(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの駆動力によりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行うマニュアルピペットと、
内蔵されたアクチュエータによりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行う自動ピペットと、
前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットを選択的に把持する第１ロボットアームと、前記第１ロボットアームが把持する前記マニュアルピペットのピストンを移動させる第２ロボットアームと、を少なくとも含むロボットアームと、
少なくとも前記ロボットアームを制御するロボットアーム制御装置と、
を有し、
前記ロボットアーム制御装置は、
前記処理システムを制御するジョブの集合体である動作指令に含まれる第１動作指令に基づいて、前記第１ロボットアームに前記マニュアルピペットを把持させる制御を行う第１制御部と、
前記動作指令に含まれる第２動作指令に基づいて、前記第１ロボットアームに前記自動ピペットを把持させる制御を行う第２制御部と、を有し、
処理対象に対する処理又は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が記載され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と、
前記複数の処理シンボルに基づいて、前記動作指令を生成する動作指令生成装置をさらに有し、
前記動作指令生成装置は、前記処理シンボルに基づいて、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットのいずれを用いるかを判断する判断部と、
前記判断部により、前記マニュアルピペットを用いると判断された場合に、前記マニュアルピペットを、前記第１ロボットアームに把持させる第１動作指令を生成する第１動作指令生成部と、
前記判断部により、前記自動ピペットを用いると判断された場合に、前記自動ピペットを、前記第１ロボットアームに把持させる第２動作指令を生成する第２動作指令生成部と、を有する、
処理システム。
【請求項２】
前記判断部は、
前記処理シンボルが、特定の吸引及び吐出の態様の指定と関連付けられている場合に、前記態様の指定に基づいて、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットのいずれを用いるかを判断する、
請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
前記判断部は、前記態様の指定が前記速さの指定であって、前記速さが時間的に変化する場合に、前記マニュアルピペットを用いると判断し、
前記第１動作指令生成部は、前記第２ロボットアームにより前記速さに対応した時間的に変化する速さで前記ピストンを移動させる前記第１動作指令を生成する、
請求項２に記載の処理システム。
【請求項４】
前記判断部は、前記態様の指定が、前記自動ピペットが対応していない吸引又は吐出の速さの指定である場合に、前記マニュアルピペットを用いると判断し、
前記第１動作指令生成部は、前記第２ロボットアームにより前記速さに対応した速さで前記ピストンを移動させる前記第１動作指令を生成する、
請求項２又は３に記載の処理システム。
【請求項５】
前記判断部は、前記態様の指定が、ピペットに収容された液体を複数の容器に吐出する指定である場合に、前記自動ピペットを用いると判断し、
前記第２動作指令生成部は、前記第１ロボットアームを動作させ、複数の容器に、前記自動ピペットに吸引された液体を順に吐出させる前記第２動作指令を生成する、
請求項２〜４のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項６】
前記態様の指定は、前記容器に収容された液体の液面の位置の変化に追随するように、前記マニュアルピペット又は前記自動ピペットを移動させる追随指定である、
請求項２〜４のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項７】
前記判断部は、前記態様の指定が前記追随指定である場合に、前記マニュアルピペットを用いると判断し、
前記第１動作指令生成部は、前記液体の液面の位置の変化を予測した前記ロボットアームの制御を行わせる前記第１動作指令を生成する、
請求項６に記載の処理システム。
【請求項８】
前記判断部は、前記態様の指定が前記追随指定であって、前記液体の液面の位置の変化の撮影を伴う指定である場合に、前記自動ピペットを用いると判断し、
前記第２動作指令生成部は、撮影された前記液体の液面の位置の変化に追随した前記ロボットアームの制御を行わせる前記第２動作指令を生成する、
請求項７に記載の処理システム。
【請求項９】
前記判断部は、前記態様の指定が、前記容器及びピペットを傾けて、前記容器に収容された液体を吸引する指定又は前記容器に液体を吐出する指定である場合に、前記自動ピペットを用いると判断し、
前記第２動作指令生成部は、前記第２ロボットアームで前記容器を把持し、前記容器及び前記自動ピペットを傾けて、前記容器に収容された液体を吸引又は前記容器に液体を吐出させる前記第２動作指令を生成する、
請求項２〜８のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項１０】
前記判断部は、
前記処理シンボルが、特定の吸引及び吐出の態様の指定を含まない場合に、吸引及び吐出の少なくとも容量に基づいて、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットのいずれを用いるかを判断する、
請求項１に記載の処理システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の処理システムの制御方法であって、
処理対象に対する処理又は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、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットのいずれを用いるかを判断し、
前記マニュアルピペットを用いると判断された場合、第１動作指令を生成し、
前記自動ピペットを用いると判断された場合、第２動作指令を生成し、
