机器人液体操作的优化：一种容量为载具的车辆路由问题
最优化与控制
2025-06-04 v1 机器人学
摘要
我们提出了一种优化策略,以减少自动化化学实验室中液体操作的执行时间。通过将任务形式化为容量为载具的车辆路由问题 (Capacitated Vehicle Routing Problem, CVRP),我们利用传统上用于物流和运输规划的启发式求解器来优化任务执行时间。以8通道可单独控制头的液体移液器为例,我们的方案在不同的实验室器具格式(如离心管、血管持有器)上 demonstrate了稳健的优化性能,对于随机生成的任务相对于基线排序方法可实现最高37%的执行时间缩短。我们进一步将该方法应用于真实世界的高通量材料发现活动,观察到3分钟的优化时间相对于最佳性能的排序方法缩短了61分钟的执行时间。我们的结果凸显了在不进行硬件修改的情况下,自动化实验室在吞吐量和效率方面实现显著提升的潜力。该优化策略为加速药物联合筛选、反应条件优化、材料开发和配方工程等领域的组合实验提供了一种实用且可扩展的解决方案。
引用
@article{arxiv.2506.02795,
title = {Optimization of Robotic Liquid Handling as a Capacitated Vehicle Routing Problem},
author = {Guangqi Wu and Runzhong Wang and Connor W. Coley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.02795},
year = {2025}
}