17. 제어층 — 부품을 다 사도 기계는 아니다 · 유박사의 mRNA 백신 합성기 메카니즘 첫걸음

지금까지 산 부품을 다 늘어놓아도 아직 기계가 아닙니다. 무엇을 언제 시킬지가 없기 때문입니다. 논문은 이 층을 이렇게 만들었습니다.

층	무엇
맨 위	상자 위에 얹은 마이크로컴퓨터 + 터치스크린
가운데	워크플로 파일 — 사용자가 고르고 “run” 을 누른다
아래	제어회로 셋 + 전원회로 하나 (Fig. S1)

워크플로 파일 한 줄은 결국 (밸브 상태, 펌프 번호, 속도, 시간) 입니다. 사람이 하던 절차가 그대로 숫자가 된 것입니다.

워크플로를 한 줄씩 실행해 보세요. 그 순간 어느 밸브가 열리고 어느 펌프가 도는지 보입니다.

불러오는 중…

논문이 만든 워크플로 파일

파일	하는 일
`test`	자가시험 — 밸브·펌프·온도가 제대로 도는지
`wash`	RNase ZAP 한 번 + 0.1% DEPC 처리수 세 번
`pcr`	온도 순환 · 사이클 수
`ivt`	시약 넣기 · 37 °C 2시간 · 플런저 섞기 파라미터
`digest`	DNase 넣기 · 15분
`tailing`	E-PAP 넣기 · 1시간
`purify`	비드 · 자석 · 세척 · 용출

화면(Fig. S3)은 진행 중인 온도를 위에 띄우고, 끝난 흐름은 회색으로 바꿉니다. test 파일이 따로 있다는 것이 중요합니다 — 돌리기 전에 기계를 점검하는 절차가 공정의 일부로 들어가 있습니다.

워크플로 파일은 대단한 것이 아닙니다 — 목록입니다. 그런데 이 목록이 있어야 재현이 됩니다.

Python 브라우저에서 실행

# 워크플로 파일 한 줄을 해석하는 아주 작은 해석기.
# 실제 논문의 파일 형식은 공개돼 있지 않다. 아래는 '이런 모양일 것' 이라는 재구성이다.
steps = [
    # (설명,            밸브상태,        펌프, 속도, 시간초, 온도)
    ("세척액 끌어오기",  {"V1": 2, "V2": 1}, 3, 120, 30, None),
    ("반응통으로 보내기", {"V1": 2, "V2": 3}, 3, 120, 20, None),
    ("95 °C 로 올리기",  {},                None, 0,  40, 95),
    ("58 °C 로 내리기",  {},                None, 0,  45, 58),
    ("72 °C 신장",       {},                None, 0,  60, 72),
    ("비드 붙잡기",      {},                None, 0,  90, None),   # 자석 접근
]

t = 0
for i, (what, valves, pump, speed, dur, temp) in enumerate(steps, 1):
    t += dur
    v = " ".join("%s=%d" % kv for kv in sorted(valves.items())) or "-"
    p = ("펌프%d @%d" % (pump, speed)) if pump else "-"
    T = ("%d °C" % temp) if temp else "-"
    print("%2d) %-16s 밸브[%-12s] %-12s %-7s %4d초 (누적 %3d초)"
          % (i, what, v, p, T, dur, t))
print()
print("한 줄 = (밸브 상태, 펌프, 속도, 시간, 온도).")
print("이 여섯 줄이 파일이 되면, 다른 사람이 '똑같은 절차' 를 돌릴 수 있다.")

제어층을 꾸리는 흔한 구성

🖥️

상위

라즈베리파이 + 터치스크린. 워크플로 파일을 읽고 화면을 그린다

🔌

하위

아두이노/MCU. 밸브 · 스테퍼 · 온도 PID 같은 시간에 민감한 일

🔗

사이

USB 시리얼 또는 RS485. 펌프도 대개 Modbus RS485

센서는 각자 다른 말을 씁니다 — MAX31865 는 SPI, Sensirion 유량계는 I²C, 연동펌프는 RS485. 이 세 가지를 한 프로그램에서 묶는 것이 제어층의 실제 일입니다.

🤔 확인 문제

논문이 test 워크플로 파일을 따로 둔 것이 뜻하는 바는?

🤔 확인 문제

복제할 때 부품 주문으로 해결되지 않는 것은?