(57)【要約】  本出願は、研究室試料分配システム（１００）を動作させる方法であって、研究室試料分配システム（１００）は、  −  研究室試料容器（１４５）を保持するようになされている複数の試料容器キャリア（１４０）と、  −  試料容器キャリア（１４０）を支持するようになされている搬送面（１１０）と、  −  搬送面（１１０）上で試料容器キャリア（１４０）を移動させるようになされている複数の駆動要素（１２０）と、を備え、  −  ａ）試料容器キャリア（１４０）のうちの１つについてスタート（ＳＴ）からゴール（ＧＡ）まで搬送面（１１０）上で移動経路（ＭＰ）を計画するステップであって、搬送面（１１０）は、複数のノード（１１１）によって論理的にモデル化され、ノード（１１１）は、少なくとも１つの時間ウィンドウ（ｆＴＷ）のために空いており、または少なくとも１つの時間ウィンドウ（ｒＴＷ）のために予約されており、上記計画するステップは、１つの試料容器キャリア（１４０）の計画された移動が、１つのノード（ｎｉ）から次のノード（ｎｊ）を越えて少なくとも１つの更に次のノード（ｎｋ）までノンストップであるように、ノード（ｎｉ）のうちの１つのノードの空き時間ウィンドウ（ｆＴＷ）から少なくとも１つの次のノード（ｎｊ）および少なくとも１つの少なくとも更に次のノード（ｎｋ）の空き時間ウィンドウ（ｆＴＷ）への到達可能性を解析する工程と、ノード（１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋ）の一連の時間ウィンドウ（ＴＷ）を含む計画された移動経路（ＭＰ）を予約する工程とを含む、計画するステップと、  −  ｂ）駆動要素（１２０）のうちの少なくとも１つを制御することによって、１つの試料容器キャリア（１４０）が搬送面（１１０）上で予約された移動経路（ＭＰ）に沿って移動するように実行するステップと、を含む方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研究室試料分配システム（１００）を動作させる方法であって、前記研究室試料分配システム（１００）は、
研究室試料容器（１４５）を保持するようになされている複数の試料容器キャリア（１４０）と、
前記試料容器キャリア（１４０）を支持するようになされている搬送面（１１０）と、
前記搬送面（１１０）上で前記試料容器キャリア（１４０）を移動させるようになされている複数の駆動要素（１２０）と、を備え、
ａ）前記試料容器キャリア（１４０）のうちの１つについてスタート（ＳＴ）からゴール（ＧＡ）まで前記搬送面（１１０）上で移動経路（ＭＰ）を計画するステップであって、前記搬送面（１１０）は、複数のノード（１１１）によって論理的にモデル化され、前記ノード（１１１）は、少なくとも１つの時間ウィンドウ（ｆＴＷ）のために空いており、または少なくとも１つの時間ウィンドウ（ｒＴＷ）のために予約されており、ここで、前記計画するステップは、１つの前記試料容器キャリア（１４０）の計画された移動が、１つのノード（ｎｉ）から次のノード（ｎｊ）を越えて少なくとも１つの少なくとも更に次のノード（ｎｋ）までノンストップであるように、前記ノード（ｎｉ）のうちの１つのノードの空き時間ウィンドウ（ｆＴＷ）から少なくとも１つの次の前記ノード（ｎｊ）および少なくとも１つの少なくとも更に次の前記ノード（ｎｋ）の空き時間ウィンドウ（ｆＴＷ）への到達可能性を解析する工程と、ノード（１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋ）の一連の時間ウィンドウ（ＴＷ）を含む計画された前記移動経路（ＭＰ）を予約する工程とを含む、計画するステップと、
ｂ）前記駆動要素（１２０）のうちの少なくとも１つを制御することによって、１つの前記試料容器キャリア（１４０）が前記搬送面（１１０）上で前記予約された移動経路（ＭＰ）に沿って移動するように実行するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
ステップａ）は、
加速（ＡＣ）および／または最大速度（ＭＳＰ）ならびに／あるいは減速（ＤＣ）に依存して前記ノンストップ移動を計画する工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップａ）は、
前記計画されたノンストップ移動のために同じ開始時間（ＢＴ）を有する時間ウィンドウ（ＴＷ）を予約する工程
を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも更に次の前記ノード（ｎｋ）の距離数は、前記計画されたノンストップ移動が制限された移動長（ＬＭＬ）を有するように制限される
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ステップａ）は、
計画期間（ＰＰ）後の将来だけにおける時間ウィンドウ（ＴＷ）への前記到達可能性を解析する工程
を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
一度に前記試料容器キャリア（１４０）のうちの１つについてステップａ）を実行する工程
を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ステップａ）は、
移動経路期間（ＭＰＰ）、移動経路長（ＭＰＬ）、および／または移動ターン（ＭＴ）の数が最小化されるように、かつ／または前記搬送面（１１０）の摩耗および／または前記駆動要素（１２０）の摩耗が平衡化されるように、前記移動経路（ＭＰ）を計画する工程
を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ステップａ）は、
情報あり探索アルゴリズム、具体的には、Ａ＊アルゴリズムまたはＤ＊アルゴリズムを用いて前記移動経路（ＭＰ）を計画する工程
を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ステップｂ）は、
スタート時間（ＳＴＴ）になったときに、実行する工程
を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ステップｂ）は、
前記ノード（１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋ）のうちの少なくとも１つのノード上の試料容器キャリア（１４０）の一連の予約された時間ウィンドウ（ｒＴＷ）が維持されるように実行する工程
を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記予約された移動経路（ＭＰ）または前記予約された移動経路（ＭＰ）の移動を実行するための待機期間（ＷＰ）を決定する工程と、
前記決定された待機期間（ＷＰ）が待機期間制限（ＷＰＬ）を超える場合に、移動経路（ＭＰ）を再計画する工程と
を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記試料容器キャリア（１４０）は、磁気的に作用する装置（１４１）を備え、
前記駆動要素（１２０）は、複数の電磁アクチュエータ（１２１）を備え、前記電磁アクチュエータ（１２１）は、前記搬送面（１１０）の下方に定置され、前記試料容器キャリア（１４０）に磁気移動力を加えることによって前記搬送面（１１０）上で前記試料容器キャリア（１４０）を移動させるようになされ、
前記ノード（１１１）は、前記電磁アクチュエータ（１２１）に割り当てられており、
ステップｂ）は、前記電磁アクチュエータ（１２１）を制御することによって、１つの前記試料容器キャリア（１４０）が前記搬送面（１１０）上で前記予約された移動経路（ＭＰ）に沿って移動するように実行する工程を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
研究室試料容器（１４５）を保持するようになされている複数の試料容器キャリア（１４０）と、
前記試料容器キャリア（１４０）を支持するようになされている搬送面（１１０）と、
前記搬送面（１１０）上で前記試料容器キャリア（１４０）を移動させるようになされている複数の駆動要素（１２０）と、
制御装置（１５０）と、を備え、前記制御装置（１５０）は、
