Sistema SmartTrap da Suécia automatiza totalmente pinças ópticas

De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipa de investigação da Universidade de Gotemburgo e da Universidade Chalmers de Tecnologia, na Suécia, publicou resultados na revista Nature Methods, conseguindo ensinar um sistema de inteligência artificial chamado SmartTrap a utilizar pinças ópticas, automatizando completamente o seu funcionamento. O sistema é capaz de realizar de forma autónoma todo o processo de captura, posicionamento, medição e substituição de amostras de partículas, conduzindo experiências de forma contínua como uma linha de montagem, aumentando significativamente a eficiência da análise de partículas microscópicas. A investigação mostra que o SmartTrap pode classificar e caracterizar centenas de partículas por hora, realizando 10 a 15 testes por hora em experiências de estiramento de ADN de molécula única, com um desempenho que iguala ou até supera parcialmente o de operadores humanos experientes. Este avanço promete libertar os cientistas de tarefas repetitivas e morosas, impulsionando o desenvolvimento de experiências inteligentes nas áreas das ciências da vida, biofísica e investigação de doenças.

As pinças ópticas tradicionais têm um limiar de operação extremamente elevado, exigindo monitorização e tomada de decisões constantes por parte de investigadores treinados, resultando num baixo rendimento experimental, longa duração e variações operacionais entre diferentes investigadores. O SmartTrap, ao integrar análise de imagem, algoritmos de aprendizagem profunda em tempo real, hardware eletrónico personalizado, controlo preciso de fluidos e mecanismos de feedback em circuito fechado, alcança posicionamento tridimensional a nível nanométrico e fluxos de trabalho experimentais autónomos, podendo carregar automaticamente novas amostras após cada medição e continuar as experiências.

Os testes mostram que as mesmas tarefas, quando realizadas manualmente, demoram normalmente 10 a 100 vezes mais tempo do que com o sistema de IA, sendo também mais suscetíveis a fadiga e diminuição da concentração. A equipa de investigação utilizou ainda o sistema para medir a rigidez mecânica de glóbulos vermelhos e mapear forças electrostáticas a nível nanométrico entre partículas em diferentes concentrações de sal. Construído com base em software de código aberto, o SmartTrap tem potencial para se desenvolver numa plataforma partilhada no futuro, promovendo a construção de microscópios inteligentes e laboratórios automatizados, com impactos profundos na biomedicina, desenvolvimento de fármacos e investigação científica fundamental.