前記第１動作指令に基づいて、前記ロボットアームに前記マニュアルピペットを把持させ、
前記第２動作指令に基づいて、前記ロボットアームに前記自動ピペットを把持させる、
制御方法。
【請求項１２】
処理対象に対する処理又は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すプロトコルチャートに記載された、処理順番が決定された複数の処理シンボルに基づいて、前記処理対象に対する処理を行う少なくとも１のロボットアームを含む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であって、
外部からの駆動力によりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行うマニュアルピペットを用いるか、又は内蔵されたアクチュエータによりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行う自動ピペットを用いるかを、前記処理シンボルに基づいて判断する判断部と、
前記判断部により、前記マニュアルピペットを用いると判断された場合に、前記マニュアルピペットを、前記ロボットアームに把持させる第１動作指令を生成する第１動作指令生成部と、
前記判断部により、前記自動ピペットを用いると判断された場合に、前記自動ピペットを、前記ロボットアームに把持させる第２動作指令を生成する第２動作指令生成部と、を有する、
動作指令生成装置。
【請求項１３】
コンピュータを、請求項１２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理システム、制御方法、動作指令生成装置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、生物及び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。）には、ピペットによって液体を吐出したり、吸引したりする操作が含まれる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
実験に使用するピペットは任意に選び得るが、使用されたピペットの特性は実験の結果を大きく左右する場合がある。この任意性は実験の結果の不確定要因となる場合があるが、ピペットを１つに固定してしまえば、対応可能な処理が限定されてしまうことがある。
【０００４】
本発明は、実験結果に対する不確定要因を低減しつつ、対応可能な処理を増やすことが可能な、処理システム、制御方法、動作指令生成装置及びコンピュータプログラムを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一の側面による処理システムは、外部からの駆動力によりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行うマニュアルピペットと、内蔵されたアクチュエータによりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行う自動ピペットと、液体の吸引及び吐出を行う際に、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットを選択的に把持する少なくとも１のロボットアームと、少なくとも前記ロボットアームを制御するロボットアーム制御装置と、を有する。
【０００６】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットを選択的に把持する第１ロボットアームと、前記第１ロボットアームが把持する前記マニュアルピペットのピストンを移動させる第２ロボットアームと、を有してもよい。
【０００７】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記ロボットアーム制御装置は、前記処理システムを制御するジョブの集合体である動作指令に含まれる第１動作指令に基づいて、前記第１ロボットアームに前記マニュアルピペットを把持させる制御を行う第１制御部と、前記動作指令に含まれる第２動作指令に基づいて、前記第１ロボットアームに前記自動ピペットを把持させる制御を行う第２制御部と、を有してもよい。
【０００８】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、処理対象に対する処理又は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、前記動作指令を生成する動作指令生成装置をさらに有し、前記動作指令生成装置は、前記処理シンボルに基づいて、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットのいずれを用いるかを判断する判断部と、前記判断部により、前記マニュアルピペットを用いると判断された場合に、前記マニュアルピペットを、前記ロボットアームに把持させる第１動作指令を生成する第１動作指令生成部と、前記判断部により、前記自動ピペットを用いると判断された場合に、前記自動ピペットを、前記ロボットアームに把持させる第２動作指令を生成する第２動作指令生成部と、を有してもよい。
【０００９】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記判断部は、前記処理シンボルが、特定の吸引及び吐出の態様の指定と関連付けられている場合に、前記態様の指定に基づいて、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットのいずれを用いるかを判断してもよい。
【００１０】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記判断部は、前記態様の指定が前記速さの指定であって、前記速さが時間的に変化する場合に、前記マニュアルピペットを用いると判断し、前記第１動作指令生成部は、前記第２ロボットアームにより前記速さに対応した時間的に変化する速さで前記ピストンを移動させる前記第１動作指令を生成してもよい。
【００１１】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記判断部は、前記態様の指定が、前記自動ピペットが対応していない吸引又は吐出の速さの指定である場合に、前記マニュアルピペットを用いると判断し、前記第１動作指令生成部は、前記第２ロボットアームにより前記速さに対応した速さで前記ピストンを移動させる前記第１動作指令を生成してもよい。