前記試料容器キャリア（１４０）のうちの１つについてスタート（ＳＴ）からゴール（ＧＡ）まで前記搬送面（１１０）上で移動経路（ＭＰ）を計画するようになされており、前記搬送面（１１０）は、複数のノード（１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋ）によって論理的にモデル化され、前記ノード（１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋ）は、少なくとも１つの時間ウィンドウ（ｆＴＷ）のために空いており、または少なくとも１つの時間ウィンドウ（ｒＴＷ）のために予約されており、前記計画は、１つの前記試料容器キャリア（１４０）の計画された移動が、１つの前記ノード（ｎｉ）から次の前記ノード（ｎｊ）を越えて少なくとも１つの更に次の前記ノード（ｎｋ）までノンストップであるように、前記ノード（ｎｉ）のうちの１つのノードの空き時間ウィンドウ（ｆＴＷ）から少なくとも１つの次の前記ノード（ｎｊ）および少なくとも１つの少なくとも更に次の前記ノード（ｎｋ）の空き時間ウィンドウ（ｆＴＷ）への到達可能性を解析する工程を含み、ノード（１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋ）の一連の時間ウィンドウ（ＴＷ）を含む計画された前記移動経路（ＭＰ）を予約するようになされ、
前記駆動要素（１２０）のうちの少なくとも１つを制御することによって、１つの前記試料容器キャリア（１４０）が前記搬送面（１１０）上で前記予約された移動経路（ＭＰ）に沿って移動するように実行するようになされている、研究室試料分配システム（１００）。
【請求項１４】
前記試料容器キャリア（１４０）は、磁気的に作用する装置（１４１）を備え、
前記駆動要素（１２０）は、複数の電磁アクチュエータ（１２１）を備え、前記電磁アクチュエータ（１２１）は、前記搬送面（１１０）の下方で定置され、前記試料容器キャリア（１４０）に磁気移動力を加えることによって前記搬送面（１１０）上で前記試料容器キャリア（１４０）を移動させるようになされており、
前記ノード（１１１）は、前記電磁アクチュエータ（１２１）に割り当てられ、
前記制御装置（１５０）は、前記電磁アクチュエータ（１２１）を制御することによって、１つの前記試料容器キャリア（１４０）が前記搬送面（１１０）上で前記予約された移動経路（ＭＰ）に沿って移動するように実行するようになされている
請求項１３に記載の研究室試料分配システム（１００）。
【請求項１５】
複数の研究室ステーション（２０、２１、２２）と、
請求項１３または１４に記載の研究室試料分配システム（１００）と、を備え、前記研究室試料分配システム（１００）は、試料容器キャリア（１４０）を前記研究室ステーション（２０、２１、２２）へ移動させるようになされている、研究室自動化システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研究室試料分配システムを動作させる方法、研究室試料分配システム、およびそのような研究室試料分配システムを備えた研究室自動化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
知られている研究室試料分配システムは、典型的には、研究室試料容器内に収容された研究室試料を試料容器キャリアによって研究室ステーション間で分配するために研究室自動化システムに使用される。例えば、研究室試料分配システムは、文献ＥＰ３０９５７３９Ａ１に開示されている。具体的には、具体的には一定のルートを予め計算するステップと、予め計算されたルートに沿って試料容器キャリアを移動させるステップとが開示されている。詳細には、研究室試料分配の初期設定中、例えば、搬送面にわたって延びる一定のルートが、異なる移送位置に応じて、例えば、異なる移送位置間で予め計算される。言い換えれば、予め計算されたルートは、移送位置間の搬送面上で与えられる。通常動作モード中の研究室試料分配システムの初期設定後、駆動手段は、試料容器キャリアが異なる研究室ステーション間で分配される場合、試料容器キャリアが搬送面にわたる予め計算されたルートに沿って移動するように制御される。具体的には、搬送面は、論理フィールドに分割することができる。時間優先の予約スキームでは、予め計算されたルート上に配置されまたはそこにある調整可能な個数（例えば、１個から１００個）の論理フィールドは、試料容器キャリアが移動させられるためにそれぞれ予約することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、試料容器キャリアの移動に関する改善された、具体的には効率的で信頼の高い計算および実行を可能にする、研究室試料分配システムを動作させる方法、研究室試料分配システム、およびそのような研究室試料分配システムを備えた研究室自動化システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本目的は、請求項１に記載の研究室試料分配システムを動作させる方法、請求項１３に記載の研究室試料分配システム、および請求項１５に記載の研究室自動化システムによって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項に定められている。
【０００５】
本発明は、具体的には、研究室試料分配システムを動作させる自動的な方法に関する。研究室試料分配システムは、複数（例えば、２個から５０００個）の試料容器キャリアと、搬送面と、複数（例えば、１０個から１００００００個）の駆動要素とを備える。試料容器キャリアは、具体的には、それぞれ、研究室試料容器を保持するようになされ、または具体化される。搬送面は、試料容器キャリアを支持するようになされ、または具体化される。駆動要素は、搬送面上または搬送面にわたって試料容器キャリアを移動させるようになされ、または具体化される。上記方法は、ａ）それぞれ、試料容器キャリアのうちの１つについてスタートまたは原点からゴールまたは目的地まで搬送面上で移動経路を計画するステップ、具体的には自動的に計画するステップ、あるいは計算するステップまたは探索するステップを含む。具体的には搬送面全体、具体的にはそのレイアウトは、複数（例えば、１０個から１００００００個）のノードによって論理的にモデル化または抽象化される。ノードは、少なくとも１つの時間ウィンドウのために空いておりまたは利用可能であり、あるいは少なくとも１つの時間ウィンドウのために予約されているまたは利用不可能である。上記計画は、１つの試料容器キャリアの計画された移動またはセグメントが、１つのノードから次のノードを越えて少なくとも１つの少なくとも更に次のノードまでノンストップまたは不断であるように、ノードのうちの１つのノードの空き時間ウィンドウから具体的には複数の次のノードのうちの、具体的には全ての次のノードのうちの少なくとも１つの次のノード、および具体的には複数の少なくとも更に次のノードのうちの、具体的には全ての少なくとも更に次のノードのうちの少なくとも１つの少なくとも更に次のノードの空き時間ウィンドウへの到達可能性またはアクセス可能性を解析する工程、具体的には自動的に解析する工程を含む。上記方法は、ノードの一連の、具体的にはそれまで空いている時間ウィンドウを含む計画された移動経路を予約するステップ、具体的には自動的にまたは論理的に予約するステップを含む。上記方法は、ｂ）駆動要素のうちの少なくとも１つを制御、具体的には自動的に制御することによって、１つの試料容器キャリアが搬送面上で予約された移動経路に沿って移動するように実行するステップ、具体的には自動的に実行するステップを含む。
【０００６】
上記方法は、具体的には１つの試料容器キャリアの移動または駆動に関する改善された、具体的には効率的で信頼の高い計画および実行を可能にする。
具体的には、上記方法は、リアルタイムシステム上、具体的にはリアルタイム研究室試料分配システム上の実施に有利であり、試料容器キャリアのうちの１つの移動経路または駆動の計画中またはそれと同時に、試料容器キャリアのうちの少なくとも別の１つの少なくとも１つの移動経路または駆動の実行が行われ得る。言い換えれば、時間ウィンドウの計画は、ステップａ）、すなわち計画することと、ステップｂ）実行することの適切な、具体的には厳格な分離をもたらし得る。
【０００７】
別の方式として、予約は、計画するステップａ）中、具体的には駆動前にのみ実行されまたは行われ得る。それによって、リアルタイム能力は、影響を受け得ない。言い換えれば、実行するステップｂ）または駆動中は、予約または予約の変更を実行するまたは行うことができず、および／またはノードのうちの少なくとも１つのノード上の試料容器キャリアの一連の予約された時間ウィンドウを変更することはできない。
【０００８】
さらに、上記方法は、現在の交通状況をリアルタイムで検討し、最良の移動経路、具体的には最も速い移動経路を見つけることを可能にし得る。さらにまたは代替として、上記方法は、実行時間中の変更および／または予期しない障害を検討することを可能にし得る。具体的には、搬送インフラストラクチャおよび／またはゴールの到達可能性は変更になり得る。さらにまたは代替として、試料容器キャリアのうちの別の１つ、搬送面、および／または駆動要素のうちの１つは、誤差を有し、障害を引き起こす場合がある。
【０００９】
