El laboratorio de fabricación y diseño avanzados
De prototipo a prueba de concepto con tecnología punta
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Lo que hacemos:
El Laboratorio de Fabricación y Diseño Avanzados (AMDL) se creó como un recurso para que nuestros científicos y colaboradores construyan y exploren nuevas tecnologías que mejoren la recogida de datos. Nuestro laboratorio utiliza equipos de última generación para crear herramientas científicas novedosas, controlando el proceso desde la idea hasta el prototipo y la prueba de concepto.
La AMDL desempeña un papel fundamental a la hora de ayudar a los científicos a superar las enormes limitaciones y desafíos que supone llevar a cabo una investigación tanto sobre el terreno como en el laboratorio, mediante nuevos e innovadores diseños de equipos de campo que utilizan el conjunto de tecnologías de fabricación de vanguardia de que disponemos.
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Quiénes somos
| Taylor Gill
Misión: Coordinador de Vigilancia Climática de Arrecifes Icónicos
Noticias principales
La toma de muestras de ADN en el medio ambiente se actualiza y pasa a una nueva tecnología de código abierto
12 de enero de 2022
Científicos del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA, del Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos (CIMAS) de la Escuela de Ciencias Marinas y Atmosféricas de la Universidad de Miami y del Instituto del Golfo Norte de la Universidad Estatal de Misisipi han diseñado un nuevo instrumento que proporcionará valiosa información sobre la biodiversidad de los ecosistemas acuáticos. Un artículo publicado recientemente en Hardware X describe el diseño y la creación de un muestreador automatizado de ADN ambiental (ADNe) subsuperficial (SASe), de bajo coste y de código abierto, para tomar muestras de ADNe en la columna de agua. El SASe representa un hito para el AOML, ya que es una de las primeras piezas tecnológicas que pasan por un riguroso proceso de transición desde los escritorios de los científicos en el laboratorio, pasando por los canales de aprobación de la organización, hasta llegar a la comunidad científica en general, con plena accesibilidad al público.
Diseños de código abierto
Nuestro laboratorio es capaz de diseñar desde equipos de campo que mejoran nuestra capacidad de recopilar datos con mayor coherencia hasta importantes renovaciones de laboratorio que desbloquean nuevas capacidades para hacer avanzar nuestra investigación, como se ha visto con nuestro Laboratorio Experimental de Arrecifes.
Nuestro laboratorio es capaz de simplificar el acceso a los diseños y su puesta en común. Estos diseños se crean y perfeccionan digitalmente hasta que un prototipo está listo para imprimirse o construirse.
Creación de diseños innovadores para renovar nuestro Laboratorio Experimental de Arrecifes (ERL)
El Laboratorio Experimental de Arrecifes (ERL) del AOML, situado en la Universidad de Miami, fue diseñado y construido por el AOML y el Instituto Cooperativo de Ciencias Marinas y Atmosféricas (CIMAS). Con 16 sistemas de acuarios independientes hechos a medida y totalmente diseñados por nuestro Laboratorio de Fabricación y Diseño Avanzados (AMDL), podemos manipular la temperatura, la luz y el pH para reflejar las condiciones proyectadas del océano y responder a algunas de las preguntas más apremiantes sobre la salud de los arrecifes de coral en respuesta a los crecientes factores de estrés ambiental.
Mientras el Laboratorio Experimental de Arrecifes se somete a importantes renovaciones, nuestro equipo del Laboratorio de Fabricación y Diseño Avanzados (AMDL) está utilizando nuestras capacidades de software de código abierto para resolver problemas e innovar un nuevo diseño de vanguardia para el sistema de acuarios y su sistema automatizado de registro y control que traerá una nueva ola de investigación sobre los corales.
Modelización de renovaciones "ERL2" mediante diseños de código abierto
SAS y diseños adicionales
Nuestro laboratorio es capaz de diseñar desde equipos de campo que mejoran nuestra capacidad de recopilar datos con mayor coherencia hasta importantes renovaciones de laboratorio que desbloquean nuevas capacidades para hacer avanzar nuestra investigación, como se ha visto con nuestro Laboratorio Experimental de Arrecifes.
Nuestro laboratorio es capaz de simplificar el acceso a los diseños y su puesta en común. Estos diseños se crean y perfeccionan digitalmente hasta que un prototipo está listo para imprimirse o construirse.