【００１２】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記判断部は、前記態様の指定が、ピペットに収容された液体を複数の容器に吐出する指定である場合に、前記自動ピペットを用いると判断し、前記第２動作指令生成部は、前記第１ロボットアームを動作させ、複数の容器に、前記自動ピペットに吸引された液体を順に吐出させる前記第２動作指令を生成してもよい。
【００１３】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記態様の指定は、前記容器に収容された液体の液面の位置の変化に追随するように、前記マニュアルピペット又は前記自動ピペットを移動させる追随指定であってもよい。
【００１４】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記判断部は、前記態様の指定が前記追随指定である場合に、前記マニュアルピペットを用いると判断し、前記第１動作指令生成部は、前記液体の液面の位置の変化を予測した前記ロボットアームの制御を行わせる前記第１動作指令を生成してもよい。
【００１５】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記判断部は、前記態様の指定が前記追随指定であって、前記液体の液面の位置の変化の撮影を伴う指定である場合に、前記自動ピペットを用いると判断し、前記第２動作指令生成部は、撮影された前記液体の液面の位置の変化に追随した前記ロボットアームの制御を行わせる前記第２動作指令を生成してもよい。
【００１６】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記判断部は、前記態様の指定が、前記容器及びピペットを傾けて、前記容器に収容された液体を吸引する指定又は前記容器に液体を吐出する指定である場合に、前記自動ピペットを用いると判断し、前記第２動作指令生成部は、前記第２ロボットアームで前記容器を把持し、前記容器及び前記自動ピペットを傾けて、前記容器に収容された液体を吸引又は前記容器に液体を吐出させる前記第２動作指令を生成してもよい。
【００１７】
また、本発明の別の側面による処理システムにおいて、前記判断部は、前記処理シンボルが、特定の吸引及び吐出の態様の指定を含まない場合に、吸引及び吐出の少なくとも容量に基づいて、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットのいずれを用いるかを判断してもよい。
【００１８】
また、本発明の別の側面による処理システムの制御方法は、処理対象に対する処理又は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、前記マニュアルピペット及び前記自動ピペットのいずれを用いるかを判断し、前記マニュアルピペットを用いると判断された場合、第１動作指令を生成し、前記自動ピペットを用いると判断された場合、第２動作指令を生成し、前記第１動作指令に基づいて、前記ロボットアームに前記マニュアルピペットを把持させ、前記第２動作指令に基づいて、前記ロボットアームに前記自動ピペットを把持させる。
【００１９】
また、本発明の別の側面による動作指令生成装置は、処理対象又は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、前記処理対象に対する処理を行う少なくとも１のロボットアームを含む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であって、外部からの駆動力によりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行うマニュアルピペットを用いるか、又は内蔵されたアクチュエータによりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行う自動ピペットを用いるかを、前記処理シンボルに基づいて判断する判断部と、前記判断部により、前記マニュアルピペットを用いると判断された場合に、前記マニュアルピペットを、前記ロボットアームに把持させる第１動作指令を生成する第１動作指令生成部と、前記判断部により、前記自動ピペットを用いると判断された場合に、前記自動ピペットを、前記ロボットアームに把持させる第２動作指令を生成する第２動作指令生成部と、を有する。
【００２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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３】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置、ロボットアーム制御装置及びロボットの機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る処理システムの制御方法を示すフローチャートである。
【図５】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第１のプロトコルチャートの例である。
【図６】本発明の実施形態に係る動作指令生成装置の速さ判断部における判断を示すフローチャートである。
【図７】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第２のプロトコルチャートの例である。
【図８】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第３のプロトコルチャートの例である。
【図９】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第４のプロトコルチャートの例である。
【図１０】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第５のプロトコルチャートの例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の発明者の知見によれば、生化学、生物及び生命工学における実験において広く用いられているピペットとして、マニュアルピペットと電動ピペットが知られており、互いに特性及び扱い方が異なる。また、ロボットアームによりピペットを操作するものも提案されてはいるものの、ピペットの操作を一にするもの、すなわちマニュアルピペットのみ扱うか、電動ピペットのみ扱うかのいずれかとして設計されていた。