また、上記方法は、比較的正確な駆動時間の計算または推定、および／または駆動時間の変動性の取扱いを可能にし得る。
さらに、上記方法は、ステップａ）の比較的短い計画期間を可能にすることができる。さらに、本発明により計画される移動または駆動は、少なくとも１つのノンストップ移動またはセグメントを含むことができる。それによって、１つの試料容器キャリアは比較的高速に達することができ、比較的速い移動または駆動が可能にされ得る。
【００１０】
詳細には、具体的には１つの試料容器キャリアは、たった１つまたは単一の研究室試料容器を保持するようになされ得る、または具体化され得る。試料容器キャリアは、単一の試料容器キャリアとして示され得る。
【００１１】
研究室試料容器は、管として設計されてもよく、および／または上側、上部ならびに／あるいは面の端部に開口部を有してもよい。さらに、研究室試料容器は、ガラスまたは透明なプラスチック、あるいは任意の他の材料、具体的にはある程度固体の材料で作製されてもよい。また、研究室試料容器またはその開口部は、それぞれ、クロージャまたはキャップによってそれぞれ閉じられてもよい。クロージャは、ゴムおよび／またはプラスチックを含んでもよく、あるいはゴムおよび／またはプラスチックから完全になってもよい。さらに、クロージャは、蓋として、具体的には硬質の蓋として、または、フォイル、具体的には可撓性フォイル、あるいはフィルムまたはテープとして具体化されてもよい。
【００１２】
さらに、研究室試料容器は、研究室試料を収容するようになされてもよく、または具体化されてもよい。研究室試料は、血液試料、血清試料、血漿試料、尿試料、ＣＦＳ試料、体試料、水試料、または化学試料とすることができる。具体的には研究室試料は、液体とすることができる。
【００１３】
研究室試料容器またはその開口部は、それぞれ、存在する場合、研究室試料を処理、具体的には解析するために開かれ得る。
搬送面は、搬送表面として示すことができる。試料容器キャリアを支持することは、試料容器キャリアを保持するように示され得る。試料容器キャリアは、搬送面上または搬送面にわたって並進的に移動することができる。さらに、試料容器キャリアは、搬送面上で２次元に移動するようになされ得る。また、試料容器キャリアは、搬送面にわたって摺動することができる。
【００１４】
駆動要素は、電気駆動要素であってもよい。
具体的には、移動経路を形成する試料容器キャリアの１つまたは複数の移動は、駆動として示すことができる。移動経路は、それぞれ、繰り返しまたは複数のセクションもしくはセグメントで計画されてもよい。
【００１５】
１つの試料容器キャリアの移動経路は、個別的であり得、具体的には固有であり得る。具体的には次回、スタートおよびゴールが以前と同じものであり得るとしても、次の計画された移動経路は、以前のものから異なっていてもよい。言い換えれば、時間ウィンドウ解析は、試料容器キャリアについての移動経路を動的に計画または取得するために使用することができる。
【００１６】
試料容器キャリアのスタートおよびゴールは、個別的であり得、具体的には固有であり得る。具体的には、スタートは、試料容器キャリアの現在位置であり得る。
搬送面は、複数の移送位置、具体的には論理的な移送位置を含むことができ、スタートおよび／またはゴールは、それぞれ、移送位置のうちの１つであり得る。
【００１７】
移送位置は、具体的には、研究室ステーションに論理的に割り当てられまたは配分され得る。例えば、各研究室ステーションは、単一の対応する移送位置を有してもよい。代替として２つ以上の移送位置は、対応する研究室ステーションに割り当てられてもよい。さらにまたは代替として、移送位置は、具体的には搬送面上に位置するバッファ領域に具体的には論理的に割り当てられまたは配分され得る。例えば、各バッファ領域は、単一の対応する移送位置を有してもよい。代替として、２つ以上の移送位置は、対応するバッファ領域に割り当てられてもよい。移送位置は、研究室ステーションおよび／またはバッファ領域に静的または動的に割り当てることができる。言い換えれば、動作中、移送位置は、必要であれば、変更されてもよい。
【００１８】
スタートおよびゴール、ならびに具体的には、存在する場合、移送位置は、ノードに具体的には論理的に割り当てられまたはこれに対応することができ、またはノードによって表すことができる。
【００１９】
ノードは、具体的には搬送面上の同一のサイズおよび外形のフィールドまたは領域を表すことができる。具体的には、ノードまたはフィールドのそれぞれのサイズは、搬送面上の試料容器キャリアのそれぞれのサイズに、具体的にはそれぞれの設置面積に対応し得る。さらにまたは代替として、ノードまたはフィールドは、２次元に、具体的には行および列を有する格子状に配置することができる。
【００２０】
さらに、ノードは、具体的には表の形態で、ノードのグラフ理論またはデータ構造という意味におけるグラフ、具体的には有向グラフをそれぞれ形成することができる。さらなる詳細に関しては、対応する技術文献の参照がなされる。
【００２１】
移動経路は、具体的には繰り返す探索アルゴリズムによって計画することができる。
ノードごとに、空き時間ウィンドウおよび予約された時間ウィンドウのリストは、具体的には探索アルゴリズムによって維持または記憶することができる。
【００２２】
ノードの空き時間ウィンドウは、ノードの先のまたは先行する予約された時間ウィンドウの終わり、およびノードの後続のまたは続く予約された時間ウィンドウの始まりによって定めることができる。具体的には、ノードは、予約することができ、具体的には試料容器キャリアのうちの少なくとも１つの別のものによって占めることができる。さらにまたは代替として、ノードは、具体的には、予期しない障害の場合にバッファ領域によって、および／または搬送面の具体的には特定のレイアウトを表すために、永久に予約されてもよい。さらにまたは代替として、予期しない障害の場合には、ノード、具体的にはノードのグラフまたはデータ構造は、具体的には探索アルゴリズムによってそれぞれ修正されてもよい。
【００２３】
ノードおよびその時間ウィンドウは、具体的には表の形態で、ノードの時間ウィンドウグラフもしくはデータ構造、および／または時間ウィンドウをそれぞれ形成することができる。さらに、探索アルゴリズムは、具体的には時間ウィンドウグラフまたはデータ構造、具体的には空間および時間において移動経路を、それぞれ読むおよび探索することができる。
【００２４】
探索アルゴリズムの少なくとも１つの繰り返しまたはループ、具体的には複数の繰り返し、具体的には全ての繰り返しは、１つの試料容器キャリアの計画された移動またはセグメントが１つのノードから次のノードを越えて少なくとも１つの少なくとも更に次のノードまでノンストップであるように、ノードのうちの１つのノードの空き時間ウィンドウから少なくとも１つの次のノードおよび少なくとも１つの少なくとも更に次のノードの空き時間ウィンドウへの到達可能性を解析する工程を含むことができる。
【００２５】
具体的には、次のノードが最終ノード、具体的にはゴールおよび／または到達可能である場合を除いて、計画は、更に次のノードを解析する工程を含む必要はない。
言い換えれば、計画は、ノードのうちの１つのノードの空き時間ウィンドウから少なくとも１つの次のノードの空き時間ウィンドウへの到達可能性を解析する工程を含むことができ、到達可能である場合、次のノードの空き時間ウィンドウから少なくとも１つの少なくとも更に次のノードの空き時間ウィンドウへの到達可能性を解析する工程を含むことができ、具体的には到達可能である場合、というように続く。さらに、少なくとも１つの次のノードの時間ウィンドウが到達可能でない、具体的には予約される場合、計画は、ノードのうちの１つのノードの空き時間ウィンドウから少なくとも別の１つの次のノードの空き時間ウィンドウへの到達可能性を解析する工程を含むことができ、存在する場合、および到達可能である場合、別の次のノードの空き時間ウィンドウから少なくとも１つの少なくとも更に次のノードの空き時間ウィンドウへの到達可能性を解析する工程を含むことができ、具体的には到達可能等である場合、というように続く。さらにまたは代替として、少なくとも１つの少なくとも更に次のノードの時間ウィンドウが到達可能でない、具体的には予約される場合、計画は、次のノードの空き時間ウィンドウから、または到達可能でない場合、別の１つの次のノードの空き時間ウィンドウから、具体的には到達可能である場合、少なくとも別の１つの更に次のノードの空き時間ウィンドウへの到達可能性を解析する工程を含むことができ、存在する場合、具体的には、というように続く。
【００２６】
少なくとも１つの次のノードは、隣り合うまたは隣接するノードとして示されてもよい。少なくとも１つの少なくとも更に次のノードは、隣り合わないまたは隣接しないノードとして示されてもよい。さらにまたは代替として、少なくとも更に次のノードは、更に次のノード、更に更に次のノード、更に更に更に次のノードなどを含んでもよい。
