement formés, ce qui entraîne un faible débit expérimental, des durées longues et des variations opérationnelles entre chercheurs. SmartTrap intègre l'analyse d'images, des algorithmes d'apprentissage profond en temps réel, du matériel électronique personnalisé, un contrôle fluidique de précision et un mécanisme de rétroaction en boucle fermée, permettant un positionnement tridimensionnel à l'échelle nanométrique et un flux expérimental autonome. Il peut charger automatiquement de nouveaux échantillons après une mesure et poursuivre les expériences en continu.

Les tests montrent que les mêmes tâches effectuées manuellement nécessitent généralement 10 à 100 fois plus de temps que le système d'IA, et sont sujettes aux effets de la fatigue et de la baisse d'attention. L'équipe de recherche a également utilisé ce système pour mesurer la rigidité mécanique des globules rouges et cartographier les forces électrostatiques nanométriques entre particules sous différentes concentrations de sel. SmartTrap est construit sur des logiciels open source et pourrait à l'avenir devenir une plateforme partagée, favorisant le développement de microscopes intelligents et de laboratoires automatisés, avec un impact profond sur la biomédecine, la recherche pharmaceutique et les sciences fondamentales.