【００２３】
しかしながら、マニュアルピペット及び電動ピペットについてそれぞれ専用のロボットアームを設けることとすると、処理システム全体の部品点数が増加し、コスト増加の要因となってしまう場合がある。また、専用のロボットアームは必ずしも常時稼働するわけではなく、処理システム全体の稼働率が低下してしまい、運用コストが増加してしまう場合がある。
【００２４】
そこで、本発明の発明者は、汎用のロボットアームによってマニュアルピペットと電動ピペットの双方を効率よく操作できる処理システム、制御方法、動作指令生成装置及びコンピュータプログラムを提供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、かか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。
【００２５】
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、処理対象に対する処理又は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、動作指令を生成する動作指令生成装置１を含む。ここで、複数の処理シンボルは、プロトコルを図示したプロトコルチャートに記載されるものであり、プロトコルの内容を視覚的に表現したシンボルである。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。
【００２６】
処理システム２００は、動作指令生成装置１により生成された動作指令に基づき、少なくともロボットアームを制御するロボットアーム制御装置２を含む。本実施形態において、処理システム２００は、第１マニュアルピペット４ａ、第２マニュアルピペット４ｂ及び自動ピペット４ｃを選択的に把持する第１ロボットアーム１４を含む。ここで、第１マニュアルピペット４ａ及び第２マニュアルピペット４ｂは、外部からの駆動力によりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行うピペットであり、互いに容量が異なる。自動ピペット４ｃは、内蔵されたアクチュエータによりピストンが移動されることにより、液体の吸引及び吐出を行うピペットである。また、処理システム２００は、第１ロボットアーム１４が把持する第１マニュアルピペット４ａ及び第２マニュアルピペット４ｂのピストンを移動させる第２ロボットアーム１５を含む。本実施形態に係るロボットアーム制御装置２は、ロボット３と一体となって設けられているが、ロボット３と別体に設けられてもよい。
【００２７】
本実施形態に係る処理システム２００によれば、ピストンの動作を任意に調整することのできる第１マニュアルピペット４ａ及び第２マニュアルピペット４ｂと、吸引量及び吐出量を電子的に調整することのできる自動ピペット４ｃの両方を利用出来る。そのため、特性に応じたピペットの選択が可能となり、対応可能な処理を増やすことが可能となる。後に詳細に説明するが、吸引又は吐出の速さが指定されている場合、液面変化に追随するようピペット位置を予測制御する場合等は、マニュアルピペットが用いられる。また、ピペットに収容された液体を複数の容器に吐出する指定がされている場合、カメラ１３により撮影された液面の位置の変化に追随するようピペット位置をフィードバック制御する場合、容器及びピペットを傾ける場合等には、自動ピペットが用いられる。ここで、処理システム２００に含まれるカメラ１３は、マイクロチューブ６に収容された液体の液面の位置を連続撮影する。
【００２８】
ロボット３は、多関節ロボットであり、第１ロボットアーム１４及び第２ロボットアーム１５により、処理対象に対する処理を行う。ロボット３は、第１ロボットアーム１４によりピペットラック１０に収容された第１マニュアルピペット４ａ、第２マニュアルピペット４ｂ及び自動ピペット４ｃ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することができる。また、ロボット３は、第２ロボットアーム１５によりチューブラック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、第１ロボットアーム１４によりピペット４を把持し、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。
【００２９】
図１に示す例では、第１マニュアルピペット４ａ、第２マニュアルピペット４ｂ及び自動ピペット４ｃがピペットラック１０に用意されており、そのうちの第１マニュアルピペット４ａをロボット３が第１ロボットアーム１４により把持している。また、本実施形態に係る処理システム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、本実施形態に係るロボット３は双腕ロボットであり、ロボット３は第１ロボットアーム１４及び第２ロボットアーム１５を備えるが、処理システム２００が有する少なくとも１のロボットアームは、１台のロボットに備えられたものでなくてもよい。例えば、複数のロボットアームが別個独立に備えられて、ロボットアーム制御装置２により協調して動作するように制御されるものであってもよい。
【００３０】
処理システムに含まれるロボットアームとして、マニュアルピペットを扱う専用ロボットアームと自動ピペットを扱う専用ロボットアームとを設けることも考えられる。しかしながら、専用ロボットアームのうち一方の稼働率が高くなり、他方の稼働率が低い場合が生じたり、片方の専用ロボットアームに待ち時間が生じたりして、処理システム全体の稼働効率が低くなる場合がある。この点、本実施形態に係る処理システム２００によれば、ピペット毎に専用アームを設けることなくマニュアルピペットと自動ピペットとを使い分けることができ、処理システム２００に含まれるロボットアームの稼働率が高く保たれ、稼働効率が高い処理システム２００が得られる。
【００３１】
図２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ブロック図である。図２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。
【００３２】