【００２７】
具体的には計画は、計画されたノンストップ移動が、少なくとも３つのノードを越えて、具体的には少なくとも４つのノードを越えて、具体的には少なくとも５つのノードを越えて、具体的には少なくとも１０個のノードを越えて、具体的には少なくとも２０個のノードを越えて延びるようになり得る。ノンストップ移動は、直線移動であってもよい。言い換えれば、計画されたノンストップ移動の移動またはセグメント長は、具体的には必要な移動ターンによって制限され得るまたは境界付けられ得る。
【００２８】
ノンストップ移動の計画の後、具体的にはゴールまたはスタートに向けての、移動経路についての次の移動、具体的にはノンストップ移動が、計画され得る。
詳細には、空き時間ウィンドウが到達可能であるために、１つまたは複数の条件が満たされなければならないことが必要であり得る。条件は、具体的には空き時間ウィンドウ間の十分な重なりであり得る。さらに、条件は、空き時間ウィンドウの最小の期間またはサイズであり得る。具体的には、最小の空き時間ウィンドウ期間は、試料容器キャリアの平均移動または駆動時間または速度に応じ得るあるいはこれに基づき得る。さらにまたは代替として、条件は、移動方向または向きであってもよく、これに沿ってノードは移動または駆動することができる。具体的には、到達可能性は、具体的には定められた一方向によって規制または制限を受けることができ、具体的には、搬送面の決定された領域内でまたは決定されたノードの中間でそれぞれ定めることができる。言い換えれば、１つのノードから次のノードへの試料容器キャリアの移動は、許可され得るが、上記次のノードから上記１つのノードへの試料容器キャリアの移動は、禁止され得る。
【００２９】
計画の結果は、ノードまたは占有における入り時間および出時間によってそれぞれ定められ得る移動経路に沿った全てのノードおよび対応する時間ウィンドウを含むまたは収めるリストであり得る。
【００３０】
ノードの時間ウィンドウは、具体的には移動経路または駆動のための第１の時間について予約され得る。詳細には、予約は、時間ウィンドウの時間ウィンドウグラフまたはデータ構造にそれぞれ書き込むことができる。
【００３１】
実行するステップｂ）または駆動中、予約または予約の変更を、実行するまたは行うことはできず、および／またはノードのうちの少なくとも１つのノード上の試料容器キャリアの一連の予約された時間ウィンドウを変更することができない。言い換えれば、上記方法は、１つの試料容器キャリアの計画するステップａ）から、および試料容器キャリアのうちの少なくとも１つの別のものの実行するステップｂ）からの同時の書き込み、具体的には時間ウィンドウグラフまたはデータ構造への読み書き、アクセスをそれぞれ要求する必要はない。
【００３２】
解析は、時間ウィンドウグラフまたはデータ構造から予約された時間ウィンドウを読み込むこと、および／または時間ウィンドウグラフまたはデータ構造内で空き時間ウィンドウを探索することをそれぞれ含むことができる。
【００３３】
ステップは、段階として示すことができる。
具体的にはステップｂ）は、ステップａ）後に実行することができる。
本発明の一実施形態によれば、ステップａ）は、具体的には試料容器キャリアの加速および／または最大速度、具体的には到達した場合、ならびに／あるいは減速に依存してノンストップ移動またはセグメントを計画する工程、具体的にはそれを自動的に計画する工程を含む。これにより、研究室試料分配システムの効率、具体的にはスループットを向上させることを可能にする。具体的には、ノンストップ移動またはセグメントの長さ、具体的には、最初のノード、最後のノード、および搬送面の中間または上の少なくとも１つのノードを、計画するステップａ）中にそれぞれ知ることができるので、最初のノードまたは搬送面の対応する部分の加速、および／または最後のノードまたは搬送面の対応する部分の減速、ならびに／あるいは到達した場合、中間のノードの最大速度を検討することができる。これは、比較的正確な駆動時間計算を可能にすることができる。さらに、これは、移動経路について比較的短い時間ウィンドウを計画するおよび予約することを可能にすることができる。具体的には、加速は、平均の加速、具体的には一定の加速とすることができ、および／または０．１メートル毎秒毎秒（ｍ／ｓ２）から１００ｍ／ｓ２、具体的には１ｍ／ｓ２から１０ｍ／ｓ２の値を含むことができる。最大速度は、平均の速度、具体的には一定の速度とすることができ、および／または０．０１メートル毎秒（ｍ／ｓ）から１００ｍ／ｓ、具体的には０．１ｍ／ｓから１０ｍ／ｓの値を含むことができる。減速は、平均の減速、具体的には一定の減速とすることができ、および／または０．１ｍ／ｓ２から１００ｍ／ｓ２、具体的には１ｍ／ｓ２から１０ｍ／ｓ２の値を含むことができる。
【００３４】
本発明の一実施形態によれば、ステップａ）は、具体的には１つの試料容器キャリアの計画されたノンストップ移動またはセグメントのために、具体的にはノンストップ移動の全ノードの同じ開始時間または入り時間を有する時間ウィンドウを予約する工程、具体的には自動的に予約する工程を含む。これは、１つの試料容器キャリアのノンストップ移動またはセグメントの実行との干渉を引き起こし得る、具体的には移動がそれ以上ノンストップであり得ないような移動の中断を引き起こす、試料容器キャリアのうちの少なくとも１つの別のものの移動の予約、具体的には上記計画されたノンストップ移動またはセグメントの最初のノードの後のノードの移動の予約を避けるまたは防ぐことを可能にする。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも更に次のノードの距離数は、計画されたノンストップ移動またはセグメントが具体的には搬送面上に制限された移動またはセグメント長を有するように制限または境界付けされる。これは、具体的には１つの試料容器キャリアの計画されたノンストップ移動のために同じ開始時間が予約される場合、具体的にはその移動経路の計画において、あまり多くのノードが予約されず、したがって試料容器キャリアのうちの少なくとも１つの別のものが邪魔または阻止され得ることを避けることを可能にする。具体的には、距離数は、ノードから次のノードまでの距離を定めることができる。例えば、距離数２は、少なくとも１つの次のノードおよび少なくとも１つの更に次のノードだけを検討し、更に更に次のノードを検討しないことを意味し得る。具体的には、距離数は、最大１９、具体的には最大９、具体的には最大４であり得る。さらにまたは代替として、距離数は、最小の１であってもよい。
【００３６】
本発明の一実施形態によれば、ステップａ）は、具体的には計画期間後の将来だけにおける空き時間ウィンドウへの到達可能性を解析する工程、具体的には自動的に解析する工程を含む。これは、実行するステップｂ）が行われるまたはスタートするはずである前に計画するステップａ）が実行され、終了され、または完了されることを確実にすることを可能にする。言い換えれば、実行するステップｂ）またはそのスタート時間については、現在時間または実際時間における時間ウィンドウが検討され得るのではなく、現在時間プラス計画期間におけるまたはその後の時間ウィンドウが検討され得る。計画期間は、予想期間として示すことができる。具体的には、計画期間は、具体的には０．１ミリ秒（ｍｓ）から１００００ｍｓ、具体的には１ｍｓから１０００ｍｓの最小値および／または最大値を含むことができる。
【００３７】
本発明の一実施形態によれば、方法は、一度に具体的には搬送面またはノードについて、具体的には試料容器キャリアのうちのたった１つについてステップａ）を実行し、および具体的には同時に他の試料容器についてはステップａ）を実行しないことを含む。言い換えれば、マルチエージェント経路問題は、試料容器キャリアについて逐次的に解決される。別の方式として、試料容器キャリアについての移動経路を計画するステップａ）は、順次行われてもよい。しかしながら、移動経路の実行するステップｂ）は同時に行われてもよい。これは、具体的には逐次的手法は、試料容器キャリアのうちの少なくとも２つの、具体的には異なる試料容器キャリアについて同時に予約することを避けるまたは防ぐことを可能にする。具体的には、同時の予約が干渉する場合があり、具体的には同じノードが予約される場合があり、したがって、衝突をもたらし得る。しかしながら、研究室試料分配システムが、異なるノードによってそれぞれ論理的にモデル化された異なる、具体的には干渉しないおよび／または独立した搬送面を備える場合、ステップａ）は、異なる搬送面またはそのノードについて、同時に実行されてもよい。
【００３８】
