(57)【要約】  処理順番が決定された複数の処理シンボルと、ジョブ記憶部に記憶された前記１以上のジョブとに基づいて、２以上の前記処理シンボルのそれぞれに対応する１以上の前記ジョブを生成する処理ジョブ生成部（２３）と、前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルに関し、前記処理順番が先である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、前記処理順番が後である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、前記第１の基準点から前記第２の基準点へと、前記アームを移動させるつなぎジョブを生成するつなぎジョブ生成部（２４）と、を有する動作指令生成装置（１）により、プロトコルに基づく実験を、ロボット（３）を含む処理システム（２００）に行わせるための動作指令を自動的に生成する。
2016170606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生化学や生物・生命工学の分野における処理対象に対する処理を行う処理システムであって、
１又は複数のアームで前記処理対象に対する処理を行うロボットと、
前記ロボットを含む制御対象を制御するロボット制御装置と、
前記処理対象を収容した容器に対する処理をそれぞれ表し、処理順番が決定された複数の処理シンボルに基づいて、前記制御対象を制御するジョブの集合体である動作指令を生成する動作指令生成装置と、を少なくとも含み、
前記動作指令生成装置は、
前記複数の処理シンボルに関連付けられる１以上の前記ジョブが記憶されたジョブ記憶部と、
前記処理順番が決定された複数の処理シンボルと、前記ジョブ記憶部に記憶された前記１以上のジョブとに基づいて、２以上の前記処理シンボルのそれぞれに対応する１以上の前記ジョブを生成する処理ジョブ生成部と、
前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルに関し、前記処理順番が先である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、前記処理順番が後である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、前記第１の基準点から前記第２の基準点へと、前記アームを移動させるつなぎジョブを生成するつなぎジョブ生成部と、を有する
処理システム。
【請求項２】
前記つなぎジョブ生成部は、複数の前記ジョブに属する前記第１の基準点から、複数の前記ジョブに属する前記第２の基準点へと、前記アームを移動させる第１レベルつなぎジョブを生成する第１レベルつなぎジョブ生成部を含む
請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
前記処理ジョブ生成部は、
前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルにそれぞれ対応する１以上の前記ジョブにおけるツールの使用の要否を判断するツール使用判断部と、
前記ツール使用判断部により前記ツールの使用が必要と判断される場合に、前記ツールを把持する１以上の前記ジョブを生成するツール把持ジョブ生成部と、
前記ツール使用判断部により前記ツールの使用が不要と判断される場合に、前記ツールを解放する１以上の前記ジョブを生成するツール解放ジョブ生成部と、を含む
請求項１に記載の処理システム。
【請求項４】
前記ツール使用判断部は、
前記ツールの使用が必要と判断される場合に、前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルにそれぞれ対応する１以上の前記ジョブの両方において前記ツールが使用され、使用される前記ツールが異なるか否かを判断し、
前記ツール解放ジョブ生成部は、
前記ツール使用判断部により前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルにそれぞれ対応する１以上の前記ジョブの両方において前記ツールが使用され、使用される前記ツールが異なると判断される場合に、前記第１のジョブとして第１の前記ツールを解放する１以上の前記ジョブを生成し、
前記ツール把持ジョブ生成部は、
前記ツール使用判断部により前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルにそれぞれ対応する１以上の前記ジョブの両方において前記ツールが使用され、使用される前記ツールが異なると判断される場合に、前記第２のジョブとして第２の前記ツールを把持する１以上の前記ジョブを生成する
請求項３に記載の処理システム。
【請求項５】
前記つなぎジョブ生成部は、前記ツールを把持する１以上の前記ジョブ及び前記ツールを解放する１以上の前記ジョブのうち少なくともいずれか一方に属する第３の基準点から、複数の前記ジョブに属する前記第１の基準点へと、前記アームを移動させるか、又は複数の前記ジョブに属する前記第２の基準点から、前記第３の基準点へと、前記アームを移動させる第２レベルつなぎジョブを生成する第２レベルつなぎジョブ生成部を含む
請求項３〜４のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項６】
前記処理ジョブ生成部は、前記処理シンボルに対応する１以上の前記ジョブのうちいずれかに属するオフセット基準点から、オフセットして前記ロボットのアームを移動させて、前記１以上のジョブのうち少なくとも１つのジョブを行うオフセットジョブを生成するオフセットジョブ生成部を含む
請求項１〜５のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項７】
前記つなぎジョブ生成部は、前記オフセットジョブに属する第１のオフセット基準点から、前記オフセットジョブに属する第２のオフセット基準点へと、アームを移動させる第３レベルつなぎジョブを生成する
請求項６に記載の処理システム。
【請求項８】
処理対象に対する処理をそれぞれ表し、処理順番が決定された複数の処理シンボルに基づいて、少なくともロボットを含む処理システムに行わせるジョブの集合体である動作指令を生成する動作指令生成装置であって、
前記複数の処理シンボルに関連付けられる１以上の前記ジョブが記憶されたジョブ記憶部と、
前記処理順番が決定された複数の処理シンボルと、前記ジョブ記憶部に記憶された前記１以上のジョブとに基づいて、２以上の前記処理シンボルのそれぞれに対応する１以上の前記ジョブを生成する処理ジョブ生成部と、
前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルに関し、前記処理順番が先である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、前記処理順番が後である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、前記第１の基準点から前記第２の基準点へと、前記アームを移動させるつなぎジョブを生成するつなぎジョブ生成部と、
を有する動作指令生成装置。
【請求項９】
コンピュータを、請求項７に記載の動作指令生成装置として機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１０】
処理対象に対する処理をそれぞれ表し、処理順番が決定された複数の処理シンボルに基づいて、少なくともロボットを含む処理システムに行わせるジョブの集合体である動作指令を生成する動作指令生成方法であって、
前記処理順番が決定された複数の処理シンボルと、前記複数の処理シンボルに関連付けられる１以上の前記ジョブを記憶する記憶部に記憶された前記１以上のジョブとに基づいて、２以上の前記処理シンボルのそれぞれに対応する１以上の前記ジョブを生成し、
前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルに関し、前記処理順番が先である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、前記処理順番が後である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、前記第１の基準点から前記第２の基準点へと、前記アームを移動させるつなぎジョブを生成する、
動作指令生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理システム、動作指令生成装置、動作指令生成方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生化学や生物・生命工学の分野における、一連の検査や培養、増幅といった処理対象に対してする操作（以降、これらを一まとめにして「実験」と称する。）の作業手順や条件は一般にプロトコルと呼びならわされている。プロトコルは、実験について再現性のある結果を得、或いはその実験結果の検証を行う上で必要な情報である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、プロトコルに基づく実験を、ロボットを含む処理システムに行わせるための動作指令を自動的に生成することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一の側面による処理システムは、生化学や生物・生命工学の分野における処理対象に対する処理を行う処理システムであって、１又は複数のアームで前記処理対象に対する処理を行うロボットと、前記ロボットを含む制御対象を制御するロボット制御装置と、前記処理対象を収容した容器に対する処理をそれぞれ表し、処理順番が決定された複数の処理シンボルに基づいて、前記制御対象を制御するジョブの集合体である動作指令を生成する動作指令生成装置と、を少なくとも含み、前記動作指令生成装置は、前記複数の処理シンボルに関連付けられる１以上の前記ジョブが記憶されたジョブ記憶部と、前記処理順番が決定された複数の処理シンボルと、前記ジョブ記憶部に記憶された前記１以上のジョブとに基づいて、２以上の前記処理シンボルのそれぞれに対応する１以上の前記ジョブを生成する処理ジョブ生成部と、前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルに関し、前記処理順番が先である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、前記処理順番が後である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、前記第１の基準点から前記第２の基準点へと、前記アームを移動させるつなぎジョブを生成するつなぎジョブ生成部と、を有する。【０００５】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記つなぎジョブ生成部は、複数の前記ジョブに属する前記第１の基準点から、複数の前記ジョブに属する前記第２の基準点へと、前記アームを移動させる第１レベルつなぎジョブを生成する第１レベルつなぎジョブ生成部を含んでよい。【０００６】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記処理ジョブ生成部は、前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルにそれぞれ対応する１以上の前記ジョブにおけるツールの使用の要否を判断するツール使用判断部と、前記ツール使用判断部により前記ツールの使用が必要と判断される場合に、前記ツールを把持する１以上の前記ジョブを生成するツール把持ジョブ生成部と、前記ツール使用判断部により前記ツールの使用が不要と判断される場合に、前記ツールを解放する１以上の前記ジョブを生成するツール解放ジョブ生成部と、を含んでよい。