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#Neues aus der Industrie
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Das intelligente Labor: Der Wandel hin zu mehr Digitalisierung nimmt an Fahrt auf
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Sie standen wohl noch nie so sehr im Rampenlicht wie während der Pandemie: die Labore. Allein in Deutschland sind seit Anfang 2020 rund 73 Millionen COVID-19-Tests ausgewertet worden. Und auch abseits von Corona haben Labormediziner viel zu tun - Blut, Urin, Aspirate und vieles mehr müssen täglich ausgewertet und dokumentiert werden. Zusammen mit dem Transport der Proben zum Analyseort ergibt sich daraus ein enormer Arbeitsaufwand, allein was die Organisation betrifft.
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Ein klassischer Arbeitsablauf in einem Labor umfasst den Eingang von Proben und deren Untersuchung, da die Proben bestimmte Anforderungen erfüllen müssen, um sinnvoll untersucht zu werden. Anschließend werden sie mit einer Labornummer versehen und eine Probe entnommen, damit die Messwerte anschließend analysiert werden können. Besonders monoton sind dabei sich wiederholende Aufgaben, die eigentlich keinen Menschen erfordern, sondern von Maschinen erledigt werden können. Um das geschulte Personal zu entlasten, dessen Fähigkeiten anderweitig besser eingesetzt werden könnten, hat ein dänisches Unternehmen einen Roboter mit dazugehörigen Transportboxen entwickelt. Intelligente Boxen sorgen für die Rückverfolgbarkeit der Proben, so dass diese bereits auf ihre Brauchbarkeit hin überprüft im Labor ankommen. Ein Roboter übernimmt dann den Rest des Sortiervorgangs. Anders Kjergaard Madsen, technischer Leiter des Ingenieurbüros LT Automation, erklärt in einem Interview, für wen sich ein solches System lohnt und welche Arbeit es tatsächlich leisten kann. Er ist überzeugt, dass die Digitalisierung der Labore weiter voranschreiten wird: "Unterm Strich lohnt sich die Automatisierung solcher Arbeitsabläufe vor allem langfristig, weil man nicht mehr auf menschliches Personal angewiesen ist, um den Prozess am Laufen zu halten."
KI - wie viel ist tatsächlich möglich?
Bevor ein Laborgerät wie ein Roboter eingesetzt werden kann, muss es jedoch erst einmal produziert werden. Doch was wünschen sich die Hersteller eigentlich für den Produktentwicklungsprozess und was ist ein "Labor 4.0"? Die WILD Gruppe ist in der Entwicklung und Produktion von Laborgeräten tätig - CTO Wolfgang Warum weiß, welche wichtigen Eigenschaften moderne Laborgeräte haben müssen. In der Pandemiezeit seien Labore stark nachgefragt worden und so habe es einen enormen Boom für die Laborautomatisierung gegeben: "Die Themen Produktivität und Automatisierung wurden hier besonders wichtig. Die Verarbeitung von Messungen in großen Mengen und in kurzer Zeit ist in den Labors gerade jetzt sehr gefragt." Das ist der perfekte Anwendungsfall für Roboter, denn sie automatisieren monotone Aufgaben und beschleunigen sie so.
Auch der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) ist in der Medizin heute keine Seltenheit mehr: Sie ist besonders bei der Auswertung von Daten beliebt, da sie Zusammenhänge erkennen oder Labordaten im Zweifelsfall schneller auswerten kann. Das Praktische an der KI ist, dass sie nicht nur bereits gespeicherte Muster erkennt, sondern auch selbstständig Neues lernen kann. Das Problem beim Einsatz von künstlicher Intelligenz oder maschinellem Lernen ist, dass es selten reproduzierbar ist. Wenn eine KI mit anderen Anwendungen verglichen werden soll, stehen meist nicht genügend Daten zur Verfügung, um einen Vergleich anzustellen. Das ist besonders im biomolekularen Bereich bedauerlich: Je mehr die Transparenz und Reproduzierbarkeit von KI-Systemen erhöht werden könnte, desto mehr "wächst das Vertrauen in solche Systeme [...] - zum Beispiel von Menschen, die solche Systeme in der klinischen Praxis einsetzen könnten", sagt Prof. David B. Blumenthal. Er forscht mit der Anwendung AIMe daran, künstliche Intelligenz reproduzierbar und transparent zu machen.
Selbstlernender KI-Sensor ermöglicht personalisiertes Tracking
Roboter im Labor, smarte Transportboxen - die Welt wird immer digitaler und die Labore auch. Auf der diesjährigen MEDICA wird sich vieles um das moderne Labor drehen - erfahren Sie im Trendthema Labormedizin, wie wir in Zeiten von Virusvarianten, langen Kovids und Impfungen den Überblick behalten und wie wir Krankheitserregern weltweit auf der Spur bleiben. In welchen Foren und Konferenzen Experten Ihnen aus erster Hand einen Überblick über den Stand der Technik und die Zukunft der Labormedizin geben, und vieles mehr zum Thema, erfahren Sie bereits im Trendthema Labortechnik.
Doch egal, ob es direkt eine KI zur Datenauswertung ist oder "nur" ein Roboter, der die Proben sortiert: Die digitale Transformation hat in den Laboren längst begonnen. Zwar können solche Systeme noch nicht die Probenahme selbst durchführen, sondern nur die daraus gewonnenen Daten auswerten - aber schon jetzt sind sie eine große Hilfe, wenn es darum geht, das Laborpersonal von zeitraubender Arbeit zu entlasten. Inwieweit sie in einigen Jahren selbst wichtige Aufgaben in der Probenahme und Diagnostik übernehmen können, bleibt abzuwarten.