本発明の一実施形態によれば、ステップａ）は、移動経路期間、移動経路長、および／または移動ターンの数が最小化されるように、かつ／または搬送面の摩耗および／または駆動要素の摩耗が平衡化されるように、移動経路を計画する工程、具体的には移動経路を自動的に計画する工程を含む。これは、計画された移動経路が、最速または最短、および／または空き時間ウィンドウを通じた最短移動経路であることを可能にし得る。さらにまたは代替として、これは、経時効果が平衡化され得ることを可能にすることができる。これは、具体的には、リアルタイムで動的に変化し得る（例えば、経時効果を平衡化するために摩耗を考慮に入れる）計画のコスト関数の中に１つまたは複数の基準を入れることを考慮するものとして示され得る。
【００３９】
一実施形態によれば、ステップａ）は、情報あり探索アルゴリズム、具体的にはＡ＊アルゴリズムまたはＤ＊アルゴリズムを用いて移動経路を計画する工程、具体的には自動的に計画する工程を含む。具体的には、Ａ＊アルゴリズムは、例えば、スタート、ゴール、および存在する場合、具体的には移送位置の形態における異なるノード間で横断可能な経路を効率的に計算するために、経路探索およびグラフトラバーサルに用いられるアルゴリズムである。Ａ＊アルゴリズムは、最良優先探索を使用し、所与のスタートノードから１つのゴールノードへの最小コストの経路を見つける。Ａ＊アルゴリズムがグラフを横断するとき、Ａ＊アルゴリズムは、最小が予期される総コストの経路に従い、道筋に沿った代替経路セグメントのソートされた優先度付きキューを維持する。Ｄ＊アルゴリズムは、改良されたＡ＊アルゴリズムである。さらなる詳細に関しては、対応する技術文献の参照がなされる。
【００４０】
本発明の一実施形態によれば、ステップｂ）は、スタート時間、具体的には開始時間になったときに、具体的には予約された移動経路または予約された移動経路の移動を実行する工程、具体的には自動的に実行する工程を含む。具体的には、存在する場合、スタート時間または開始時間は、存在する場合、具体的には後の現在時間プラス計画期間とは異なり得る。
【００４１】
本発明の一実施形態によれば、ステップｂ）は、ノードのうちの少なくとも１つのノード上、具体的には複数のノード上、具体的には全部のノード上の具体的には異なる試料容器キャリアの一連の予約された時間ウィンドウが、具体的には計画された通りに、維持されるように、具体的には予約された移動経路または予約された移動経路の移動を実行する工程、具体的には自動的に実行する工程を含む。これは、試料容器キャリアのうちの１つまたは複数が永遠に阻止され得る状況であるデッドロック、または衝突を避けるまたは防ぐこと可能にし、したがって試料容器キャリアおよび／または研究室試料容器の安定状態のスループットが確実にされ得る。さらに、これは、具体的には実行するステップｂ）または駆動がスタートする前に、到着順の情報を提供することを可能にする。具体的には、存在する場合、実行するステップｂ）、あるいは予約された移動経路の移動、またはそのスタート時間もしくは開始時間は、計画されたおよび／または予約された時間ウィンドウまたは時間からそれぞれ切り離すことができる。１つのノードによって論理的にモデル化された搬送面の一部における試料容器キャリアのうちの１つの予期しない遅延が生じる場合があり、したがって、それぞれ、試料容器キャリアの計画された時間ウィンドウまたは時間、からの逸脱が存在し得、具体的には計画された時間ウィンドウは、満たされない場合がある。
【００４２】
本発明の一実施形態によれば、方法は、予約された移動経路または予約された移動経路の移動もしくはセグメントを実行するための待機期間を決定する工程、具体的には自動的に決定する工程と、決定された待機期間が待機期間制限を超える場合または待機期間制限を超えると、具体的には１つの試料容器キャリアについて移動経路を再計画する工程、具体的には自動的に再計画する工程を含む。具体的には、方法は、具体的には、待機している試料容器キャリアだけについて、具体的には複数の試料容器キャリアについて、具体的には全部の試料容器キャリアについて、ステップａ）を繰り返すことを含み得る。これは、具体的には計画されたおよび予約された移動経路、または予約された移動経路の移動を実行するステップｂ）に大幅な遅延をもたらし得る予期しない障害に反応することを可能にする。具体的には、待機期間制限は、具体的には０．１秒から１０００秒、具体的には１秒から１００秒の最小値および／または最大値を含むことができる。
【００４３】
本発明の一実施形態によれば、ステップｂ）は、１つの試料容器キャリアが具体的には予約されたノードを去ったまたは通過した後に、それぞれ具体的には時間ウィンドウグラフまたはデータ構造において、それぞれノードの予約された時間ウィンドウを削除するまたは予約されたノードを解放することを含む。
【００４４】
本発明の一実施形態によれば、具体的には、試料容器キャリアは、磁気的に作用する装置をそれぞれ備える。駆動要素は、複数（例えば、１０個から１００００００個）の電磁アクチュエータを備える。電磁アクチュエータは、搬送面の下方に定置され、試料容器キャリアに磁気移動力を加えることによって搬送面上で試料容器キャリアを移動させるようになされ、または具体化される。ノードは、具体的には電磁アクチュエータに、具体的にはその位置またはポジションに論理的に割り当てられる。ステップｂ）は、電磁アクチュエータを制御することによって、具体的には電磁アクチュエータを自動的に制御することによって、１つの試料容器キャリアが搬送面上で予約された移動経路に沿って移動するように実行する工程、具体的には自動的に実行する工程を含む。
【００４５】
具体的には電磁アクチュエータは、搬送面上で具体的には１つの試料容器キャリアを移動させるように磁場を発生させるようになされ得る。磁気的に作用する装置は、磁気移動力が試料容器キャリアに加えられるように、電磁アクチュエータによって発生される磁場と相互作用するようになされてもよい。具体的には、磁気的に作用する装置は、永久磁石または電磁石とすることができる。さらにまたは代替として、磁気的に作用する装置は、軟磁性材料を含み得る。電磁アクチュエータは、強磁性コアを取り囲むソレノイドまたはコイルであり得る。さらに、電磁アクチュエータは、磁場を発生させるまたは与えるために個別に駆動または通電させられ得る。また、電磁アクチュエータは、２次元に、具体的には行および列を有する格子状に配置することができ、これに沿って電磁アクチュエータが配置される。さらに、電磁アクチュエータは、搬送面に平行な平面に配置することができる。
【００４６】
１つのノードまたはフィールド、具体的には複数のノードまたはフィールド、具体的には全部のノードまたはフィールドが、対応する電磁アクチュエータの上方の搬送面上に定められまたは位置することができ、あるいは対応する電磁アクチュエータをカバーすることができる。
【００４７】
さらにまたは代替として、駆動要素は、それぞれ、車輪を駆動させる複数の車輪および駆動モータを備えることができる。駆動モータおよび車輪は、搬送面上で試料容器キャリアを移動させるようになされ得る。ステップｂ）は、車輪および／または駆動モータを制御することによって、具体的には自動的に制御することによって、１つの試料容器キャリアが搬送面上で予約された移動経路に沿って移動するように実行する工程、具体的には自動的に実行する工程を含んでもよい。具体的には、試料容器キャリアは、車輪のうちの少なくとも１つおよび／または駆動モータのうちの少なくとも１つをそれぞれ備えることができる。
【００４８】
本発明は、研究室試料分配システムにさらに関する。研究室試料分配システムは、複数の試料容器キャリアと、搬送面と、複数の駆動要素と、制御装置とを備える。試料容器キャリアは、研究室試料容器を保持するようになされている。搬送面は、試料容器キャリアを支持するようになされている。駆動要素は、搬送面上で試料容器キャリアを移動させるようになされている。制御装置は、搬送面上で試料容器キャリアのうちの１つについてスタートからゴールまで移動経路を計画する、具体的には自動的に計画するようになされているまたは構成されている。搬送面は、複数のノードによって論理的にモデル化される。ノードは、少なくとも１つの時間ウィンドウのために空いている、または少なくとも１つの時間ウィンドウのために予約されている。計画は、１つの試料容器キャリアの計画された移動が１つのノードから次のノードを越えて少なくとも１つの更に次のノードまでノンストップであるように、ノードのうちの１つのノードの空き時間ウィンドウから少なくとも１つの次のノードおよび少なくとも１つの少なくとも更に次のノードの空き時間ウィンドウへの到達可能性を解析する工程、具体的には自動的に解析する工程を含む。さらに、制御装置は、ノードの一連の時間ウィンドウを含む計画された移動経路を予約する、具体的には自動的に予約するようになされているまたは構成されている。また、制御装置は、駆動要素のうちの少なくとも１つを制御することによって、具体的には自動的に制御することによって、１つの試料容器キャリアが搬送面上で予約された移動経路に沿って移動するように実行する、具体的には自動的に実行するようになされているまたは構成されている。