【０００７】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記ツール使用判断部は、前記ツールの使用が必要と判断される場合に、前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルにそれぞれ対応する１以上の前記ジョブの両方において前記ツールが使用され、使用される前記ツールが異なるか否かを判断し、前記ツール解放ジョブ生成部は、前記ツール使用判断部により前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルにそれぞれ対応する１以上の前記ジョブの両方において前記ツールが使用され、使用される前記ツールが異なると判断される場合に、前記第１のジョブとして第１の前記ツールを解放する１以上の前記ジョブを生成し、前記ツール把持ジョブ生成部は、前記ツール使用判断部により前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルにそれぞれ対応する１以上の前記ジョブの両方において前記ツールが使用され、使用される前記ツールが異なると判断される場合に、前記第２のジョブとして第２の前記ツールを把持する１以上の前記ジョブを生成してよい。【０００８】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記つなぎジョブ生成部は、前記ツールを把持する１以上の前記ジョブ及び前記ツールを解放する１以上の前記ジョブのうち少なくともいずれか一方に属する第３の基準点から、複数の前記ジョブに属する前記第１の基準点へと、前記アームを移動させるか、又は複数の前記ジョブに属する前記第２の基準点から、前記第３の基準点へと、前記アームを移動させる第２レベルつなぎジョブを生成する第２レベルつなぎジョブ生成部を含んでよい。【０００９】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記処理ジョブ生成部は、前記処理シンボルに対応する１以上の前記ジョブのうちいずれかに属するオフセット基準点から、オフセットして前記ロボットのアームを移動させて、前記１以上のジョブのうち少なくとも１つのジョブを行うオフセットジョブを生成するオフセットジョブ生成部を含んでよい。【００１０】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記つなぎジョブ生成部は、前記オフセットジョブに属する第１のオフセット基準点から、前記オフセットジョブに属する第２のオフセット基準点へと、アームを移動させる第３レベルつなぎジョブを生成してもよい。【００１１】
また、本発明の別の側面による動作指令生成装置は、処理対象に対する処理をそれぞれ表し、処理順番が決定された複数の処理シンボルに基づいて、少なくともロボットを含む処理システムに行わせるジョブの集合体である動作指令を生成する動作指令生成装置であって、前記複数の処理シンボルに関連付けられる１以上の前記ジョブが記憶されたジョブ記憶部と、前記処理順番が決定された複数の処理シンボルと、前記ジョブ記憶部に記憶された前記１以上のジョブとに基づいて、２以上の前記処理シンボルのそれぞれに対応する１以上の前記ジョブを生成する処理ジョブ生成部と、前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルに関し、前記処理順番が先である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、前記処理順番が後である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、前記第１の基準点から前記第２の基準点へと、前記アームを移動させるつなぎジョブを生成するつなぎジョブ生成部と、を有してよい。【００１２】
また、本発明の別の側面によるコンピュータプログラムは、コンピュータを、上述の動作指令生成装置として機能させる。【００１３】
また、本発明の別の側面による動作指令生成方法は、処理対象に対する処理をそれぞれ表し、処理順番が決定された複数の処理シンボルに基づいて、少なくともロボットを含む処理システムに行わせるジョブの集合体である動作指令を生成する動作指令生成方法であって、前記処理順番が決定された複数の処理シンボルと、前記複数の処理シンボルに関連付けられる１以上の前記ジョブを記憶する記憶部に記憶された前記１以上のジョブとに基づいて、２以上の前記処理シンボルのそれぞれに対応する１以上の前記ジョブを生成し、前記処理順番が連続する２つの前記処理シンボルに関し、前記処理順番が先である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、前記処理順番が後である前記処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、前記第１の基準点から前記第２の基準点へと、前記アームを移動させるつなぎジョブを生成する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る処理システムの物理的な構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る処理システムにおいて設定される基準点を示す概念図である。
【図３】本発明の実施形態に係る処理システムにおいて設定されるチューブラック第１作業点〜チューブラック第１２作業点を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置の物理的な構成を示す構成ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置に取得されるプロトコルチャートの第１の例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置のツール使用判断部におけるツール使用判断を示す第１のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置のツール使用判断部におけるツール使用判断を示す第２のフローチャートである。
【図９】プロトコルチャートの第１の例に基づいて生成される動作指令を示すフローチャートである。
【図１０】薬液を注入するジョブに含まれるサブジョブを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態に係る処理システムにおいて実行される緊急退避ジョブを示す概念図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置に取得されるプロトコルチャートの第２の例を示す図である。
【図１３】プロトコルチャートの第２の例に基づいて生成される動作指令を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置に取得されるプロトコルチャートの第３の例を示す図である。
【図１５】プロトコルチャートの第３の例に基づいて生成される第１の動作指令を示すフローチャートである。
【図１６】プロトコルチャートの第３の例に基づいて生成される第２の動作指令を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置に取得されるプロトコルチャートの第４の例を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に係るオフセットジョブ生成部により生成されるオフセットジョブを示す平面図である。
【図１９】プロトコルチャートの第４の例に基づいて生成される動作指令を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の発明者の知見によれば、生化学、生物・生命工学における実験においては、実験者の技量に依存する部分が大きいため、得られた結果が実験者の技量に依存するのか、その他の要因に依存するのか判別が難しく、客観的な検証の妨げとなる。そこで、発明者は、ロボットを含む処理システムを用いて実験を実施することで、人為的要因を排除することを検討している。
【００１６】
プロトコルに基づく実験をロボットに行わせるためには、多様な動作をロボットに行わせる必要がある。そのため、例えば、ロボットの動作をモジュール化し、モジュールを組み合わせることで、ロボットに対する動作指令を自動的に生成することが考えられる。しかしながら、モジュールを単純に組み合わせただけでは、特定の動作を行わせたい場合に、必ずしも必要とされない汎用的な動作が挿入される場合があり、ロボットの動作が冗長となり、実験の実行時間が長くなる場合がある。
【００１７】
そこで、本発明者は、プロトコルに基づく実験をロボットに行わせる動作指令を自動的に生成することについて鋭意研究開発を行い、新規かつ独創的な処理システム等を発明するに至った。以下、係る処理システム等について、実施形態を例示して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る処理システム２００の物理的な構成を示す概略図である。処理システム２００は、プロトコルを図示したプロトコルチャートに基づき、ロボット３の動作指令を生成する動作指令生成装置１と、生成された動作指令に基づき、ロボット３を制御するロボット制御装置２と、ロボット制御装置２により制御され、実験を実行するロボット３とを含む。動作指令生成装置１自体は、専用の機器であってもよいが、ここでは一般的なコンピュータを使用して実現されている。すなわち、市販のコンピュータにおいて、当該コンピュータを動作指令生成装置１として動作させるコンピュータプログラムを実行することによりかかるコンピュータを動作指令生成装置１として使用する。かかるコンピュータプログラムは、一般にアプリケーションソフトウェアの形で提供され、コンピュータにインストールされて使用される。当該アプリケーションソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭその他のコンピュータ読み取り可能な適宜の情報記録媒体に記録されて提供されてよく、また、インターネット等の各種の情報通信ネットワークを通じて提供されてもよい。あるいは、情報通信ネットワークを通じて遠隔地にあるサーバによりその機能が提供される、いわゆるクラウドコンピューティングにより実現されてもよい。また、ロボット制御装置２は、ここではロボット３と一体となって、又は別体に設けられており、動作指令生成装置１により生成された動作指令に基づいて、ロボット３に所望の動作を実行させる。
【００１９】
ロボット３は、多関節ロボットであり、処理対象に対する処理を行う。ロボット３は、アームによりピペットラック１０に収容されたピペット４を把持し操作する等、図示しあるいは図示しない実験器具を操作し、また、チューブラック５に格納されたマイクロチューブ６を把持し、マイクロチューブ６をチューブラック５からボルテックスミキサー１１や遠心分離器１２等へ移動させるなど、図示しあるいは図示しない各種容器を移動させることができる。本実施形態では、ロボット３は、ピペット４を用いて薬液を吸引又は注入する場合、チップラック７に用意されたチップ８をピペット４の先端に装着して作業を行う。チップ８は、原則として使い捨てされるものであり、使用済みのチップ８は、ダストボックス９に廃棄される。図１に示す例では、容量の異なる３種類のピペット４（第１〜３のピペット４）がピペットラック１０に用意されており、そのうちの一本をロボット３が把持している。また、処理システム２００には、ボルテックスミキサー１１と、遠心分離器１２等が含まれるが、これらは実験を行う場合に用いられる器具の一例であり、これらの器具に加えて又は換えて、他の器具が含まれてもよい。例えば、処理システム２００には、ペトリ皿を保管するラックや、マグネットラック等が含まれてもよい。また、ロボット３は図示した形態のものに限られず、単腕型ロボット等であってもよい。
【００２０】
図１には、処理システム２００において設定される基準点として、第１中間基準点２１０、第２中間基準点２１１、ピペットオフセット基準点２２０、チップ装着オフセット基準点２２１、チューブオフセット基準点２２２、遠心オフセット基準点２２３及びボルテックス作業点２３５が示されている。本実施形態に係る動作指令生成装置１は、ロボット３の動作を指示するためこれらの基準点を用いる。図２は、本発明の実施形態に係る処理システム２００において設定される基準点を示す概念図である。図２では、基準点と、基準点間をつなぐアームの動きを模式的に表した矢線とを示している。基準点は、４つのクラスに分類することができる。第１のクラスは、ジョブに依存しない基準点のクラスであり、第０基準点（原点）２０１がこのクラスに属する。図１に示すロボット３の姿勢は、原点２０１におけるものである。原点２０１は、実験を開始する前と終了した後に用いられる基準点であり、緊急の退避位置としても用いられる。