SAS
Para el muestreo de agua y el análisis de los cambios en la química de los carbonatos en los arrecifes de coral
SASe
Para el muestreo de ADNe en la columna de agua
Bomba de transferencia de fluidos
Para la transferencia de muestras de bajo intercambio de gases y la filtración de agua de mar
Alimentadores automáticos
Para transferir los alimentos a los tanques experimentales
Equipos de investigación fabricados
El muestreador automático de la subsuperficie
El muestreador de agua dual automatizado bajo la superficie fue diseñado por investigadores del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico de la NOAA y la Universidad de Miami para ayudar a los científicos a estudiar la química del agua en hábitats de arrecifes poco profundos. También fue creado para minimizar algunos de los obstáculos financieros en la investigación marina, sirviendo como una alternativa de bajo costo de código abierto a los muestreadores de agua existentes. Explora el sitio web del muestreador, utilízalo para guiarte en la construcción y el uso de tus propios muestreadores de agua, abraza el movimiento maker y mejora nuestro diseño. Si eres profesor, puedes descargarte planes de clase gratuitos que incluyen laboratorios y actividades relacionadas con la ciencia, la tecnología y la ingeniería. Visita el sitio y aprende a construir el tuyo.
Transferencia y filtración de fluidos
Para el análisis químico de los carbonatos
El Laboratorio de Fabricación y Diseño Avanzado del AOML ha creado una bomba de transferencia de fluidos para la transferencia y filtración de volúmenes precisos y consistentes de muestras de agua de mar desde contenedores de muestreo para el análisis químico de los carbonatos.
Cámara de incubación sumergible
Para el análisis de la respiración y la calcificación
Los científicos del AOML utilizaron el Laboratorio de Fabricación Avanzada para crear una cámara de incubación sumergible para analizar la respiración y la calcificación de corales y esponjas en el laboratorio.
Muestreador de ADN ambiental
Para el muestreo de ADN en la columna de agua
Los científicos del AOML también crearon un muestreador automatizado de ADN ambiental (ADNe) bajo la superficie para tomar muestras de ADNe en la columna de agua. El diseño de código abierto de bajo coste, similar al del SAS, ayudará a los investigadores a tomar muestras de ADN electrónico a escalas temporales y espaciales más finas con fines de investigación y seguimiento.
Nuestras capacidades de fabricación
Nuestro laboratorio cuenta con impresoras 3D de modelado por deposición fundida y estereolitografía, una cortadora láser automática de 150 W y una fresadora automática de placas de circuito impreso.
Estas herramientas están disponibles para uso doméstico o comercial, pero reunirlas ha dado a los investigadores del AOML la capacidad de crear rápidamente prototipos y probar nuevas herramientas para ayudar a cumplir nuestros objetivos de investigación reduciendo significativamente el tiempo de desarrollo. La tecnología y las herramientas creadas en el laboratorio se utilizan para colaborar con otras instituciones comprometidas con la innovación en ingeniería científica y la tecnología de código abierto.
El proceso
Impresión 3D
Impresora 3D estereolitográfica (SLA) Form2
La impresión 3D SLA utiliza una resina líquida curada por un láser UV para crear piezas personalizadas estancas. Este tipo de impresión 3D tiene un valor incalculable para nosotros como investigadores marinos que diseñamos herramientas de investigación para su despliegue bajo el agua.
Impresora 3D de estereolitografía de baja fuerza (LFS) Form3:
La impresión 3D LFS utiliza una resina líquida curada por un láser enfocado por una unidad de procesamiento de luz especializada para impresiones impermeables de resolución más fina con mayor consistencia de impresión que la Form2. Este sistema puede imprimir componentes internos a alta resolución con errores mínimos (por ejemplo, roscas internas o microfluidos).
Fusible 1 Impresora 120V
La impresora Fuse 1 es capaz de producir componentes duraderos para equipos de investigación a partir de nailon. Con la recuperación de polvo realizada en la fase final de la impresión, la Fuse 1 es eficiente en la creación de las piezas según las instrucciones durante la configuración.
Proceso posterior a la impresión:
El primer paso del postprocesado es un baño de alcohol para eliminar el exceso de resina. A continuación, las piezas secas se colocan en una estación de curado UV para realizar el curado final de todas las piezas impresas en 3D, tras lo cual las piezas impresas en 3D serán estables y duraderas y estarán listas para las pruebas de laboratorio y de campo.
Boss Laser LS-2436 Cortadora/Etcher láser
El láser utiliza un láser de 150 W en un sistema de pórtico para cortar y grabar diseños consistentes de alta resolución a partir de materiales útiles como acrílico, silicona y caucho. El láser ha sido fundamental para cortar tapas de componentes sumergibles, juntas personalizadas y pedestales experimentales para la investigación de corales.
Estación de soldadura
La estación de soldadura incluye capacidades de soldadura, pistola de calor y desoldadura al vacío para construir circuitos y componentes eléctricos para nuestros proyectos, así como para la reparación interna de componentes eléctricos dañados en otros equipos de investigación marina.