【００４９】
具体的には、上述したように、研究室試料分配システム、具体的にはその制御装置は、上記方法を実行するようになされまたは構成され得る。
本発明による方法によって、上述したような本発明による方法の利点は、研究室試料分配システムに適用可能になされ得る。
【００５０】
さらに、研究室試料分配システムは、方法について上述したように具体化され得る。
制御装置は、集積回路、タブレットコンピュータ、スマートフォン、またはコンピュータを備えるまたはそれらであることができる。さらにまたは代替として、制御装置は、マイクロプロセッサと、方法またはプログラム記憶装置とを備え得る、またはそれらであり得る。
【００５１】
本発明の一実施形態によれば、試料容器キャリアは、磁気的に作用する装置を備える。駆動要素は、複数の電磁アクチュエータを備える。電磁アクチュエータは、搬送面の下方で定置され、試料容器キャリアに磁気移動力を加えることによって搬送面上で試料容器キャリアを移動させるようになされ、または具体化される。ノードは、具体的には、電磁アクチュエータに論理的に割り当てられる。制御装置は、電磁アクチュエータを制御することによって、具体的には自動的に制御することによって、１つの試料容器キャリアが搬送面上で予約された移動経路に沿って移動するように実行する、具体的には自動的に実行するようになされているまたは構成される。
【００５２】
本発明は、研究室自動化システムにさらに関する。研究室自動化システムは、複数（例えば、２個から５０個）の研究室ステーションと、上述の研究室試料分配システムとを備える。研究室試料分配システムは、それぞれ試料容器キャリアを研究室ステーションへ移動させる、または試料容器キャリアを研究室ステーション間で分配するようになされるまたは具体化される。
【００５３】
本発明による研究室試料分配システムにより、上述したような本発明による研究室試料分配システムの利点は、研究室自動化システムに適用可能になされ得る。
具体的には、研究室ステーションは、解析前研究室ステーション、解析研究室ステーション、および／または解析後研究室ステーションを備えることができる。解析前研究室ステーションは、研究室試料、研究室試料容器、および／または試料容器キャリアの任意の種類の前処理を実行するようになされ得る。解析研究室ステーションは、研究室試料または研究室試料の一部、ならびに測定信号を発生させる試薬を使用するようになされてもよく、測定信号は、もしあれば分析物が存在しているかおよびどの濃度に分析物が存在しているかを示す。解析後研究室ステーションは、研究室試料、研究室試料容器、および／または試料容器キャリアの任意の種類の後処理を実行するようになされてもよい。解析前研究室ステーション、解析研究室ステーション、および／または解析後研究室ステーションは、キャップ開封ステーション、キャップ再装着ステーション、分取ステーション、遠心分離ステーション、記録保管ステーション、ピペッティングステーション、分類ステーション、チューブタイプ識別ステーション、試料品質決定ステーション、アドオンバッファステーション、液面検出ステーション、封止／封止解除ステーション、押出ステーション、ベルトステーション、コンベヤシステムステーション、および／または研究室試料容器を試料容器キャリアへまたは試料容器キャリアから移動させるグリッパステーションのうちの少なくとも１つを備え得る。
【００５４】
さらに、研究室ステーションは、研究室試料分配システムに、具体的にはその搬送面に隣接してまたはその隣に直接配置され得る。
搬送面は、複数の移送位置を含むことができ、移送位置は、具体的には研究室ステーションに論理的に割り当てることができる。
【００５５】
研究室試料、および／または研究室試料容器、ならびに／あるいは試料容器キャリアは、移送位置を用いて研究室ステーションから／へ移送することができる。例えば、ピックアンドプレース装置は、移送位置のうちの１つにまたは移送位置のうちの１つの上に位置する試料容器キャリアのうちの１つに含まれるまたはこの試料容器キャリアによって保持される研究室試料容器を取り上げることができ、研究室試料容器を研究室ステーションへ移送することができる。さらにまたは代替として、研究室試料容器は、研究室ステーションのうちの１つから具体的には移送位置のうちの１つに位置する試料容器キャリアのうちの１つの空所へ移送することができる。
【００５６】
以下に、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図面全体にわたって、同じ要素は、同じ参照番号により示される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による研究室試料分配システムを備える、本発明による研究室自動化システムの概略斜視図である。
【図２】図１の研究室試料分配システムの試料容器の概略縦断面図である。
【図３】図１の研究室試料分配システムを動作させる本発明による方法を概略的に示す図である。
【図４】図３の方法により複数のノードにより論理的にモデル化された図１の研究室試料分配システムの搬送面の概略上面図である。
【図５】ノードの空き時間ウィンドウおよび予約された時間ウィンドウのリストを概略的に示す図である。
【図６】図３の方法により計画されたノンストップ移動の予約された時間ウィンドウをそれぞれ含む時間ウィンドウグラフまたはデータ構造の一部を概略的に示す図である。
【図７】図３の方法の計画するステップおよび実行するステップのタイミングを概略的に示す図である。
【図８】図３の方法の時間ウィンドウグラフまたはデータ構造からそれぞれ読み込んだりそこへ書き込んだりする計画するステップと、時間ウィンドウグラフまたはデータ構造からそれぞれ読み込んだり削除したりする実行するステップとを概略的に示す図である。
【図９】図３の方法の計画するステップのフローチャートを概略的に示す図である。
【図１０】図３の方法の実行するステップのフローチャートを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図１は、発明の研究室自動化システム１０を示す。研究室自動化システム１０は、複数の研究室ステーション２０、２１、２２と、発明の研究室試料分配システム１００とを備える。
【００５９】
図示の実施形態では、研究室自動化システム１０は、３つの研究室ステーション２０、２１、２２を備える。代替実施形態では、研究室自動化システムは、４つ以上の研究室ステーションを備えてもよい。
【００６０】
研究室試料分配１００システムは、複数の試料容器キャリア１４０と、搬送面１１０と、複数の駆動要素１２０と、制御装置１５０とを備える。試料容器キャリア１４０は、研究室試料容器１４５を保持するようになされている。搬送面１１０は、試料容器キャリア１４０を支持するようになされている。駆動要素１２０は、搬送面１１０上で試料容器キャリア１４０を移動させるようになされている。
【００６１】
図１に示された実施形態では、研究室試料分配１００は、３つの試料容器キャリア１４０を備える。代替実施形態では、研究室試料分配システムは、４つ以上の試料容器キャリアを備えてもよい。
【００６２】
研究室試料容器１４５は、研究室ステーション２０、２１、２２によって解析される研究室試料をそれぞれ収容する。
研究室試料分配システム１００は、試料容器キャリア１４０を研究室ステーション２０、２１、２２へ移動させるようになされている。
【００６３】
図示の実施形態では、研究室ステーション２０、２１、２２は、研究室試料分配システム１００に、具体的には、その搬送面１１０に隣接して配置されている。
詳細には、試料容器キャリア１４０は、搬送面１１０上で互いに直交する２次元ｘ、ｙで並進的に移動することができる。
【００６４】
図示の実施形態では、試料容器キャリア１４０は、それぞれ、搬送面１１０と（具体的には直接）接触するようになされる摺動面を備え、搬送面１１０上で試料容器キャリア１４０の移動（具体的には摺動）を実行することを可能にする。
【００６５】
詳細には、試料容器キャリア１４０は、図２に示されるように、具体的には永久磁石の形態である、磁気的に作用する装置１４１を備える。駆動要素１２０は、複数の電磁アクチュエータ１２１を備える。電磁アクチュエータ１２１は、搬送面１１０の下方に定置され、試料容器キャリア１４０に磁気移動力を加えることよって搬送面１１０上で試料容器キャリア１４０を移動させるようになされている。
【００６６】
図示の実施形態では、電磁アクチュエータ１２１は、強磁性コア１２２を取り囲むソレノイドをそれぞれ備える。
