名称: pylabrobot 描述: 用于控制液体处理器、板阅读器、泵、加热振荡器、培养箱、离心机和分析设备的实验室自动化工具包。当自动化实验室工作流程、编程液体处理机器人（Hamilton STAR、Opentrons OT-2、Tecan EVO）、集成实验室设备、管理台面布局和资源（板、吸头、容器）、读取板或创建可复现的实验室协议时，使用此技能。适用于模拟协议和物理硬件控制。

PyLabRobot

概述

PyLabRobot 是一个硬件无关的纯Python软件开发工具包，用于自动化和自主实验室。使用此技能通过统一的Python接口控制液体处理机器人、板阅读器、泵、加热振荡器、培养箱、离心机和其他实验室自动化设备，该接口跨平台工作（Windows、macOS、Linux）。

何时使用此技能

使用此技能当：

编程液体处理机器人（Hamilton STAR/STARlet、Opentrons OT-2、Tecan EVO）
自动化涉及移液、样品准备或分析测量的实验室工作流程
管理台面布局和实验室资源（板、吸头、容器、槽）
集成多个实验室设备（液体处理器、板阅读器、加热振荡器、泵）
创建具有状态管理的可复现实验室协议
在物理硬件上运行之前模拟协议
使用 BMG CLARIOstar 或其他支持的板阅读器读取板
控制温度、振荡、离心或其他物料处理操作
在Python中处理实验室自动化

核心能力

PyLabRobot 通过六个主要能力领域提供全面的实验室自动化，每个领域在 references/ 目录中有详细说明：

1. 液体处理 (`references/liquid-handling.md`)

控制液体处理机器人进行吸液、分液和液体转移。关键操作包括：

基本操作：吸液、分液、在孔之间转移液体
吸头管理：自动拾取、丢弃和跟踪移液吸头
高级技术：多通道移液、连续稀释、板复制
体积跟踪：自动跟踪孔中的液体体积
硬件支持：Hamilton STAR/STARlet、Opentrons OT-2、Tecan EVO 等

2. 资源管理 (`references/resources.md`)

在层次系统中管理实验室资源：

资源类型：板、吸头架、槽、管、载体和自定义实验器具
台面布局：将资源分配到台面位置，使用坐标系
状态管理：跟踪吸头存在、液体体积和资源状态
序列化：从JSON文件保存和加载台面布局和状态
资源发现：通过直观API访问孔、吸头和容器

3. 硬件后端 (`references/hardware-backends.md`)

通过后端抽象连接到多样化的实验室设备：

液体处理器：Hamilton STAR（全面支持）、Opentrons OT-2、Tecan EVO
模拟：ChatterboxBackend 用于无需硬件的协议测试
平台支持：在 Windows、macOS、Linux 和 Raspberry Pi 上工作
后端切换：通过交换后端更改机器人，无需重写协议

4. 分析设备 (`references/analytical-equipment.md`)

集成板阅读器和分析仪器：

板阅读器：BMG CLARIOstar 用于吸光度、发光、荧光
天平：Mettler Toledo 集成用于质量测量
集成模式：结合液体处理器和分析设备
自动化工作流程：在设备之间自动移动板

5. 物料处理 (`references/material-handling.md`)

控制环境和物料处理设备：

加热振荡器：Hamilton HeaterShaker、Inheco ThermoShake
培养箱：Inheco 和 Thermo Fisher 培养箱，带温度控制
离心机：Agilent VSpin 带桶定位和旋转控制
泵：Cole Parmer Masterflex 用于流体泵操作
温度控制：在协议期间设置和监控温度

6. 可视化与模拟 (`references/visualization.md`)

可视化和模拟实验室协议：

浏览器可视化器：台面状态的实时3D可视化
模拟模式：无需物理硬件测试协议
状态跟踪：可视化监控吸头存在和液体体积
台面编辑器：设计台面布局的图形工具
协议验证：在硬件上运行之前验证协议

快速开始

要开始使用 PyLabRobot，安装包并初始化液体处理器：

# 安装 PyLabRobot
# pip install pylabrobot

# 基本液体处理设置
from pylabrobot.liquid_handling import LiquidHandler
from pylabrobot.liquid_handling.backends import STAR
from pylabrobot.resources import STARLetDeck

# 初始化液体处理器
lh = LiquidHandler(backend=STAR(), deck=STARLetDeck())
await lh.setup()

# 基本操作
await lh.pick_up_tips(tip_rack["A1:H1"])
await lh.aspirate(plate["A1"], vols=100)
await lh.dispense(plate["A2"], vols=100)
await lh.drop_tips()

使用参考资料

此技能通过多个参考文件组织详细信息。加载相关参考当：

液体处理：编写移液协议、吸头管理、转移
资源：定义台面布局、管理板/吸头、自定义实验器具
硬件后端：连接到特定机器人、切换平台
分析设备：集成板阅读器、天平或分析设备
物料处理：使用加热振荡器、培养箱、离心机、泵
可视化：模拟协议、可视化台面状态

所有参考文件可以在 references/ 目录中找到，包含全面示例、API使用模式和最佳实践。

最佳实践

当使用 PyLabRobot 创建实验室自动化协议时：

从模拟开始：使用 ChatterboxBackend 和可视化器在硬件上运行之前测试协议
启用跟踪：打开吸头跟踪和体积跟踪以进行准确状态管理
资源命名：为所有资源（板、吸头架、容器）使用清晰、描述性名称
状态序列化：将台面布局和状态保存到JSON以实现可复现性
错误处理：为硬件操作实现适当的异步错误处理
温度控制：尽早设置温度，因为加热/冷却需要时间
模块化协议：将复杂工作流程分解为可重用函数
文档：参考官方文档 https://docs.pylabrobot.org 获取最新功能

常见工作流程

液体转移协议

# 设置
lh = LiquidHandler(backend=STAR(), deck=STARLetDeck())
await lh.setup()

# 定义资源
tip_rack = TIP_CAR_480_A00(name="tip_rack")
source_plate = Cos_96_DW_1mL(name="source")
dest_plate = Cos_96_DW_1mL(name="dest")

lh.deck.assign_child_resource(tip_rack, rails=1)
lh.deck.assign_child_resource(source_plate, rails=10)
lh.deck.assign_child_resource(dest_plate, rails=15)

# 转移协议
await lh.pick_up_tips(tip_rack["A1:H1"])
await lh.transfer(source_plate["A1:H12"], dest_plate["A1:H12"], vols=100)
await lh.drop_tips()

板读取工作流程

# 设置板阅读器
from pylabrobot.plate_reading import PlateReader
from pylabrobot.plate_reading.clario_star_backend import CLARIOstarBackend

pr = PlateReader(name="CLARIOstar", backend=CLARIOstarBackend())
await pr.setup()

# 设置温度并读取
await pr.set_temperature(37)
await pr.open()
# （手动或机器人加载板）
await pr.close()
data = await pr.read_absorbance(wavelength=450)

附加资源

官方文档：https://docs.pylabrobot.org
GitHub 仓库：https://github.com/PyLabRobot/pylabrobot
社区论坛：https://discuss.pylabrobot.org
PyPI 包：https://pypi.org/project/PyLabRobot/

对于特定能力的详细使用，请参考 references/ 目录中的相应参考文件。