図３は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１、ロボットアーム制御装置２及びロボット３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等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有しない。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。
【００３３】
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。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２７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２８と、動作指令記憶部２７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２９とを有する。
【００３４】
入力部２０は、通常は図２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。
【００３５】
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、マニュアルピペットを、ロボットアームに把持させる第１動作指令を生成する第１動作指令生成部２３と、自動ピペットを、ロボットアームに把持させる第２動作指令を生成する第２動作指令生成部２４とが含まれる。また、動作指令生成部２２には、プロトコルチャートに含まれる処理シンボルに基づいて、マニュアルピペット及び自動ピペットのいずれを用いるかを判断する判断部２５が含まれる。判断部２５は、処理シンボルが、特定の吸引及び吐出の態様の指定と関連付けられている場合に、態様の指定に基づいて、マニュアルピペット及び自動ピペットのいずれを用いるかを判断する。第１動作指令生成部２３は、判断部２５により、マニュアルピペットを用いると判断された場合に、第１動作指令を生成する。また、第２動作指令生成部２４は、判断部２５により、自動ピペットを用いると判断された場合に、第２動作指令を生成する。
【００３６】
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。
【００３７】
判断部２５には、速さ判断部２５ａ、連続分注判断部２５ｂ、液面変化判断部２５ｃ、傾斜分注判断部２５ｆ及び容量判断部２５ｇが含まれる。さらに、液面変化判断部２５ｃには、予測制御判断部２５ｄ及びフィードバック制御判断部２５ｅが含まれる。
【００３８】
速さ判断部２５ａは、処理シンボルが含む態様の指定が、吸引又は吐出の速さの指定である場合に、マニュアルピペットを用いると判断する。また、連続分注判断部２５ｂは、態様の指定が、ピペットに収容された液体を複数の容器に吐出する指定である場合に、自動ピペットを用いると判断する。また、液面変化判断部２５ｃは、態様の指定が、容器に収容された液体の液面の位置の変化に追随するように、マニュアルピペット又は自動ピペットを移動させる追随指定である場合に、マニュアルピペット及び自動ピペットのいずれを用いるかを判断する。予測制御判断部２５ｄは、態様の指定が追随指定である場合に、マニュアルピペットを用いると判断する。また、フィードバック制御判断部２５ｅは、態様の指定が追随指定であって、液体の液面の位置の変化の撮影を伴う指定である場合に、自動ピペットを用いると判断する。傾斜分注判断部２５ｆは、態様の指定が、容器及びピペットを傾けて、容器に収容された液体を吸引する指定又は容器に液体を吐出する指定である場合に、自動ピペットを用いると判断する。また、容量判断部２５ｇは、処理シンボルが、特定の吸引及び吐出の態様の指定を含まない場合に、吸引及び吐出の少なくとも容量に基づいて、マニュアルピペット及び自動ピペットのいずれを用いるかを判断する。
【００３９】
ロボットアーム制御装置２は、第１制御部２ａと第２制御部２ｂとを含む。第１制御部２ａは、処理システム２００を制御するジョブの集合体である動作指令に含まれる第１動作指令に基づいて、第１ロボットアーム１４に第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持させる制御を行う。また、第２制御部２ｂは、動作指令に含まれる第２動作指令に基づいて、第１ロボットアーム１４に自動ピペット４ｃを把持させる制御を行う。
【００４０】
本実施形態に係る処理システム２００によれば、マニュアルピペットと自動ピペットのいずれを用いるかがロボットアーム制御装置２の第１制御部２ａ及び第２制御部２ｂにより制御され、再現性のある実験が行われる。また、動作指令によりピペットの選択が予め定められ、ピペットの異同に起因する不確定要因を低減することが可能となり、実験の再現性が向上する。
【００４１】
また、本実施形態に係る処理システム２００によれば、プロトコルチャートから、マニュアルピペットを用いるか自動ピペットを用いるかが判断部２５により定められ、ピペットの異同に起因する不確定要因を低減することが可能となり、再現性のある実験が行われる。また、処理シンボルに基づいて使用するピペットが判断され、実験の不確定要因が低減される。また、処理毎に最適なピペットが選択され、実験をより精度良く行うことができる。
【００４２】
図４は、本発明の実施形態に係る処理システム２００の制御方法を示すフローチャートである。処理システム２００の制御は、動作指令生成装置１の判断部２５により、プロトコルチャートに含まれる処理シンボルが特定の吸引及び吐出の態様の指定と関連付けられているか否かを判断することから始まる（ＳＴ１００）。ここで、特定の吸引及び吐出の態様とは、ピペット処理を行う場合の手技を表す。態様の指定は、例えば、マイクロチューブ６に収容された液体の上澄み液だけを吸引する指定であったり、チップ８を液体に浸けることなく液体の吸引又は吐出を行う指定であったりする。
【００４３】
処理シンボルが態様の指定と関連付けられている場合、複数の容器に同じ処理を繰り返すことを示す容器数シンボルが含まれるか否かを判断する（ＳＴ１０１）。容器数シンボルが含まれる場合、第１ロボットアーム１４に自動ピペット４ｃを把持させる第２動作指令が生成される（ＳＴ１０４）。容器数シンボルが含まれない場合、処理シンボルと態様の指定とに基づいて、マニュアルピペットを用いるか否かが判断される（ＳＴ１０２）。マニュアルピペットを用いると判断された場合、第１ロボットアーム１４に第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持させる第１動作指令が生成される（ＳＴ１０３）。一方、マニュアルピペットを用いないと判断された場合、すなわち自動ピペットを用いると判断された場合、第１ロボットアーム１４に自動ピペット４ｃを把持させる第２動作指令が生成される（ＳＴ１０４）。