さらに、電磁アクチュエータ１２１は、具体的には搬送面１１０に平行な平面に、行１２６および列１２７を有する格子状で二次元的に配置される。対応する電磁アクチュエータ１２１によって形成される方形枠の各中心には、電磁アクチュエータが配置されない。言い換えれば、各第２のポジションにおける各第２の行には、電磁アクチュエータ１２１は存在しない。
【００６７】
また、研究室試料分配システム１００は、具体的にはホールセンサおよび／または誘導センサの形態で、複数のポジションセンサ１２５を備える。ポジションセンサ１２５は、搬送面１１０上のそれぞれの試料容器キャリア１４０の具体的にはその磁気的に作用する装置１４１のポジションまたは位置が検出できるように配置される。制御装置１５０は、試料容器キャリア１４０のポジションを検出するためにポジションセンサ１２５に機能的に結合され、具体的にはそれと信号接続されている。制御装置１５０は、検出されたポジションに応じて駆動要素１２０、具体的には電磁アクチュエータ１２１を制御するようになされている。
【００６８】
図３は、研究室試料分配システム１００を動作させる発明の方法を示す。上記方法は、ａ）図１および図９に示されるように、試料容器キャリア１４０のうちの１つについてスタートＳＴからゴールＧＡまで搬送面１１０上で移動経路ＭＰを計画するステップを含む。図４に示されるように、搬送面１１０は、複数のノード１１１によって論理的にモデル化される。図５に示されるように、ノード１１１は、少なくとも１つの時間ウィンドウｆＴＷのために空いている、または少なくとも１つの時間ウィンドウｒＴＷのために予約されている。上記計画は、図６に示されるように、１つの試料容器キャリア１４０の計画された移動が１つのノードｎｉから次のノードｎｊを越えて少なくとも１つの少なくとも更に次のノードｎｋまでノンストップであるように、ノードｎｉのうちの１つのノードの空き時間ウィンドウｆＴＷから少なくとも１つの次のノードｎｊおよび少なくとも１つの少なくとも更に次のノードｎｋの空き時間ウィンドウｆＴＷへの到達可能性を解析する工程を含む。上記方法は、ノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋの一連の時間ウィンドウＴＷを含む計画された移動経路ＭＰを予約するステップを含む。上記方法は、ｂ）図１および図１０に示されるように、駆動要素１２０のうちの少なくとも１つを制御することによって、１つの試料容器キャリア１４０が搬送面１１０上で予約された移動経路ＭＰに沿って移動するように実行するステップを含む。
【００６９】
制御装置１５０は、試料容器キャリア１４０のうちの１つについてスタートＳＴからゴールＧＡまで搬送面１１０上で移動経路ＭＰを計画するようになされている。搬送面１１０は、複数のノード１１１によって論理的にモデル化される。ノード１１１は、少なくとも１つの時間ウィンドウｆＴＷのために空いている、または少なくとも１つの時間ウィンドウｒＴＷのために予約されている。上記計画は、１つの試料容器キャリア１４０の計画された移動が１つのノードｎｉから次のノードｎｊを越えて少なくとも１つの更に次のノードｎｋまでノンストップであるように、ノードｎｉのうちの１つのノードの空き時間ウィンドウｆＴＷから少なくとも１つの次のノードｎｊおよび少なくとも１つの少なくとも更に次のノードｎｋの空き時間ウィンドウｆＴＷへの到達可能性を解析する工程を含む。さらに、制御装置１５０は、ノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋの一連の時間ウィンドウＴＷを含む計画された移動経路ＭＰを予約するようになされている。また、制御装置１５０は、駆動要素１２０のうちの少なくとも１つを制御することによって、１つの試料容器キャリア１４０が搬送面１１０上で予約された移動経路ＭＰに沿って移動するように実行するようになされている。
【００７０】
図示の実施形態では、研究室試料分配システム１００、具体的にはその制御装置１５０は、上述したように方法を実行するようになされている。
さらに、図示の実施形態では、試料容器キャリア１４０は、搬送面１１０上で対応する予約された移動経路ＭＰ、具体的には個別の予約された移動経路ＭＰに沿って同時におよび互いに独立してそれぞれ移動する。具体的には、制御装置１５０は、この目的のために具体化される。
【００７１】
詳細には、ノード１１１は、図１および図４に示されるように、電磁アクチュエータ１２１に割り当てられるまたは電磁アクチュエータ１２１をカバーする。
制御装置１５０は、電磁アクチュエータ１２１を制御することによって、１つの試料容器キャリア１４０が搬送面１１０上で予約された移動経路ＭＰに沿って移動するように実行するようになされている。
【００７２】
ステップｂ）は、電磁アクチュエータ１２１を制御することによって、１つの試料容器キャリア１４０が搬送面１１０上で予約された移動経路ＭＰに沿って移動するように実行することを含む。
【００７３】
図１に示された実施形態では、搬送面１１０上の試料容器キャリア１４０のそれぞれのサイズまたは設置面積、具体的には直径は、隣り合う電磁アクチュエータ１２１の距離またはその２倍の距離に対応する。代替実施形態では、隣り合う電磁アクチュエータの距離に対しての試料容器キャリアのそれぞれのサイズは、異なっていてもよい。具体的には、搬送面上の試料容器キャリアのそれぞれのサイズは、隣り合う電磁アクチュエータの距離に対応しても、または隣り合う電磁アクチュエータの距離であってもよい。
【００７４】
さらに、図示の実施形態では、搬送面１１０は、複数の移送位置３０、３１、３２を含む。移送位置３０は研究室ステーション２０に割り当てられ、移送位置３１は研究室ステーション２１に割り当てられ、移送位置３２は研究室ステーション２２に割り当てられる。
【００７５】
図１に示された実施形態では、移動経路ＭＰのスタートＳＴは、移送位置３０である。移動経路ＭＰのゴールＧＡは、移送位置３２である。１つの試料容器キャリアの計画された移動経路となる次のものの次回について、スタートおよび／またはゴールは、異なる移送位置とすることができる。
【００７６】
詳細には、スタートＳＴおよびゴールＧＡ、ならびに具体的には移送位置３０、３１、３２は、ノード１１１に割り当てられもしくは対応し、またはノード１１１によって表される。
【００７７】
ノード１１１は、図４右側に示されるように、グラフまたはデータ構造を形成する。
詳細には、図６および図８に一部示されるように、ノード１１１およびその時間ウィンドウＴＷは、時間ウィンドウグラフまたはデータ構造を形成する。
【００７８】
ステップａ）は、具体的には制御装置１５０によって、図６左に示されるように、情報あり探索アルゴリズムを用いて、図示の実施形態ではＡ＊アルゴリズムを用いて、移動経路を計画することを含む。代替実施形態では、異なる情報あり探索アルゴリズム、具体的にはＤ＊アルゴリズムが使用されてもよい。
【００７９】
詳細には、ステップａ）は、具体的には制御装置１５０または情報あり探索アルゴリズムによって、それぞれ、移動経路期間ＭＰＰ、移動経路長ＭＰＬ、および／または移動ターンＭＴの数が最小化されるように、かつ／または搬送面１１０の摩耗および／または駆動要素１２０の摩耗が平衡化されるように、移動経路ＭＰを計画することを含む。
【００８０】
図１に示された実施形態では、１つの試料容器キャリア１４０の計画された移動経路ＭＰについて、具体的には別の試料容器キャリア１４０を避けるまたは別の試料容器キャリア１４０までの距離を維持することによって、移動経路期間ＭＰＰ、移動経路長ＭＰＬ、および移動ターンＭＴの数（具体的にはこれは３である）は、最小化することができる。さらに、搬送面１１０の摩耗および駆動要素１２０の摩耗が、平衡化され得る。
【００８１】
詳細には、移動経路ＭＰまたは駆動は、それぞれ、具体的には繰り返す探索アルゴリズムによって具体的には繰り返しまたは複数のセクションで計画される。
探索アルゴリズムのうちの少なくとも１つの繰り返しは、図６および図８に示されるように、１つの試料容器キャリア１４０の計画された移動が１つのノードｎｉから次のノードｎｊを越えて少なくとも１つの少なくとも更に次のノードｎｋまでノンストップであるように、ノードｎｉのうちの１つのノードの空き時間ウィンドウｆＴＷから少なくとも１つの次のノードｎｊおよび少なくとも１つの少なくとも更に次のノードｎｋの空き時間ウィンドウｆＴＷへの到達可能性を解析する工程を含む。
【００８２】
言い換えれば、具体的には各繰り返しの範囲内で、探索アルゴリズムは、具体的には直線方向にまたは具体的には１つの次元ｘ、ｙにいくつかの空き時間ウィンドウｆＴＷを通じた移動を延ばそうとする。
【００８３】