【００２１】
基準点の第２のクラスは、複数のジョブに属する基準点であり、本実施形態では、第１中間基準点２１０及び第２中間基準点２１１がこのクラスに属する。第１中間基準点２１０は、チューブラック５に関するジョブと、チップラック７に関するジョブと、ダストボックス９に関するジョブとに属する。また、第２中間基準点２１１は、ボルテックスミキサー１１に関するジョブと、遠心分離器１２に関するジョブとに属する。
【００２２】
基準点の第３のクラスは、ロボット３のアームを移動させる場合のオフセットの基点となる基準点であり、本実施形態では、ピペットオフセット基準点２２０、チップ装着オフセット基準点２２１、チューブオフセット基準点２２２及び遠心オフセット基準点２２３がこのクラスに属する。ここで、ピペットオフセット基準点２２０、チップ装着オフセット基準点２２１、チューブオフセット基準点２２２は、ピペット４をオフセットして移動する場合の基準点である。また、遠心オフセット基準点２２３は、マイクロチューブ６をオフセットして移動し、遠心分離器１２に収容する場合の基準点である。なお、ロボット３のアームをオフセットして移動させる動作の詳細については後述する。
【００２３】
基準点の第４のクラスは、ロボット３のアームを用いた作業を行う位置を表す基準点であり、本実施形態では、ピペットラック第１作業点２３０〜ピペットラック第３作業点、チップラック第１作業点２３１〜チップラック第１８作業点、廃棄作業点２３２、チューブラック第１作業点２３３ａ〜チューブラック第１２作業点２３３ｌ、遠心分離器第１作業点２３４〜遠心分離器第１２作業点及びボルテックス作業点２３５である。ここで、廃棄作業点２３２は、チップ８をダストボックス９に廃棄する場合の作業点であり、図１に図示するようにダストボックス９の直上に位置する。図３は、本発明の実施形態に係る処理システム２００において設定されるチューブラック第１作業点２３３ａ〜チューブラック第１２作業点２３３ｌを示す平面図である。図３では、ロボット３側から見た場合のチューブラック５を示している。チューブラック５の手前には、第１中間基準点２１０とチューブオフセット基準点２２２が位置する。チューブラック第１作業点２３３ａ〜チューブラック第１２作業点２３３ｌは、それぞれチューブラック５のマイクロチューブ６を収容する位置に設定される。ロボット３は、ピペット４を用いてマイクロチューブ６に薬液を注入等する場合、チューブラック第１作業点２３３ａ等にピペット４を把持したアームを移動させて作業を行う。
【００２４】
図２及び３に示す矢線により表される基準点間をつなぐロボット３のアームの移動は、アームと実験器具等との間に干渉が起こらないことが確認され、安全性が確保された経路を通って行われる。このように、ロボット３に処理を行わせる場合に、安全性が保証された移動経路を用いることで、アームと実験器具等との干渉を防止することができる。図２及び３に示す矢線のうち、中間基準点とオフセット基準点をつなぐ矢線により表されるロボット３のアームの移動を行わせるジョブを、接続ジョブＣｏと称する。例えば、第１中間基準点２１０からチューブオフセット基準点２２２へロボット３のアームを移動させるジョブは、接続ジョブＣｏである。また、オフセット基準点を基点としてアームをオフセットして移動させて同種類のジョブを繰返し行うジョブを、オフセットジョブＯｆと称する。例えば、チューブオフセット基準点２２２をオフセット動作の基点として、ロボット３のアームをオフセットして移動させて、チューブラック第１作業点２３３ａ、チューブラック第２作業点２３３ｂ等において薬液を注入するジョブを繰返し行うジョブは、オフセットジョブＯｆである。さらに、図２では、第１中間基準点２１０と第２中間基準点２１１とをつなぐ第１レベルつなぎジョブＩと、第１中間基準点２１０とピペットオフセット基準点２２０とをつなぐ第２レベルつなぎジョブＩＩと、チューブオフセット基準点２２２と遠心オフセット基準点２２３とをつなぐ第３レベルつなぎジョブＩＩＩと、を表す矢線を示している。これらのつなぎジョブについては、後に詳細に説明する。
【００２５】
図４は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１の物理的な構成を示す構成ブロック図である。図４に示した構成は、動作指令生成装置１として用いられる一般的なコンピュータを示しており、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１ｂ、外部記憶装置１ｃ、ＧＣ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１ｄ、入力デバイス１ｅ及びＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｒ／Ｏｕｔｐｕｔ）１ｆがデータバス１ｇにより相互に電気信号のやり取りができるよう接続されている。ここで、外部記憶装置１ｃはＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の静的に情報を記録できる装置である。またＧＣ１ｄからの信号はフラットパネルディスプレイ等の、使用者が視覚的に画像を認識するモニタ１ｈに出力され、画像として表示される。入力デバイス１ｅはキーボードやマウス、タッチパネル等の、ユーザが情報を入力するための機器であり、Ｉ／Ｏ１ｆは動作指令生成装置１が外部の機器と情報をやり取りするためのインタフェースである。
【００２６】
図５は、本実施形態に係る動作指令生成装置１の機能ブロック図である。なお、ここで示した機能ブロックは、動作指令生成装置１が有する機能に着目して示したものであり、必ずしも各機能ブロックに１対１に対応する物理的構成が存在することを要しない。いくらかの機能ブロックは動作指令生成装置１のＣＰＵ１ａ等の情報処理装置が特定のソフトウェアを実行することにより実現され、またいくらかの機能ブロックは動作指令生成装置１のＲＡＭ１ｂ等の情報記憶装置に特定の記憶領域が割り当てられることにより実現されてよい。
【００２７】
動作指令生成装置１は、ユーザからの各種の入力を受け付ける入力部２０と、プロトコルを図示したプロトコルチャートを取得するプロトコルチャート取得部２１とを有する。なお、プロトコルチャートについては後述する。また、動作指令生成装置１は、入力部２０により受けつけられた入力、及びプロトコルチャート取得部２１により取得されたプロトコルチャートに基づいて動作指令を生成する動作指令生成部２２を有する。さらに、動作指令生成装置１は、生成中及び生成された動作指令の電子データを記憶する動作指令記憶部３０と、動作指令記憶部３０に記憶された動作指令の電子データを成形しモニタ１ｈに表示する動作指令表示部３２と、生成された動作指令をロボットが読み取り可能な形式の電子ファイルとして出力する動作指令出力部３１とを有する。
【００２８】
入力部２０は、通常は図３に示した入力デバイス１ｅにより構成されるが、動作指令生成装置１がクラウドコンピューティングに用いられるアプリケーションサーバである場合には、遠隔地にある端末上でのユーザの操作情報が入力されるＩ／Ｏ１ｆが該当することになる。
【００２９】
外部記憶装置１ｃは、動作指令生成装置１の記憶部であり、処理ジョブ記憶部１ｃａ、つなぎジョブ記憶部１ｃｂ、中間基準点記憶部１ｃｃ、オフセット基準点記憶部１ｃｄ及び作業点記憶部１ｃｅを含む。処理ジョブ記憶部１ｃａは、後述するプロトコルチャートに表される処理シンボルに対応する１以上のジョブ等を記憶する。つなぎジョブ記憶部１ｃｂは、第１の処理シンボルに対応する１以上のジョブと、第２の処理シンボルに対応する１以上のジョブとの間をつなぐアームの移動を行う１以上のジョブを記憶する。中間基準点記憶部１ｃｃは、処理システム２００において設定される１以上の中間基準点を記憶する。オフセット基準点記憶部１ｃｄは、処理システム２００において設定される１以上のオフセット基準点を記憶する。作業点記憶部１ｃｅは、処理システム２００において設定される１以上の作業点を記憶する。
【００３０】
動作指令生成部２２には動作指令を生成するための種々の機能ブロックが含まれる。詳細は後ほど動作指令の生成手順を説明する際に合わせて説明するが、本実施形態に係る動作指令生成部２２には、処理順番が決定された複数の処理シンボルと、外部記憶装置１ｃに記憶された１以上のジョブとに基づいて、２以上の処理シンボルのそれぞれに対応する１以上のジョブを生成する処理ジョブ生成部２３が含まれる。また、動作指令生成部２２には、処理順番が連続する２つの処理シンボルに関し、処理順番が先である処理シンボルに対応する１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、処理順番が後である処理シンボルに対応する１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、第１の基準点から第２の基準点へと、アームを移動させるつなぎジョブを生成するつなぎジョブ生成部２４が含まれる。
【００３１】
なお、本明細書において、動作指令とは、単一のジョブ又は複数のジョブが組み合わされたジョブの集合体であって、処理対象が収容される容器に対する一単位のものとして認識される処理を指示する指令をいうものとする。動作指令は、プロトコルチャートに表された個々のシンボルをロボットの単位動作であるジョブに変換し、変換されたジョブの実行順を加味しつつ統合することで生成される。
【００３２】
処理ジョブ生成部２３には、ツール使用判断部２３ａ、ツール把持ジョブ生成部２３ｂ、ツール解放ジョブ生成部２３ｃ、オフセットジョブ生成部２３ｄ及び接続ジョブ生成部２３ｅが含まれる。ツール使用判断部２３ａは、処理順番が連続する２つの処理シンボルにそれぞれ対応する１以上のジョブにおけるツールの使用の要否を判断する。ここで、ツールとは、ロボット３のアームにより操作される実験器具であり、例えばピペット４である。ツール把持ジョブ生成部２３ｂは、ツール使用判断部２３ａによりツールの使用が必要と判断される場合に、ツールを把持する１以上のジョブを生成する。ツール解放ジョブ生成部２３ｃは、ツール使用判断部２３ａによりツールの使用が不要と判断される場合に、ツールを解放する１以上のジョブを生成する。オフセットジョブ生成部２３ｄは、処理シンボルに対応する１以上のジョブのうちいずれかに属するオフセット基準点から、オフセットしてロボット３のアームを移動させて、１以上のジョブのうち少なくとも１つのジョブを生成する。接続ジョブ生成部２３ｅは、処理シンボルに対応する１以上のジョブに含まれ、中間基準点からオフセット基準点又は作業点へロボット３のアームを移動させる１以上のジョブを生成する。
【００３３】
つなぎジョブ生成部２４には、第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａ、第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂ及び第３レベルつなぎジョブ生成部２４ｃが含まれる。第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａは、複数のジョブに属する第１の基準点から、複数のジョブに属する第２の基準点へと、アームを移動させる第１レベルつなぎジョブＩを生成する。第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、ツールを把持する１以上のジョブ及びツールを解放する１以上のジョブのうち少なくともいずれか一方に属する第３の基準点から、複数のジョブに属する第１の基準点へと、アームを移動させるか、又は複数のジョブに属する第２の基準点から、第３の基準点へと、アームを移動させる第２レベルつなぎジョブＩＩを生成する第２レベルつなぎジョブを生成する。第３レベルつなぎジョブ生成部２４ｃは、オフセットジョブに属する第１のオフセット基準点から、オフセットジョブに属する第２のオフセット基準点へと、アームを移動させる第３レベルつなぎジョブＩＩＩを生成する。
【００３４】