【００４４】
処理シンボルが特定の吸引及び吐出の態様の指定を含まない場合、ピペットにより扱う液体の容量が自動ピペット４ｃで扱える容量であるか否かが判断される（ＳＴ１０５）。本実施形態に係る容量判断部２５ｇは、処理シンボルが、特定の吸引及び吐出の態様の指定を含まない場合に、吸引及び吐出の少なくとも容量に基づいて、マニュアルピペット及び自動ピペットのいずれを用いるかを判断する。液体の容量が自動ピペット４ｃで扱える容量である場合、第１ロボットアーム１４に自動ピペット４ｃを把持させる第２動作指令が生成される（ＳＴ１０４）。一方、液体の容量が自動ピペット４ｃで扱えない容量である場合、第１ロボットアーム１４に第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持させる第１動作指令が生成される（ＳＴ１０６）。ここで、自動ピペット４ｃで扱えない容量とは、例えば、１μｌ以下の容量か、又は１ｍｌ（１０００μｌ）以上の容量であるが、ピペットの仕様毎にユーザが閾値を設定できるようにしてもよい。なお、処理シンボルは、マニュアルピペット及び自動ピペットのいずれを用いるかの明示的な選択を含んでもよい。その場合、判断部２５は、明示された選択に従って、マニュアルピペット及び自動ピペットのいずれを用いるかを判断する。
【００４５】
本実施形態に係る処理システム２００は、判断部２５により、処理毎にマニュアルピペットを用いるか自動ピペットを用いるか判断することで、より適切なピペットを選択することができ、実験の精度と効率を向上させることができる。また、本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は、特定の吸引及び吐出の態様の指定（手技の指定）を含み、本実施形態に係る動作指令生成装置１は、指定された手技に応じて適切なピペットを選択し、様々な手技を再現することで、実験の精度と効率を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施形態に係る処理システム２００は、容量判断部２５ｇにより、自動ピペットで扱うことのできない容量についての吸引又は吐出の指示がプロトコルチャートに含まれていたとしても、エラーを発することなく、プロトコルチャートの指示通りに実験を実行することができる。
【００４７】
図５は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１に取得される第１のプロトコルチャートの例である。第１のプロトコルチャートの例は、「Ｔｕｂｅ  Ｒａｃｋ」（チューブラック５）に収容された「Ｔｕｂｅ  １」（第１のマイクロチューブ）を表す初期シンボル１００と、チューブラック５に収容された「Ｔｕｂｅ  ２」（第２のマイクロチューブ）を表す初期シンボル１００とを含む。初期シンボル１００は、それぞれマイクロチューブをチューブラック５に戻すことを表す最終シンボル１０１に、順序線１０２によって接続される。複数の処理シンボルの処理順番は、順序線１０２によって決定される。
【００４８】
第１のプロトコルチャートの例は、第１のマイクロチューブについての順序線１０２から第２のマイクロチューブについての順序線１０２へ伸びる移送線１０４を含む。移送線１０４には、「ＴＲＡＮＳＦＥＲ」と表された移送シンボル１０３ａが伴う。移送シンボル１０３ａは、「２００［μｌ］」と記載され、第１のマイクロチューブに収容された液体のうち２００［μｌ］を第２のマイクロチューブに移送することを表す。移送シンボル１０３ａには、速さ変化指定シンボル１０５ａが重ねて表示され、関連付けられている。速さ変化指定シンボル１０５ａは、ピペットにより第１のマイクロチューブに収容された液体を吸引する際、初期速さｖ１［μｌ／ｓ］から吸引をはじめて、最終速さｖ２［μｌ／ｓ］で吸引を終えるように吸引速さを変化させる指定を表す。ここで、ｖ１＞ｖ２であり、吸引速さが単調減少するように吸引速さを変化させる指定であるとする。速さ判断部２５ａは、速さ変化指定シンボル１０５ａによって時間的に変化する速さが指定されている場合、マニュアルピペットを用いると判断する。当該判断を受けて、第１動作指令生成部２３は、第２ロボットアーム１５により指定された速さに対応した時間的に変化する速さでマニュアルピペットのピストンを移動させる第１動作指令を生成する。この場合、ロボット３は、第１ロボットアーム１４により第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持し、第２ロボットアーム１５によりピストンを押下することで、所望の速さでマニュアルピペットのピストンを移動させることができ、速さ変化指定シンボル１０５ａによる指定の通りに液体を吸引することができる。なお、吐出の速さを時間的に変化させる指定の場合であっても、吸引の場合と同様に、第１ロボットアーム１４により第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持し、第２ロボットアーム１５によりピストンを押下させることで、指定通りの処理を行わせることができる。
【００４９】
液体を吸引する速さを時間的に変化させることで、例えば、マイクロチューブ６の底に沈殿物が溜まっている場合、チップ８の先端が沈殿物に近付くほど吸引速さを遅くすることができ、沈殿物が吸引されることを避けることができる。そのため、沈殿物の拡散及び沈殿物の意図しない吸引が抑制され、実験の精度が向上する。
【００５０】
第１のプロトコルチャートの例は、第２のマイクロチューブについての順序線１０２に接続するように表された追加線１０７を含む。追加線１０７には追加シンボル１０６が接続され、第２のマイクロチューブに「Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａ」を「１００［μｌ］」追加することを表す。第１のプロトコルチャートの例の場合、「Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａ」が加えられる前に、第２のマイクロチューブには、第１のマイクロチューブから液体が移送されている。そのため、「Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ａ」は、第１のマイクロチューブから移送された液体に追加されることとなる。