図１に示された実施形態については、１つの試料容器キャリア１４０の計画されたおよび実行されている移動経路ＭＰまたは駆動は、４つの移動、具体的には移動セクションを含む。移動のうちの３つは、それぞれ少なくとも３つのノード１１１または電磁アクチュエータ１２１を越えてそれぞれ延びるとともに、計画されたノンストップ移動である。具体的にはノンストップ移動の間で、１つの試料容器キャリア１４０は、具体的には移動ターンＭＴの間、止まらなければならない。最も長い計画されたノンストップ移動は、具体的には列１２７のうちの１つに沿ってそれぞれ１１個のノード１１１または電磁アクチュエータ１２１を越えて延びる。
【００８４】
（具体的にはスタートとしての）移送位置３０と（具体的にはゴールとしての）移送位置３２との間の試料容器キャリアの次の計画された移動経路の次の時間で、次の計画された移動経路は、以前のものとは異なっていてもよい。例えば、次の計画された移動経路については、移動ターンの数は１つであり得、または次の計画された移動経路は２つの移動、具体的には移動セクションを含み得る。これらの２つの移動は、それぞれ、少なくとも３つのノードまたは電磁アクチュエータをそれぞれ越えて延び得るととともに、計画されたノンストップ移動であり得る。次の計画された移動、具体的にはノンストップ移動のうちの第１のものは、それぞれ、具体的には列のうちの１つに沿って、１２個のノードまたは電磁アクチュエータを越えて延び得る。次の計画された移動、具体的にはノンストップ移動のうちの第２のものは、具体的には行のうちの１つに沿って、それぞれ、６つのノードまたは電磁アクチュエータを越えて延びることができる。
【００８５】
詳細には、少なくとも更に次のノードｎｋの距離数は、計画されたノンストップ移動が制限された移動長ＬＭＬを有するように制限される。図示の実施形態では、距離数は、最大１９である。代替実施形態では、距離数は、異なっていてもよい。
【００８６】
さらに、ステップａ）は、図６右に示されるように、具体的には制御装置１５０によって、計画されたノンストップ移動のために同じ開始時間ＢＴを有する時間ウィンドウＴＷを予約する工程を含む。
【００８７】
結果として、予約または予約された時間ウィンドウｒＴＷは、それぞれ、三角形状を有する。
また、ステップａ）は、具体的には制御装置１５０によって、加速ＡＣおよび／または、最大速度ＭＳＰ、具体的には到着した場合、ならびに／あるいは減速ＤＣに依存してノンストップ移動を計画する工程を含む。
【００８８】
例えば、図６左に示されたノードｎｊの空き時間ウィンドウｆＴＷは、現在速度がゼロであった場合、ノードｎｉを去るのに加速があまりに長くかかり得るとともに、連続する予約された時間ウィンドウｒＴＷが妨害され得るので、ノードｎｉの空き時間ウィンドウｆＴＷから仮説的に到達可能であり得ない。対照的に、試料容器キャリアがフル速度で移動していた場合、ノードｎｉの空き時間ウィンドウｆＴＷの残りのサイズは、仮説的に十分であり得るとともに、ノードｎｊの空き時間ウィンドウｆＴＷは、仮説的に到達可能であり得る。
【００８９】
さらに、ステップａ）は、具体的には制御装置１５０によって、図７に示されるように、計画期間ＰＰ後の将来だけにおける時間ウィンドウＴＷへの到達可能性を解析する工程を含む。
【００９０】
詳細には、ステップａ）は、現在時間ｔ０でスタートまたは開始する。現在時間ｔ０プラス計画期間ＰＰ時間ｔ＝ｔ０＋ＰＰ後の将来の時間ウィンドウだけが、解析または検討される。
【００９１】
さらに、上記方法は、具体的には制御装置１５０によって、一度に試料容器キャリア１４０のうちの１つについてステップａ）を実行することを含む。
計画の結果は、ノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋにおける入り時間および出時間によって定められる移動経路ＭＰに沿った全てのノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋおよび対応する時間ウィンドウＴＷを含むリストである。ノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋの時間ウィンドウＴＷは、具体的には制御装置１５０によって、図６右、図８、および図９に示されるように予約される。詳細には、予約は、それぞれ、時間ウィンドウグラフまたはデータ構造に書き込まれる。
【００９２】
また、ステップｂ）は、具体的には制御装置１５０によって、スタート時間ＳＴＴ、具体的には開始時間ＢＴになったときに、具体的には予約された移動経路ＭＰまたは予約された移動経路ＭＰの移動を実行する工程を含む。
【００９３】
さらに、ステップｂ）は、具体的には制御装置１５０によって、具体的にはノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋのうちの少なくとも１つのノード上、具体的には全部のノード上の試料容器キャリア１４０の一連の予約された時間ウィンドウｒＴＷが維持されるように、具体的には予約された移動経路ＭＰまたは予約された移動経路ＭＰの移動を実行する工程を含む。
【００９４】
詳細には、１つの試料容器キャリア１４０の次の移動、具体的にはノンストップ移動、またはそのノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋ、もしくはセグメントは、具体的には制御装置１５０によって、図８および図１０に示されるように、それぞれ、具体的にはそれぞれ時間ウィンドウグラフまたはデータ構造から読み込まれる。
【００９５】
スタート時間ＳＴＴ、具体的には開始時間ＢＴとなり、かつ、次の移動またはセグメントの全ての時間ウィンドウＴＷがそれぞれのノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋ上で第１の予約されたものであるとすぐに、１つの試料容器キャリア１４０の移動またはセグメント全体が、具体的には試料容器キャリア１４０を互いに干渉することなく実行される。
【００９６】
具体的には、実行するステップｂ）、あるいは予約された移動経路ＭＰの移動またはそのスタート時間ＳＴＴもしくは開始時間ＢＴは、それぞれ計画されたおよび／または予約された時間ウィンドウｒＴＷもしくは時間から切り離されてもよい。
【００９７】
さらに、上記方法は、具体的には制御装置１５０によって、図７および図１０に示されるように、予約された移動経路ＭＰまたは予約された移動経路ＭＰの移動を実行するための待機期間ＷＰ、具体的には、それぞれスタート時間ＳＴＴまたは開始時間ＢＴの条件、および次の移動またはセグメントの予約された時間ウィンドウＴＷが第１のものであるという条件が満たされるまでの待機期間ＷＰを決定する工程を含み、決定された待機期間ＷＰが待機期間制限ＷＰＬを超える場合に、移動経路ＭＰを再計画する工程を含む。
【００９８】
図示の実施形態では、試料容器キャリア１４０のうちの１つ別のものが、それぞれ、１つの試料容器キャリア１４０の次の移動またはセグメントの予約されたノード１１１上または搬送面１１０の予約された一部の上、あるいは対応する電磁アクチュエータ１２の上方で計画されたものよりも長かった。しかしながら、待機期間ＷＰは、待機期間制限ＷＰＬよりも短く、したがって再計画のアクションは、引き起こされない。
【００９９】
また、図７に示された実施形態では、スタート時間ＳＴＴは、現在時間ｔ０プラス計画期間ＰＰ  時間ｔ＝ｔ０＋ＰＰよりも遅い。
さらに、ステップｂ）は、具体的には制御装置１５０によって、図８に示されるように、具体的には１つの試料容器キャリア１４０が予約されたノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋを去った後に、具体的には時間ウィンドウグラフまたはデータ構造において、それぞれノード１１１、ｎｉ、ｎｊ、ｎｋの予約された時間ウィンドウｒＴＷを削除することを含む。
【０１００】
詳細には、試料容器キャリア１４０のうちの１つの移動経路ＭＰを計画するステップａ）と、試料容器キャリア１４０のうちの少なくとも別の１つの少なくとも１つの移動を実行するステップｂ）とは、図８に示されるように、具体的には制御装置１５０によって同時に実行される。
【０１０１】
図示および上述した実施形態が明らかにするように、本発明は、試料容器キャリアの移動に関する改善された、具体的には効率的で信頼の高い計画および実行を可能にする、研究室試料分配システムを動作させる方法、研究室試料分配システム、およびそのような研究室試料分配システムを備えた研究室自動化システムを提供する。
【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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【国際調査報告】
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