図６は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１に取得されるプロトコルチャートの第１の例を示す図である。本明細書において、プロトコルチャートとは、プロトコルを視覚的に理解し得る態様で図示したものをいい、プロトコルとは生化学や生物・生命工学等の分野において処理対象に対しなされる前処理等の作業手順及び条件を指すものとする。また、処理対象とは、同分野において実験の対象となる材料をさす。一般には、細胞やＤＮＡ等の生体組織の一部であることが多い。また、処理対象は一般に実験に特に適した器具、例えば、マイクロチューブ（遠枕管）、ペトリ皿（シャーレ）やマイクロプレート（マイクロタイタープレート）に収容されて実験に供されるが、本明細書で単に容器と言えば、実験における処理対象の収容に適したこれらの器具を指すものとする。また、便宜上、図６における上下方向を第１の方向と称し、第１の方向と交差する方向を第２の方向と称する。第１の方向と第２の方向との交差角度は必ずしも直角でなくともよいが、ここでは第１の方向と第２の方向は直交するものとする。そのため、第２の方向は図６における左右方向に向く。
【００３５】
本例のプロトコルチャートは、基本的には、処理対象を収容する容器の初期状態を示す初期シンボル１００と、その容器の最終状態を示す最終シンボル１０１を第１の方向に並べ、両者を初期シンボル１００から最終シンボル１０１に向かう順序線１０２で第１の方向に接続し、順序線１０２に沿って容器に対し行う個別の処理を示す処理シンボル１０３を配置したものである。図６に示す第１の例では、「Ｔｕｂｅ」と記載された初期シンボル１００及び最終シンボル１０１と、両者を接続する順序線１０２に関連付けられた複数の処理シンボル１０３とが記載されている。ここで、順序線１０２は、処理が行われる順序を矢線で表している。また、初期シンボル１００は、チューブラック５に配置されたマイクロチューブ６について処理を行うことを表し、最終シンボル１０１は、処理が行われたマイクロチューブ６をチューブラック５に戻すことを表す。
【００３６】
本例のプロトコルチャートには、順序線１０２から第２の方向に離間した位置に「ＡＤＤ」と記載された処理シンボル１０３が連続して２つ配置されている。「ＡＤＤ」と記載された２つの処理シンボル１０３は、それぞれ第２の方向に伸びる追加線１０４によって順序線１０２に接続され、マイクロチューブ６に薬液を追加する処理を表している。具体的に、初期シンボル１００側に配置された処理シンボル１０３には、「ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａ、５００［μｌ］」と記載され、当該処理シンボル１０３は、マイクロチューブ６に薬液Ａを５００μｌ追加する１以上のジョブに対応する。また、最終シンボル１０１側に配置された処理シンボル１０３には、「ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｂ、５００［μｌ］」と記載され、当該処理シンボル１０３は、マイクロチューブ６に薬液Ｂを５００μｌ追加する１以上のジョブに対応する。
【００３７】
本実施形態に係る動作指令生成装置１は、順序線１０２によって処理順番が決定された複数の処理シンボル１０３と、処理ジョブ記憶部１ｃａに記憶された１以上のジョブとに基づいて、２以上の処理シンボル１０３のそれぞれに対応する１以上のジョブを生成する。本例のプロトコルチャートの場合、動作指令生成装置１は、初期シンボル１００側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブを先に実行し、最終シンボル１０１側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブを後に実行するように、ジョブを生成する。処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブの生成は、処理ジョブ記憶部１ｃａに記憶された薬液追加処理のジョブを読み出すことで行う。薬液追加処理のジョブは、主に、ピペット４にチップ８を装着するジョブ、ピペット４により薬液を吸引するジョブ、ピペット４によりマイクロチューブ６に薬液を注入するジョブ及びピペット４に装着されたチップ８をダストボックス９に廃棄するジョブで構成される。また、薬液追加処理のジョブを行う前にロボット３がピペット４を把持していない場合、薬液追加処理のジョブの先頭にピペット４を把持する１以上のジョブが挿入される。このようなツール使用の判断は、以下に説明するようにツール使用判断部２３ａにより行われる。
【００３８】
図７は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１のツール使用判断部２３ａにおけるツール使用判断を示す第１のフローチャートである。ツール使用判断部２３ａは、はじめに、処理順番が連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブにおけるツールの使用の要否を判断する（ＳＴ１００）。本例のプロトコルチャートの場合、連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブとは、ピペット４を用いて薬液をマイクロチューブ６に注入するジョブであるから、ツールの使用が必要であると判断される。一方、ツールの使用が不要であると判断された場合、ツール使用判断部２３ａによる判断は終了する。
【００３９】
ツールの使用が必要と判断される場合（ＳＴ１００においてＹｅｓの場合）、処理順番が連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブの両方においてツールが使用されるか否かが判断される（ＳＴ１０１）。本例のプロトコルチャートの場合、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブの両方で、ツールであるピペット４を用いるから、ＳＴ１０１においてＹｅｓと判断される。一方、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち、先に行われる１以上のジョブ及び後に行われる１以上のジョブのいずれか一方のみでツールが使用される場合、ＳＴ１０１においてＮｏと判断され、「Ａ」に進む。「Ａ」以降のフローは次図において詳細に説明する。
【００４０】
連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブの両方においてツールが使用されると判断された場合（ＳＴ１０１においてＹｅｓの場合）、ロボット３のアームにツールが把持済みであるか否かが判断される（ＳＴ１０２）。ＳＴ１０２においてＮｏと判断される場合、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより、ツールを把持する１以上のジョブが生成される。ツール把持ジョブの生成は、処理ジョブ記憶部１ｃａに記憶された１以上のジョブを読み出すことで行われてよい。生成されたツール把持ジョブは、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち処理順番が先である１以上のジョブの先頭に挿入される。本例の場合、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブが行われる以前、ロボット３はいずれのツールも把持していないから、ＳＴ１０２においてＮｏと判断される。そして、ＳＴ１０３において、薬液Ａを追加する１以上のジョブの先頭に、生成されたツール把持ジョブが挿入される。
【００４１】
ＳＴ１０３が行われた後、又はＳＴ１０２においてＹｅｓと判断された場合、処理順番が連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブの両方において使用されるツールが異なるか否かが判断される（ＳＴ１０４）。使用されるツールが異ならない、すなわち使用されるツールが同じであると判断される場合、ツール使用判断部２３ａによる判断は終了する。本例の場合、薬液Ａを５００μｌ注入するジョブと、薬液Ｂを５００μｌ注入するジョブとは、同一のピペット４により実行することができるため、使用するツールが同じであると判断される。
【００４２】
仮に、処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブを、処理シンボル１０３の前後関係に依存しないように生成するなら、ツールを使用する１以上のジョブの先頭にツール把持ジョブを加え、末尾にツール解放ジョブを加えればよい。このようなジョブの構成を採用すると、ジョブの前後関係を判断せずに、処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブを順序線１０２により決定される処理順番で並べることで、プロトコルチャートに基づいて動作指令を生成することができる。しかしながら、このようなジョブの構成を採用すると、連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブの両方において使用されるツールが同じである場合であっても、ツールを一旦解放し、再び同一のツールを把持するという冗長な動作を行うこととなり、実験時間が長くなる。本実施形態に係る動作指令生成装置１によれば、連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブの両方において使用されるツールが同じである場合、ツールの持ち直しが行われることがなく、ロボット３が冗長な動作を行うことが防止され、実験の実行時間が短縮される。
【００４３】
使用されるツールが異なると判断される場合（ＳＴ１０４においてＹｅｓの場合）、ツール解放ジョブ生成部２３ｃは、処理順番が先である処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブとして第１のツールを解放する１以上のジョブを生成する。また、ツール把持ジョブ生成部２３ｂは、処理順番が後である処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブとして第２のツールを把持する１以上の前記ジョブを生成する。すなわち、ツールの持ち替えジョブが生成され、挿入される（ＳＴ１０５）。ツールの持ち替えジョブについては、後に他のプロトコルチャートの例を示して詳細に説明する。
【００４４】
図８は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１のツール使用判断部２３ａにおけるツール使用判断を示す第２のフローチャートである。図８のフローチャートは、図７のフローチャートのＳＴ１０１においてＮｏと判断された場合、すなわち、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち、先に行われる１以上のジョブ及び後に行われる１以上のジョブのいずれか一方のみでツールが使用されると判断された場合に行われる処理を表す。
【００４５】
この場合、はじめに、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち、先に行われる１以上のジョブにおいてツールが使用されるか否かが判断される（ＳＴ１０６）。連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち、先に行われる１以上のジョブにおいてツールが使用されると判断される場合（ＳＴ１０６においてＹｅｓと判断される場合）、ロボット３のアームにツールが把持済みであるか否かが判断される（ＳＴ１０７）。ＳＴ１０７においてＮｏと判断される場合、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより、ツール把持ジョブが生成されて、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち処理順番が先である１以上のジョブの先頭に挿入される（ＳＴ１０８）。
【００４６】
ＳＴ１０８が行われた後、又はＳＴ１０７においてＹｅｓと判断された場合、ツール解放ジョブ生成部２３ｃにより、ツール解放ジョブが生成されて、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち処理順番が先である１以上のジョブの末尾に挿入される（ＳＴ１０９）。その後、ツール使用判断部２３ａによる判断は終了する。このような場合については、後に他のプロトコルチャートの例を示して詳細に説明する。
