$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Rysunek 1 przedstawia robota zmieniającego próbki Yaskawa GP7 zainstalowany na wiązce obrazowań Diamond I13-2. Rysunek 1A przedstawia robota (1) i zaprojektowaną wewnętrznie chwytak elastyczny (2). Ten chwytak może trzymać próbkę o średnicy ≤ 8mm. Rysunek 1B przedstawia robota (1) oraz system optyczny/kamerę rentgenowską (4) i (6) używany do pozyskiwania danych tomograficznych. Chwytak robota pobiera próbkę z tacki próbek (3), która może pomieścić 7 pojedynczych pudełek z 16 próbkami w każdym, jak pokazano na Rysunku 1C. Próbki są zamontowane na aluminiowym kołku (5), a akwizycja danych tomograficznych odbywa się za pomocą systemu detektorów (6). Szczegóły (5) i (6) są podane w ostatnim akapicie wstępu. Czerwona kreska w Rysunku 1B wskazuje kierunek wiązki rentgenowskiej.
Szczegóły schematu mocowania próbki oraz projektu chwytaka elastycznego są przedstawione na Rysunku 2. Rysunek 2A przedstawia cylindryczną plastikowy próbkę, wykonaną metodą druku 3D, przyklejoną do podstawy próbki. Granica próbki reprezentuje obwódkę maksymalnej wysokości próbki i średnicy. Czerwone strzałki wskazują pozycję, w której chwytak elastyczny trzyma podstawę próbki, aby przenieść ją z tacki próbek na etapie tomografii i vice versa. 3D projekt chwytaka elastycznego jest przedstawiony na Rysunku 2B. Palce chwytaka są uruchamiane przez pneumatycznie sterowany rurek napędowy (Rysunek 1B, element 2). Centralna przestrzeń w chwytaka ma średnicę 8,9 mm, jak pokazano na Rysunku 2C, pozwalając na maksymalny rozmiar próbki 8 mm z marginesem ~1 mm. Rysunek 2D pokazuje zdjęcie góry etapu tomografii. Aluminiowy kołek jest zamontowany na szczycie dwóch ortogonalnych etapów i magnetycznego dysku, który ma dokładną średnicę taką, że wgłębienie na dnie podstawy próbki pasuje. Ponieważ ten dysk jest magnetyczny, trzyma zamontowaną podstawę próbki mocno na miejscu podczas pomiarów tomograficznych.
W tym reprezentatywnym eksperymencie, 64 próbki owadów dostarczone przez Muzeum Historii Naturalnej (NHM) w Londynie zostały wybrane. Próbki zostały wybrane, aby reprezentować zakres fenotypu stawonogów, pasując do ograniczeń rozmiarowych chwytaka. Ponieważ stawonogi, szczególnie owady, stanowią zdecydowaną większość znanej różnorodności gatunków, z ponad 1 milionem nazwanych gatunków, są one szczególnie wymagające do pobrania próbek do porównawczych badań fenotypu. Obecna próbka pokazuje więc potencjał tego podejścia przez pobieranie trzech kladów poziomu klasy stawonogów: Arachnida, Entognatha i Insecta, a także pobieranie bardziej dokładne wśród owadów, aby uchwycić zmiany w siedmiu rzędach, w tym czterech z najbogatszych w gatunki rzędach żyjących dziś. Próbki zostały przymocowane do kartki z klejem. Następnie kartki zostały zamontowane na szpilkach próbek. Montowanie próbek (owadów) bezpośrednio na szpilkach próbek jest uniknięte, ponieważ bardzo absorbująca struktura w wiązce z próbkami o niskiej absorpcji stworzy artefakty pasmowe podczas rekonstrukcji, oprócz trudności z bezpiecznym zamontowaniem ich na szpilkach próbek. Tabela 1 pokazuje plik szablonu samples.csv, który użytkownik wypełni wymaganymi parametrami dla tomografii (kolumny A, B, C, E, F, G, H, K). Opis każdej z kolumn jest podany w tabeli. Kolumny D, I, J i L w pliku input_file są wypełniane po wyrównaniu i optymalizacji parametrów tomografii na wiązce. Wszystkie 64 próbki zostały najpierw zmierzone z obiektywem 1,25x (FOV 6,7 mm x 5,6 mm) przy zoptymalizowanej odległości propagacji promieniowania X (od próbki do detektora), a później te same próbki zostały zmierzone z obiektywem 4x przy jego własnych zoptymalizowanych parametrach. Gdy tylko próbki zostaną załadowane na tackę próbek, a stanowisko eksperymentalne jest zabezpieczone, skanowanie uruchamia się za pomocą GDA.
Automatyczne wyrównanie próbki było wykonywane przez skrypt napisany w Pythonie (Lokalizacja pliku na GitHub: https://gist.github.com/ndg63276/9b3c5cfe7db26b14930dff3ef889e2bc). Początkowo, wyrównanie próbek jest ustawiane za pomocą kombinacji podstawy próbki i szpilki próbek bez próbki. Rysunek 3 przedstawia szpilkę próbki, jak widać przez boczną kamerę teleskopową (kamera ustawiona pod kątem 90° do wiązki promieniowania X - Rysunek 1B, element 4), która jest używana jako standardowa próbka wyrównania. Obraz z kamery teleskopowej jest binarny, aby próbka mogła być wykryta z tła. Krawędzie próbki są wyznaczane i zaznaczane jako biała granica, jak pokazano na R