【００５１】
追加シンボル１０７には、速さ指定シンボル１０５ｂが重ねて表示され、関連付けられている。速さ指定シンボル１０５ｂは、液体の吐出をｖ３［μｌ／ｓ］の速さで行うことを指定する。速さ判断部２５ａは、速さ指定シンボル１０５ｂによる指定が、自動ピペット４ｃが対応していない吸引又は吐出の速さの指定である場合に、マニュアルピペットを用いると判断する。本例の場合、自動ピペット４ｃにより速さｖ３［μｌ／ｓ］での吐出が行えない場合、速さ判断部２５ａは、マニュアルピペットを用いると判断する。その場合、第１動作指令生成部２３は、第２ロボットアーム１５により指定された速さに対応した速さでピストンを移動させる第１動作指令を生成する。この場合、ロボット３は、第１ロボットアーム１４により第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持し、第２ロボットアーム１５によりピストンを押下することで、所望の速さでマニュアルピペットのピストンを移動させることができ、速さ指定シンボル１０５ｂによる指定の通りに液体を吐出することができる。なお、吸引の速さが指定されている場合であっても、吐出の場合と同様に、第１ロボットアーム１４により第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持し、第２ロボットアーム１５によりピストンを押下させることで、指定通りの処理を行わせることができる。
【００５２】
速さ判断部２５ａにより、自動ピペット４ｃが対応していない吸引又は吐出の速さであるか否かを判断するにあたって、ユーザによって予め速さの閾値を設定できることとしてもよい。例えば、吸引又は吐出の速さが一定速さ以下の低速である場合に、マニュアルピペットを用いると判断させてよい。本実施形態に係る処理システム２００によれば、自動ピペットでは対応できない比較的低速の吸引又は吐出であっても、マニュアルピペットのピストンを押下するロボットアームの押下の速さを調整することで指定通りに実行することができる。そのため、衝撃に対して敏感な薬液等を特性変化させないように扱うことができ、実験をより確実に実行することができる。
【００５３】
図６は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１の速さ判断部２５ａにおける判断を示すフローチャートである。速さ判断部２５ａは、プロトコルチャートに表された処理シンボルが、特定の吸引及び吐出の態様の指定を含み、態様の指定が吸引又は吐出の速さの指定である場合に、指定された速さが時間的に変化するか否かを判断する（ＳＴ２００）。速さ判断部２５ａは、指定された速さが時間的に変化する場合、マニュアルピペットを用いると判断する。当該判断を受けて、第１動作指令生成部２３は、第１ロボットアーム１４に第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持させ、第２ロボットアーム１５により指定された速さに対応した速さでピストンを移動させる第１動作指令を生成する（ＳＴ２０１）。
【００５４】
一方、指定された速さが時間的に変化しない場合、指定された速さが自動ピペット４ｃで扱える速さであるか否かが判断される（ＳＴ２０２）。指定された速さが自動ピペット４ｃで扱える速さである場合、第１ロボットアーム１４に自動ピペット４ｃを把持させ、指定された速さに対応した速さでピストンを移動させる指示をする第２動作指令が生成される（ＳＴ２０３）。自動ピペット４ｃのピストンを移動させる指示は、ロボットアーム制御装置２等と、自動ピペット４ｃとの間の無線通信により行うことができる。指定された速さが自動ピペット４ｃで扱えない速さである場合、第１ロボットアーム１４に第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持させ、第２ロボットアーム１５により指定された速さに対応した速さでピストンを移動させる第１動作指令が生成される（ＳＴ２０４）。
【００５５】
図７は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１に取得される第２のプロトコルチャートの例である。第２のプロトコルチャートの例は、「Ｔｕｂｅ」と表されたマイクロチューブ６を「Ｔｕｂｅ  Ｒａｃｋ」（チューブラック５）から作業場所に準備することを表す初期シンボル１００と、「Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｂ」をマイクロチューブ６に「１００［μｌ］」追加することを表す追加シンボル１０６と、マイクロチューブ６をチューブラック５に戻すことを表す最終シンボル１０１と、を含む。ここで、初期シンボル１００に重ねられるように、「×４」と表された容器数シンボル１０８が配置されている。容器数シンボル１０８は、関連付けられた初期シンボル１００が表す容器について行われる処理を、複数の同種類の容器について繰り返すことを表す。第２のプロトコルチャートの例の場合、容器数シンボル１０８は、「Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｂ」をマイクロチューブ６に「１００［μｌ］」追加する処理を、４つの容器について繰り返すことを表す。
【００５６】
連続分注判断部２５ｂは、処理シンボルの一種である初期シンボル１００が、ピペットに収容された液体を複数の容器に吐出する指定と関連付けられている場合に、自動ピペット４ｃを用いると判断する。第２のプロトコルチャートの例のように、初期シンボル１００に容器数シンボル１０８が関連付けられており、追加シンボル１０６によりピペットに収容された液体を容器に吐出することが表されている場合、ピペットに収容された液体を複数の容器に吐出する指定と関連付けられていることとなり、連続分注判断部２５ｂは、自動ピペット４ｃを用いる判断をする。当該判断を受けて、第２動作指令生成部２５は、第１ロボットアーム１４を動作させ、作業場所に容器数シンボル１０８に示された数だけ用意された複数の容器に、自動ピペット４ｃに吸引された液体を順に吐出させる第２動作指令を生成する。なお、複数の容器に吐出する液体は、一度の吸引で自動ピペット４ｃに収容してよい。
【００５７】