【００４７】
一方、ＳＴ１０６においてＮｏと判断される場合、ツールは、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち、後に行われる１以上のジョブにおいて使用されるのであるから、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより、ツール把持ジョブが生成されて、後に行われる１以上のジョブの先頭にツール把持ジョブが挿入される（ＳＴ１１０）。その後、ツール使用判断部２３ａによる判断は終了する。
【００４８】
図９は、プロトコルチャートの第１の例に基づいて生成される動作指令を示すフローチャートである。プロトコルチャートの第１の例に基づいて生成される動作指令は、４つのジョブの集合体から構成される。１つ目は、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより生成されるツール把持ジョブであり、ＳＴ１１〜ＳＴ１３に表されるジョブである。２つ目は、初期シンボル１００側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブであり、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブである（ＳＴ１４）。３つ目は、最終シンボル１０１側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブであり、マイクロチューブ６に薬液Ｂを注入するジョブである（ＳＴ１５）。４つ目は、ツール解放ジョブ生成部２３ｃにより生成されるツール解放ジョブであり、ＳＴ１６〜ＳＴ１８に表されるジョブである。
【００４９】
ツール把持ジョブは、原点２０１に位置するロボット３のアームを、ピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブから始まる（ＳＴ１１）。アームの移動は、原点２０１からピペットオフセット基準点２２０へ直線的に行ってもよいし、実験器具を迂回する等の目的で、曲線に沿って行ってもよい。
【００５０】
アームをピペットオフセット基準点２２０に移動させた後、アームをピペットオフセット基準点２２０からピペットラック第１作業点２３０へ移動させ、第１のピペット４を把持し、アームをピペットラック第１作業点２３０からピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブが行われる（ＳＴ１２）。ここで、薬液を吸引する量に応じて、ピペットラック１０に収められた複数のピペット４のうちいずれかを選択して把持することとしてもよい。ピペットラック第１作業点２３０以外に収められたピペット４を用いる場合、ピペットオフセット基準点２２０を基点として、アームをオフセットして移動させることで、ピペット４を把持するジョブを生成してもよい。
【００５１】
ピペット４を把持した後、アームをピペットオフセット基準点２２０から第１中間基準点２１０へ移動させるジョブが行われる（ＳＴ１３）。当該ジョブは、第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂにより生成される。第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、ツールを把持する１以上のジョブ及びツールを解放する１以上のジョブのうち少なくともいずれか一方に属する第３の基準点から、複数のジョブに属する第２の基準点へと、アームを移動させる第２レベルつなぎジョブＩＩを生成する。又は、第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、複数のジョブに属する第２の基準点から、ツールを把持する１以上のジョブ及びツールを解放する１以上のジョブのうち少なくともいずれか一方に属する第３の基準点へと、アームを移動させる第２レベルつなぎジョブＩＩを生成する。本例の場合、第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、ピペット４を把持するジョブに属するピペットオフセット基準点２２０から、複数のジョブに属する第１中間基準点２１０へと、アームを移動させる第２レベルつなぎジョブＩＩを生成する。具体的に、本実施形態に係る動作指令生成装置１の第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、以下のようにして第２レベルつなぎジョブＩＩを生成する。第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、つなぎジョブ記憶部１ｃｂに記憶された複数のつなぎジョブから、該当する基準点間に関するつなぎジョブを読み出すことで、第２レベルつなぎジョブＩＩを生成する。あるいは、第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、ロボット３のアームの干渉を考慮しつつ、公知のアルゴリズムを用いて、アームの経路を自動生成することにより第２レベルつなぎジョブＩＩを生成してもよい。第３の基準点及び第２の基準点の候補となる点が多数ある場合、予め全ての組み合わせについてつなぎジョブを用意しておくことが困難となるため、そのような場合にアームの経路を自動生成する構成が有利となる。
【００５２】
アームの経路を自動生成するアルゴリズムとしては、例えば、障害物との干渉が無いロボットの姿勢をランダムに幾つか生成し、それらを繋ぎ合わせたロードマップからグラフ探索アルゴリズムにより経路を生成するＰＲＭ（Probabilistic Roadmap Method）が知られている。ここで、与えられたロードマップから最短経路を生成するグラフ探索アルゴリズムとしては、ダイクストラ法や、ダイクストラ法を改良したＡ＊アルゴリズムが知られている。経路を自動生成する他のアルゴリズムとして、動作の開始点を基点として障害物との干渉が無い経路木をランダムに幾つか生成し、経路木の先端を新たな基点として経路木のランダム生成を繰り返すＲＲＴ（Rapidly-exploring Random Trees）も知られている。また、これらの方法を改良したアルゴリズムとして、ＰＲＭとＲＲＴを組み合わせたＳＲＴ（Sampling-based Roadmap of Trees）やＲＲＭ(Rapidly-exploring RoadMap)が知られている。これらのアルゴリズムは、ロボットの姿勢をランダムに生成する点で共通するが、ランダム性を有しないアルゴリズムも知られている。例えば、ポテンシャル法は、アームの到着点で値が低く、障害物の位置で値が高くなるようなポテンシャルを導入し、そのポテンシャルの勾配に沿ってアームを動かす方法である。
【００５３】
本実施形態に係る第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、例示したアルゴリズム等を用いて、２つのオフセット基準点の一方を始点、他方を終点としたアームの経路を自動生成する。アームの経路を自動生成するアルゴリズムは、例示したアルゴリズム以外のアルゴリズムであってもよく、アームと周囲の実験器具等とが干渉しない経路を生成するアルゴリズムであれば、どのようなものであっても適用できる。後に詳細に説明する第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａ及び第３レベルつなぎジョブ生成部２４ｃについても、アームの経路の自動生成は同様のアルゴリズムによって行われてよい。
【００５４】
本実施形態に係る動作指令生成装置１は、第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂを有することにより、ツールの把持・解放におけるアームの位置と、他の複数の作業に共通であるアームの位置とを、１つのつなぎジョブで結ぶことができ、必要とされるつなぎジョブの数を減らすことができる。そのため、ロボット３の動作が簡素化され、動作指令の生成効率を向上させることができる。
【００５５】
アームが第１中間基準点２１０に移動されると、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブが行われる（ＳＴ１４）。当該ジョブは、複数のサブジョブから構成されている。図１０は、薬液を注入するジョブに含まれるサブジョブを示すフローチャートである。一連のジョブは、第１中間基準点２１０からチップ装着オフセット基準点２２１へと、アームを移動させる接続ジョブＣｏから始まる（ＳＴ１４１）。ここで、ロボット３が複数のアームを有する場合、移動するアームとは、ピペット４を把持するアームである。
【００５６】
その後、チップ装着オフセット基準点２２１からチップラック第１作業点２３１にアームを移動して、ピペット４の先端にチップ８を装着し、アームをチップラック第１作業点２３１からチップ装着オフセット基準点２２１に移動するジョブが行われる（ＳＴ１４２）。ここで、チップラック７に配置されたチップ８を順次装着するため、チップ８を装着した回数をカウントして、チップ装着オフセット基準点２２１を基点として、アームをカウント数に応じてオフセットして移動させ、チップラック第１作業点２３１〜チップラック第１８作業点に配置されたチップ８を装着することとしてよい。
【００５７】
さらに、チップ装着オフセット基準点２２１から第１中間基準点２１０へアームを移動させる接続ジョブＣｏが行われ（ＳＴ１４３）、第１中間基準点２１０からチューブオフセット基準点２２２へアームを移動させる接続ジョブＣｏが行われる（ＳＴ１４４）。なお、本例では、説明を簡略化するため、ピペット４により薬液Ａを吸引するジョブは図示していない。ピペット４により薬液Ａを吸引するジョブは、チップ８を装着したピペット４を把持したアームを、薬液Ａが保管された容器の作業点に移動させる接続ジョブＣｏと、アームによりピペット４を操作して薬液Ａを５００μｌ以上吸引するジョブと、アームを第１中間基準点２１０に移動する接続ジョブＣｏとにより構成される。
【００５８】
ピペット４を把持したアームがチューブオフセット基準点２２２に移動されると、チューブオフセット基準点２２２からチューブラック第１作業点２３３ａにアームを移動させ、ピペット４を操作してチューブラック第１作業点２３３ａに配置されたマイクロチューブ６に薬液Ａを５００μｌ注入し、チューブラック第１作業点２３３ａからチューブオフセット基準点２２２へアームを移動させるジョブが行われる（ＳＴ１４５）。当該ジョブが、処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブの主たるサブジョブである。
【００５９】
その後、チューブオフセット基準点２２２から第１中間基準点２１０へアームを移動させる接続ジョブＣｏが行われ（ＳＴ１４６）、第１中間基準点２１０から廃棄作業点２３２へアームを移動させる接続ジョブＣｏが行われる（ＳＴ１４７）。そして、アームを操作して、チップ８をダストボックス９に廃棄するジョブが行われる（ＳＴ１４８）。
【００６０】
最後に、廃棄作業点２３２から第１中間基準点２１０へアームを移動させる接続ジョブＣｏが行われ（ＳＴ１４９）、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ１４）が終了する。
【００６１】
図９に戻り、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ１４）の後、最終シンボル１０１側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブであるマイクロチューブ６に薬液Ｂを注入するジョブが行われる（ＳＴ１５）。マイクロチューブ６に薬液Ｂを注入するジョブ（ＳＴ１５）に含まれるサブジョブは、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ１４）と同様であるから、説明を省略する。
【００６２】
さらに、ツール解放ジョブが行われる。ツール解放ジョブは、アームを第１中間基準点２１０からピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブから始まる（ＳＴ１６）。当該ジョブは、第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂにより生成される。本例の場合、第２レベルつなぎジョブ生成部２４ｂは、複数のジョブに属する第１中間基準点２１０から、ピペット４を解放するジョブに属するピペットオフセット基準点２２０へと、アームを移動させる第２レベルつなぎジョブＩＩを生成する。
【００６３】
アームをピペットオフセット基準点２２０に移動させた後、アームをピペットオフセット基準点２２０からピペットラック第１作業点２３０へ移動させ、ピペット４をピペットラック１０に収めて解放し、アームをピペットラック第１作業点２３０からピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブが行われる（ＳＴ１７）。最後に、ピペットオフセット基準点２２０から原点２０１へアームを移動して、原点復帰した状態で本例のプロトコルチャートに基づいて生成される動作指令が終了する。
【００６４】
図１１は、本発明の実施形態に係る処理システム２００において実行される緊急退避ジョブＥＲを示す概念図である。本実施形態に係るロボット３は、安全性が確保された動作指令に従って動作する。しかしながら、災害の発生等により、処理システム２００に不測の事態が生じた場合、その後の安全性が保証されないため、実験を中断することが望まれる。そのような場合に、本実施形態に係るロボット制御装置２は、動作指令に緊急退避ジョブＥＲを強制的に割り込ませて、ロボット３に緊急退避動作をとらせる。ここで、緊急退避動作とは、実行中の動作を中断して、ロボット３を原点２０１に復帰させる動作である。例えば、本例のプロトコルチャートに表されるジョブのうち、薬液Ａを注入するジョブをロボット３が行っている場合であって、ロボット３のアームがチューブオフセット基準点２２２に位置している場合に不測の事態が生じたとする。その場合、ロボット制御装置２は、緊急退避ジョブＥＲとして、ロボット３のアームをチューブオフセット基準点２２２から原点２０１に強制的に復帰させるジョブを割り込ませる。なお、原点２０１への強制的な復帰は、既定の基準点を経由して行うこととしてもよい。すなわち、上述の例でいえば、チューブオフセット基準点２２２から第１中間基準点２１０を経由して原点２０１へアームを移動させることとしてもよい。本実施形態に係る処理システム２００は、不測の事態が発生した場合であっても、ロボット制御装置２により緊急退避ジョブＥＲを割り込ませることで、処理システム２００による実験が中断されてロボット３が安全な姿勢をとるため、処理システム２００の故障が防止される。
【００６５】
図１２は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１に取得されるプロトコルチャートの第２の例を示す図である。本例のプロトコルチャートには、順序線１０２から第２の方向に離間した位置に「ＡＤＤ」と記載された処理シンボル１０３が連続して２つ配置されている。「ＡＤＤ」と記載された２つの処理シンボル１０３は、それぞれ第２の方向に伸びる追加線１０４によって順序線１０２に接続され、マイクロチューブ６に薬液を追加する処理を表している。具体的に、初期シンボル１００側に配置された処理シンボル１０３には、「ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａ、５００［μｌ］」と記載され、当該処理シンボル１０３は、マイクロチューブ６に薬液Ａを５００μｌ追加する１以上のジョブに対応する。また、最終シンボル１０１側に配置された処理シンボル１０３には、「ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｃ、１０［μｌ］」と記載され、当該処理シンボル１０３は、マイクロチューブ６に薬液Ｃを１０μｌ追加する１以上のジョブに対応する。
【００６６】
本例のプロトコルチャートの場合におけるツール使用判断部２３ａによる判断を図７のフローチャートを参照しつつ説明する。ツール使用判断部２３ａは、はじめに、処理順番が連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブにおけるツールの使用の要否を判断する（ＳＴ１００）。本例の場合、連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブにおいてピペット４が使用されるから、ＳＴ１００においてＹｅｓと判断される。
【００６７】
次に、処理順番が連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブの両方においてツールが使用されるか否かが判断される（ＳＴ１０１）。本例のプロトコルチャートの場合、連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブにおいてピペット４が使用されるから、ＳＴ１０１においてＹｅｓと判断される。そして、ロボット３のアームにツールが把持済みであるか否かが判断され（ＳＴ１０２）、ロボット３はいずれのツールも把持していないから、ＳＴ１０２においてＮｏと判断される。そして、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより、ツールを把持する１以上のジョブが生成され、薬液Ａを追加する１以上のジョブの先頭に、生成されたツール把持ジョブが挿入される（ＳＴ１０３）。
【００６８】
その後、処理順番が連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブの両方において使用されるツールが異なるか否かが判断される（ＳＴ１０４）。本例の場合、薬液Ａを５００μｌ注入するジョブは比較的容量の大きい第１のピペット４を使用して行われ、薬液Ｃを１０μｌ注入するジョブは比較的容量の小さい第２のピペット４を使用して行われる。従って、使用するツールが異なると判断される。
【００６９】
ＳＴ１０４においてＹｅｓと判断されると、ツールの持ち替えジョブが生成され、挿入される（ＳＴ１０５）。本例の場合、ツール解放ジョブ生成部２３ｃは、処理順番が先である薬液Ａを注入する１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブとして第１のピペット４を解放する１以上のジョブを生成する。また、ツール把持ジョブ生成部２３ｂは、処理順番が後である薬液Ｃを注入する１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブとして第２のピペット４を把持する１以上の前記ジョブを生成する。以上により、本例の場合におけるツール使用判断部２３ａの判断は終了する。
【００７０】
本実施形態に係る動作指令生成装置１によれば、連続する２つの処理シンボルに対応する１以上のジョブについて、ジョブごとに最適なツールを使用することができる。例えば、ツールとしてピペットを使用する場合、薬液の吸引量に応じて、容量及び排出精度が異なるピペットを選択することができ、より精度の高い実験を行うことができる。
【００７１】
図１３は、プロトコルチャートの第２の例に基づいて生成される動作指令を示すフローチャートである。プロトコルチャートの第２の例に基づいて生成される動作指令は、５つのジョブの集合体から構成される。１つ目は、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより生成されるツール把持ジョブであり、ＳＴ２１〜ＳＴ２３に表されるジョブである。２つ目は、初期シンボル１００側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブであり、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブである（ＳＴ２４）。３つ目は、ツール把持ジョブ生成部２３ｂ及びツール解放ジョブ生成部２３ｃにより生成されるツール持ち替えジョブであり、ＳＴ２５〜ＳＴ２８に表されるジョブである。４つ目は、最終シンボル１０１側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブであり、マイクロチューブ６に薬液Ｃを注入するジョブである（ＳＴ２９）。５つ目は、ツール解放ジョブ生成部２３ｃにより生成されるツール解放ジョブであり、ＳＴ３０〜ＳＴ３２に表されるジョブである。これらのうち、ツール把持ジョブ（ＳＴ２１〜ＳＴ２３）と、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ２４）と、マイクロチューブ６に薬液Ｃを注入するジョブ（ＳＴ２９）と、ツール解放ジョブ（ＳＴ３０〜ＳＴ３２）とは、プロトコルチャートの第１の例に関して説明したのと同様のジョブであるから、繰返しの説明を省略する。以下、ＳＴ２５〜ＳＴ２８に表されるツール持ち替えジョブについて説明する。
【００７２】
マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ２４）が行われた後、ロボット３のアームは、第１のピペット４が把持された状態で第１中間基準点２１０に位置している。その後、第１中間基準点２１０からピペットオフセット基準点２２０へアームを移動させるジョブが行われる（ＳＴ２５）。そして、アームをピペットオフセット基準点２２０からピペットラック第１作業点２３０へ移動させ、第１のピペット４をピペットラック１０に収めて解放し、アームをピペットラック第１作業点２３０からピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブが行われる（ＳＴ２６）。以上のツール解放ジョブは、ツール解放ジョブ生成部２３ｃにより生成され、処理順番が先である処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブの末尾に挿入されるものである。
【００７３】
次に、ピペットオフセット基準点２２０を基点として、アームをピペットオフセット基準点２２０からピペットラック第２作業点へ移動させ、アームにより第２のピペット４を把持し、アームをピペットラック第２作業点からピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブが行われる（ＳＴ２７）。そして、第２のピペット４を把持した状態のアームを、ピペットオフセット基準点２２０から第１中間基準点２１０へ移動させるジョブが行われる（ＳＴ２８）。以上のツール把持ジョブは、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより生成され、処理順番が後である処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブの先頭に挿入されるものである。
【００７４】
図１４は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置に取得されるプロトコルチャートの第３の例を示す図である。本例のプロトコルチャートには、順序線１０２から第２の方向に離間した位置に「ＡＤＤ」と記載された処理シンボル１０３が１つ配置され、次に「ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＥ」と記載された処理シンボル１０３が配置されている。「ＡＤＤ」と記載された２つの処理シンボル１０３は、第２の方向に伸びる追加線１０４によって順序線１０２に接続され、マイクロチューブ６に薬液を追加する処理を表している。また、「ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＥ」と記載された処理シンボル１０３は、マイクロチューブ６を遠心分離処理することを表している。具体的に、初期シンボル１００側に配置された「ＡＤＤ」と記載された処理シンボル１０３には、「ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａ、５００［μｌ］」と記載され、当該処理シンボル１０３は、マイクロチューブ６に薬液Ａを５００μｌ追加する１以上のジョブに対応する。また、最終シンボル１０１側に配置された「ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＥ」と記載された処理シンボル１０３には、「１０［ｍｉｎ］」と記載され、当該処理シンボル１０３は、マイクロチューブ６を遠心分離器１２に収容して、１０分間の遠心分離処理を行う１以上のジョブに対応する。
【００７５】
本例のプロトコルチャートの場合におけるツール使用判断部２３ａによる判断を図７及び８のフローチャートを参照しつつ説明する。ツール使用判断部２３ａは、はじめに、処理順番が連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブにおけるツールの使用の要否を判断する（ＳＴ１００）。本例の場合、連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブのうち、薬液Ａを注入する１以上のジョブにおいてピペット４が使用されるから、ＳＴ１００においてＹｅｓと判断される。
【００７６】
次に、処理順番が連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブの両方においてツールが使用されるか否かが判断される（ＳＴ１０１）。本例のプロトコルチャートの場合、連続する２つの処理シンボル１０３にそれぞれ対応する１以上のジョブのうち、薬液Ａを注入する１以上のジョブにおいてピペット４が使用され、遠心分離処理を行う１以上のジョブにおいてはツールが使用されない（ロボット３のアームにピペット４等のツールが把持されない）から、ＳＴ１０１においてＮｏと判断される。
【００７７】
その後のフローは、図８に示されるフローチャートに従う。まず、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち、先に行われる１以上のジョブにおいてツールが使用されるか否かが判断される（ＳＴ１０６）。本例のプロトコルチャートの場合、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち、先に行われる１以上のジョブである薬液Ａを注入する１以上のジョブにおいてピペット４が使用されるから、ＳＴ１０６においてＹｅｓと判断される。そして、ロボット３のアームにツールが把持済みであるか否かが判断される（ＳＴ１０７）。本例の場合、アームにはいかなるツールも把持されていないから、ＳＴ１０７においてＮｏと判断される。その後、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより、ツール把持ジョブが生成されて、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち処理順番が先である薬液Ａを注入する１以上のジョブの先頭にツール把持ジョブが挿入される（ＳＴ１０８）。
【００７８】
さらに、ツール解放ジョブ生成部２３ｃにより、ツール解放ジョブが生成されて、連続する２つの処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうち処理順番が先である薬液Ａを注入する１以上のジョブの末尾に挿入される（ＳＴ１０９）。以上で、本例の場合におけるツール使用判断部２３ａによる判断は終了する。
【００７９】
図１５は、プロトコルチャートの第３の例に基づいて生成される第１の動作指令を示すフローチャートである。プロトコルチャートの第３の例に基づいて生成される動作指令は、８つのジョブの集合体から構成される。１つ目は、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより生成されるツール把持ジョブであり、ＳＴ４１〜ＳＴ４３に表されるジョブである。２つ目は、初期シンボル１００側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブであり、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブである（ＳＴ４４）。３つ目は、ツール解放ジョブ生成部２３ｃにより生成されるツール解放ジョブであり、ＳＴ４５〜ＳＴ４７に表されるジョブである。４つ目は、処理ジョブ生成部２３により生成されるマイクロチューブ６を把持するジョブであり、ＳＴ４８〜ＳＴ４９に表されるジョブである。５つ目は、第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａにより生成される第１レベルつなぎジョブである（ＳＴ５０）。６つ目は、最終シンボル１０１側に配置された処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブであり、マイクロチューブ６に対して遠心分離処理を行うジョブであり、ＳＴ５１〜ＳＴ５３に表されるジョブである。７つ目は、第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａにより生成される第１レベルつなぎジョブである（ＳＴ５４）。８つ目は、処理ジョブ生成部２３により生成されるマイクロチューブ６を解放するジョブであり、ＳＴ５５〜ＳＴ５７に表されるジョブである。これらのうち、ツール把持ジョブ（ＳＴ４１〜ＳＴ４３）と、マイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ４４）と、ツール解放ジョブ（ＳＴ４５〜ＳＴ４７）とは、プロトコルチャートの第１の例に関して説明したのと同様のジョブであるから、繰返しの説明を省略する。以下、ＳＴ４８〜ＳＴ５５に表される遠心分離処理のジョブについて説明する。
【００８０】
アームをピペットオフセット基準点２２０から第１中間基準点２１０へ移動する第２レベルつなぎジョブＩＩ（ＳＴ４７）が行われた後、アームは、いずれのツールも把持しない状態で第１中間基準点２１０に位置している。その後、マイクロチューブ６を把持するジョブが行われる。マイクロチューブ６を把持するジョブは、アームを第１中間基準点２１０からチューブオフセット基準点２２２へ移動するジョブから始まる（ＳＴ４８）。そして、アームをチューブオフセット基準点２２２からチューブラック第１作業点２３３ａに移動して、マイクロチューブ６を把持し、アームをチューブラック第１作業点２３３ａからチューブオフセット基準点２２２へ移動させるジョブが行われる（ＳＴ４９）。ここで、マイクロチューブ６を把持するアームは、ピペット４を把持するアームと同一のアームであってもよいし、別のアームであってもよい。本実施形態に係るロボット３では、右腕に相当するアームによってピペット４を把持し、左腕に相当するアームによってマイクロチューブ６を把持することしてよい。ＳＴ４８〜ＳＴ４９に表されるマイクロチューブ６を把持するジョブは、遠心分離器１２による遠心分離処理を行うジョブや、ボルテックスミキサー１１による撹拌処理を行うジョブ等、マイクロチューブ６を実験器具へ移送する必要があるジョブを行う以前に挿入される。
【００８１】
その後、アームを第１中間基準点２１０から第２中間基準点２１１へ移動する第１レベルつなぎジョブＩが行われる（ＳＴ５０）。本実施形態におけるつなぎジョブ生成部２４は、処理順番が連続する２つの処理シンボルに関し、処理順番が先である処理シンボルに対応する前記１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブに属する第１の基準点と、処理順番が後である処理シンボルに対応する１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブに属する第２の基準点とに基づいて、第１の基準点から第２の基準点へと、アームを移動させるつなぎジョブを生成する。本例の場合、処理順番が先である薬液Ａを注入する１以上のジョブのうち最後に行われる第１のジョブ（ＳＴ４７に表されるジョブ）に属する第１の基準点は、第１中間基準点２１０である。また、処理順番が後である遠心分離処理を行う１以上のジョブのうち最初に行われる第２のジョブ（ＳＴ５１に表されるジョブ）に属する第２の基準点は、第２中間基準点２１１である。そのため、つなぎジョブ生成部２４は、第１中間基準点２１０から第２中間基準点２１１へと、ロボット３のアームを移動させるつなぎジョブを生成する。ここで、ロボット３のアームとは、マイクロチューブ６を把持したアームである。具体的に、本実施形態に係る動作指令生成装置１の第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａは、つなぎジョブ記憶部１ｃｂに記憶された複数のつなぎジョブから、該当する基準点間に関するつなぎジョブを読み出すことで、第１レベルつなぎジョブＩを生成する。あるいは、第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａは、ロボット３のアームの干渉を考慮しつつ、公知のアルゴリズムを用いて、アームの経路を自動生成することにより第１レベルつなぎジョブＩを生成してもよい。第１の基準点及び第２の基準点の候補となる点が多数ある場合、予め全ての組み合わせについてつなぎジョブを用意しておくことが困難となるため、そのような場合にアームの経路を自動生成する構成が有利となる。
【００８２】
本実施形態に係る動作指令生成装置１は、つなぎジョブ生成部２４を有することにより、異なる処理シンボルに対応する１以上のジョブ間におけるアームの移動が、始点となる基準点と、終点となる基準点とに基づいて行われ、他の基準点を通る必要がなくなる。特に、１つの処理シンボルに対応する１以上のジョブを行うごとに原点復帰する必要がなくなり、作業時間が短縮される。
【００８３】
本実施形態に係るつなぎジョブ生成部２４は、第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａを含む。第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａは、複数のジョブに属する第１の基準点から、複数のジョブに属する第２の基準点へと、アームを移動させる第１レベルつなぎジョブを生成する。本例の場合、第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａは、少なくとも、チップ装着ジョブと、チップ廃棄ジョブと、チューブ操作に関するジョブとに属する第１中間基準点２１０から、少なくとも、遠心分離処理に関するジョブと、撹拌処理に関するジョブとに属する第２中間基準点２１１へと、アームを移動させる第１レベルつなぎジョブＩを生成する。
【００８４】
本実施形態に係る動作指令生成装置１は、第１レベルつなぎジョブ生成部２４ａを有することにより、複数のジョブに属する基準点を共通化し、必要とされるつなぎジョブの数を減らすことができる。そのため、ロボット３の動作指令が簡素化され、動作指令の生成効率を向上させることができる。また、複数のジョブに属する中間基準点を設定することで、複数のジョブをまとめて扱うことができる。
【００８５】
その後、マイクロチューブ６を把持したアームを、第２中間基準点２１１から遠心オフセット基準点２２３へ移動するジョブが行われる（ＳＴ５１）。そして、アームを遠心オフセット基準点２２３から遠心分離器第１作業点２３４へ移動して、マイクロチューブ６を遠心分離器１２に収容し、遠心分離のジョブが行われる。遠心分離は、処理シンボル１０３に従って、１０分間行われる。その後、アームによりマイクロチューブ６を把持して遠心分離器１２から取り出し、アームを遠心分離器第１作業点２３４から遠心オフセット基準点２２３へ移動することで、遠心分離処理が完了する（ＳＴ５２）。その後、マイクロチューブ６を把持したアームを、遠心オフセット基準点２２３から第２中間基準点２１１へ移動するジョブが行われる（ＳＴ５３）。なお、遠心分離処理は、遠心分離器１２に複数のマイクロチューブ６を収容して行ってもよい。その場合、遠心オフセット基準点２２３を基点として、アームをオフセットして移動することにより、マイクロチューブ６を遠心分離器第１作業点２３４〜遠心分離器第１２作業点に収容することとしてよい。
【００８６】
次に、アームを第２中間基準点２１１から第１中間基準点２１０へ移動する第１レベルつなぎジョブＩが行われる（ＳＴ５４）。その後、マイクロチューブ６を解放するジョブが行われる。すなわち、アームを第１中間基準点２１０からチューブオフセット基準点２２２に移動するジョブが行われ（ＳＴ５５）、アームをチューブオフセット基準点２２２からチューブラック第１作業点２３３ａに移動して、マイクロチューブ６を解放し、アームをチューブラック第１作業点２３３ａからチューブオフセット基準点２２２に移動するジョブが行われる（ＳＴ５６）。最後に、アームをチューブオフセット基準点２２２から、第１中間基準点２１０を経由して、原点２０１へ移動するジョブが行われ（ＳＴ５７）、本例のプロトコルチャートに基づいて生成される第１の動作指令が終了する。
【００８７】
図１６は、プロトコルチャートの第３の例に基づいて生成される第２の動作指令を示すフローチャートである。本例のプロトコルチャート（図１４に示すプロトコルチャート）に基づいて生成される第２の動作指令は、第３レベルつなぎジョブＩＩＩを含む点で、第１の動作指令と異なる。それ以外の構成は第１の動作指令と同様であるから、以下では主に相違する部分について説明する。
【００８８】
第２の動作指令では、マイクロチューブ６を把持するジョブは、アームを第１中間基準点２１０からチューブオフセット基準点２２２へ移動し、アームをチューブオフセット基準点２２２からチューブラック第１作業点２３３ａへ移動してマイクロチューブ６を把持し、アームをチューブラック第１作業点２３３ａからチューブオフセット基準点２２２へ移動させるジョブである（ＳＴ６８）。
【００８９】
第３レベルつなぎジョブ生成部２４ｃは、オフセットジョブに属する第１のオフセット基準点から、オフセットジョブに属する第２のオフセット基準点へと、アームを移動させる第３レベルつなぎジョブＩＩＩを生成する。ここで、オフセットジョブとは、オフセット基準点を基点としてアームをオフセットして移動させて同種類のジョブを繰返し行うジョブである。オフセットジョブに属するオフセット基準点は、複数の同種類のジョブに属する基準点である。一方、中間基準点は、多種類のジョブに属する基準点である。
【００９０】
本例のプロトコルチャートに基づいて生成される第２の動作指令の場合、第３レベルつなぎジョブ生成部２４ｃは、アームをチューブオフセット基準点２２２から遠心オフセット基準点２２３へ移動する第３レベルつなぎジョブＩＩＩを生成する（ＳＴ６９）。具体的に、本実施形態に係る動作指令生成装置１の第３レベルつなぎジョブ生成部２４ｃは、つなぎジョブ記憶部１ｃｂに記憶された複数のつなぎジョブから、該当する基準点間に関するつなぎジョブを読み出すことで、第３レベルつなぎジョブＩＩＩを生成する。あるいは、第３レベルつなぎジョブ生成部２４ｃは、ロボット３のアームの干渉を考慮しつつ、公知のアルゴリズムを用いて、アームの経路を自動生成することにより第３レベルつなぎジョブＩＩＩを生成してもよい。第１の基準点及び第２の基準点の候補となる点が多数ある場合、予め全ての組み合わせについてつなぎジョブを用意しておくことが困難となるため、そのような場合にアームの経路を自動生成する構成が有利となる。本実施形態に係る動作指令生成装置１は、第３レベルつなぎジョブ生成部２４ｃを有することにより、オフセット基準点間を直接つなぐアームの移動が行われ、原点を経由したり、多種類のジョブに共通する中間基準点を経由したりする必要がなくなり、作業時間がより短縮される。
【００９１】
その後、マイクロチューブ６に対して１０分間の遠心分離処理のジョブが行われる（ＳＴ７０）。遠心分離処理完了後、アームによりマイクロチューブ６を把持して、アームを遠心オフセット基準点２２３からチューブオフセット基準点２２２へ移動する第３レベルつなぎジョブＩＩＩが行われる（ＳＴ７１）。さらに、マイクロチューブ６をチューブラック第１作業点２３３ａに解放するジョブが行われ（ＳＴ７２）、アームをチューブオフセット基準点２２２から、第１中間基準点２１０を経由して、原点２０１へ移動するジョブが行われ（ＳＴ７３）、第２の動作指令が終了する。
【００９２】
図１７は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１に取得されるプロトコルチャートの第４の例を示す図である。本例のプロトコルチャートには、順序線１０２から第２の方向に離間した位置に「ＡＤＤ」と記載された処理シンボル１０３が１つ配置されている。「ＡＤＤ」と記載された２つの処理シンボル１０３は、第２の方向に伸びる追加線１０４によって順序線１０２に接続され、マイクロチューブ６に薬液を追加する処理を表している。具体的に、初期シンボル１００側に配置された処理シンボル１０３には、「ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａ、５００［μｌ］」と記載され、当該処理シンボル１０３は、マイクロチューブ６に薬液Ａを５００μｌ追加する１以上のジョブに対応する。また、本例のプロトコルチャートにおける初期シンボル１００には、容器数シンボル１０５が関連付けられている。容器数シンボル１０５は、「×２」の文字により、本例のプロトコルチャートに表される処理を、２つの同種類の容器について行うことを表している。すなわち、本例のプロトコルチャートに表された処理シンボル１０３は、第１のマイクロチューブ６に対して薬液Ａを５００μｌ注入し、第２のマイクロチューブ６に対して薬液Ａを５００μｌ注入する１以上のジョブに対応する。第１のマイクロチューブ６及び第２のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブは、オフセット基準点を基点としてアームをオフセットして移動させて同種類のジョブを繰返し行うことで実現される。
【００９３】
本実施形態に係るオフセットジョブ生成部２３ｄは、処理シンボル１０３に対応する１以上のジョブのうちいずれかに属するオフセット基準点から、オフセットしてロボット３のアームを移動させて、１以上のジョブのうち少なくとも１つのジョブを生成する。本例のプロトコルチャートの場合、オフセットジョブ生成部２３ｄは、「ＡＤＤ」と記載された処理シンボル１０３に対応する薬液Ａを注入する１以上のジョブに属するチューブオフセット基準点２２２から、オフセットしてアームを移動させて、第１のマイクロチューブ６と第２のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入する２つのジョブを生成する。オフセットしてアームを移動させるとは、オフセット基準点から所定間隔だけアームを一定方向に直線的に移動させることや、所定角度だけ一定方向に回転移動させることを意味する。オフセットジョブは、そのようにしてアームを移動させる毎に、移動先の点で同種類のジョブを繰り返すジョブである。
【００９４】
図１８は、本発明の実施形態に係るオフセットジョブ生成部２３ｄにより生成されるオフセットジョブを示す平面図である。同図中の矢線は、ピペット４を把持したアームの動きを表す。ピペット４を把持したアームは、はじめ第１中間基準点２１０に位置している。その後、アームを第１中間基準点２１０からチューブオフセット基準点２２２へ移動する接続ジョブＣｏが行われる。第１のマイクロチューブ６（チューブラック第１作業点２３３ａに収容されたマイクロチューブ６）に薬液Ａを注入するジョブは、アームをチューブオフセット基準点２２２からチューブラック第１作業点２３３ａへ移動して、薬液Ａを５００μｌ注入し、アームをチューブラック第１作業点２３３ａからチューブオフセット基準点２２２へ移動させるジョブによって構成される。また、第２のマイクロチューブ６（チューブラック第２作業点２３３ｂに収容されたマイクロチューブ６）に薬液Ａを注入するジョブは、アームをチューブオフセット基準点２２２からチューブラック５の長手方向に沿って移動させ、第１のマイクロチューブ６に対して行ったのと同様の動きを繰り返すことで第２のマイクロチューブ６に薬液Ａを５００μｌ注入する。ここで、仮に、容器数シンボル１０５によって表される容器数が２より大きい場合、第２のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入した後、アームをチューブラック５の長手方向に沿って移動させ、第１のマイクロチューブ６に対して行ったのと同様の動きを繰り返すことで第３のマイクロチューブ６等について薬液Ａを注入することができる。
【００９５】
本実施形態に係る動作指令生成装置１によれば、オフセットジョブ生成部２３ｄを有することで、同種類のジョブを繰返し行う場合に、繰返し動作をまとめて生成することができ、動作指令の生成効率が向上する。
【００９６】
図１９は、プロトコルチャートの第４の例に基づいて生成される動作指令を示すフローチャートである。プロトコルチャートの第４の例に基づいて生成される動作指令は、３つのジョブの集合体から構成される。１つ目は、ツール把持ジョブ生成部２３ｂにより生成されるツール把持ジョブであり、ＳＴ８１〜ＳＴ８３に表されるジョブである。２つ目は、オフセットジョブ生成部２３ｄにより生成されるオフセットジョブであり、第１のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブと（ＳＴ８４）、第２のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブである（ＳＴ８５）。３つ目は、ツール解放ジョブ生成部２３ｃにより生成されるツール解放ジョブであり、ＳＴ８６〜ＳＴ８８に表されるジョブである。
【００９７】
ツール把持ジョブは、原点２０１に位置するロボット３のアームを、ピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブから始まり（ＳＴ８１）、アームをピペットオフセット基準点２２０からピペットラック第１作業点２３０へ移動させ、第１のピペット４を把持し、アームをピペットラック第１作業点２３０からピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブが行われた後（ＳＴ８２）、アームをピペットオフセット基準点２２０から第１中間基準点２１０へ移動させるジョブにより完了する（ＳＴ８３）。
【００９８】
アームが第１中間基準点２１０に移動されると、第１のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ８４）及び第２のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ８５）が行われる。第１のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブ（ＳＴ８４）の詳細は、図１０において説明したのと同様である。第２のマイクロチューブ６に薬液Ａを注入するジョブは、チューブオフセット基準点２２２を基点として、アームをチューブラック第２作業点２３３ｂの前方へオフセットして移動させた後、第１のマイクロチューブ６に対して行ったのと同様のジョブを繰り返すことで行われる。
【００９９】
その後、ツール解放ジョブが行われる。ツール解放ジョブは、アームを第１中間基準点２１０からピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブから始まり（ＳＴ８６）、アームをピペットオフセット基準点２２０からピペットラック第１作業点２３０へ移動させ、第１のピペット４をピペットラック１０に収容して解放し、アームをピペットラック第１作業点２３０からピペットオフセット基準点２２０へ移動させるジョブが行われ（ＳＴ８７）アームをピペットオフセット基準点２２０から原点２０１へ移動させるジョブにより完了する（ＳＴ８８）。以上のより、本例のプロトコルチャートに基づいて生成される動作指令が終了する。
【０１００】
以上説明した実施形態の構成は具体例として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成そのものに限定することは意図されていない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形、例えば、機能や操作方法の変更や追加等を加えてもよく、また、フローチャートに示した制御は、同等の機能を奏する他の制御に置き換えてもよい。本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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