マニュアルピペットは、一般に、収容された液体を吐出する場合、原則として収容された液体全てを吐出するように使用される。ピストンを途中で止めて液体を分割して吐出することも不可能ではないが、十分な精度が得られないおそれがある。一方、自動ピペットは、内蔵されたアクチュエータによってピストンを移動させており、ピストンを任意の位置で止めることができ、収容された液体を高精度に分割して吐出できるという特徴がある。本実施形態に係る処理システム２００は、このような自動ピペットの特徴を活かし、同種類の液体を複数の容器に吐出する場合に、吐出毎に液体を吸引する必要を無くすことができる。これにより、分注が連続して行われ、実験をより効率良く実施することができ、実験をより早く完了することができる。
【００５８】
図８は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１に取得される第３のプロトコルチャートの例である。第３のプロトコルチャートの例は、「Ｔｕｂｅ  １」と表された第１のマイクロチューブに収容された液体の上澄み液を、「Ｔｕｂｅ  ２」と表された第２のマイクロチューブへ移送することを表す上澄み移送シンボル１０３ｂを含む。上澄み移送シンボル１０３ｂは、「ＳＵＰＥＲＮＡＴＡＮＴ」という表示により、上澄み液を吸引する指定を表している。上澄み液を吸引することにより、例えば遠心分離器１２によって二層に分離された液体のうち上澄み液のみを別の容器に移送することができる。
【００５９】
上澄み移送シンボル１０３ｂには、「ｗｉｔｈｏｕｔ  ｄｉｐ」と表された濡れ回避シンボル１０９ａが重ねて表示され、関連付けられている。濡れ回避シンボル１０９ａは、処理シンボルの一種である上澄み移送シンボル１０３ｂに関連付けられている吸引及び吐出の態様の指定であり、容器に収容された液体の液面の位置の変化に追随するように、マニュアルピペット又は自動ピペットを移動させる追随指定である。ピペットにより液体を吸引又は吐出する場合、ピペットの先端に取り付けられたチップ８が容器に収容された液体に浸されると、チップ８が濡れて、容器に吐出される液体の容量や、ピペットに吸引される液体の容量が意図した容量より少なくなる場合がある。本実施形態に係る処理システム２００では、濡れ回避シンボル１０９ａによる指定がある場合には、容器に収容された液体の液面にチップ８の先端が接した状態を保つようにピペットを液面に追随させて吸引を行う。これにより、チップ８が濡れることが防止され、チップ８に付着する液体が減り、より精密に液体の容量を制御して、実験を精度良く実行することができる。なお、吐出に際してもチップ８の先端が液面に接した状態を保つように、ピペットを液面に追随させて動かすこととしてもよい。吐出に際してもチップ８の先端が液面に追随するように動かすことで、液体が衝撃に敏感であり、落下させることが好ましくない等の事情がある場合であっても、液体を特性変化させずに吐出することができ、実験をより確実に行うことができる。
【００６０】
本実施形態に係る液面変化判断部２５ｃに含まれる予測制御判断部２５ｄは、処理シンボルに関連付けられている吸引及び吐出の態様の指定が追随指定である場合に、マニュアルピペットを用いると判断する。当該判断を受けて、第１動作指令生成部２３は、液体の液面の位置の変化を予測したロボットアームの制御を行わせる前記第１動作指令を生成する。第３のプロトコルチャートの例を取得した場合、本実施形態に係る第１動作指令生成部２３は、第１ロボットアーム１４に第１マニュアルピペット４ａ又は第２マニュアルピペット４ｂを把持させ、第１ロボットアーム１４を予め定められた速さでマイクロチューブ６に降下させつつ、第２ロボットアーム１５によりピストンを移動させる第１動作指令を生成する。ここで、第１ロボットアーム１４をマイクロチューブ６に降下させる速さは、マニュアルピペットによりマイクロチューブ６に収容された液体が吸引されて液面が降下する速さに同調させる必要がある。本実施形態に係る動作指令生成装置１では、マイクロチューブ６の径、マイクロチューブ６に収容された液体の容量及びマニュアルピペットによる吸引速さから、第１ロボットアーム１４をマイクロチューブ６に降下させる速さを予め算出する。
【００６１】
本実施形態に係る処理システム２００によれば、チップ８の濡れを回避する指定がある場合に、予め定められた速さによってピペットの液面追随制御が行われ、液体の容量が高精度で吸引又は吐出される。それにより、チップ８に付着する液体が減り、実験の精度が向上し、ひいては実験の再現性が向上する。
【００６２】
図９は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１に取得される第４のプロトコルチャートの例である。第４のプロトコルチャートの例は、上澄み移送シンボル１０３ｂに重ねて表示され、関連付けられたフィードバックによる濡れ回避シンボル１０９ｂを含む。その他のシンボルは、第３のプロトコルチャートの例と同じである。フィードバックによる濡れ回避シンボル１０９ｂは、「ｆｅｅｄ  ｂａｃｋ」という表示でカメラ１３による撮影を用いたリアルタイムフィードバック制御により、液面追随を行うことを表している。カメラ１３は、マイクロチューブ６等の容器に収容された液体の液面の位置の変化を撮影する装置である。
【００６３】
本実施形態に係る液面変化判断部２５ｃに含まれるフィードバック制御判断部２５ｅは、処理シンボルに関連付けられている吸引及び吐出の態様の指定が追随指定であって、容器に収容された液体の液面の位置の変化の撮影を伴う指定である場合に、自動ピペットを用いると判断する。当該判断を受けて、第２動作指令生成部２４は、撮影された液体の液面の位置の変化に追随したロボットアームの制御を行わせる前記第２動作指令を生成する。第４のプロトコルチャートの例を取得した場合、本実施形態に係る第２動作指令生成部２４は、第１のロボットアーム１４に自動ピペット４ｃを把持させ、自動ピペット４ｃに吸引又は吐出させ、カメラ１３によりマイクロチューブ６に収容された液体の液面の位置の変化を撮影させ、自動ピペット４ｃに装着したチップ８の先端がマイクロチューブ６に収容された液体の液面に接した状態を保つように、第１ロボットアーム１４を移動させる第２動作指令を生成する。ここで、第１ロボットアーム１４をマイクロチューブ６に降下させる速さは、カメラ１３により撮影された液面の位置の変化に同調するようにフィードバック制御される。そのような制御をマニュアルピペットによる吸引又は吐出において行う場合、第２ロボットアーム１５によってマニュアルピペットのピストンを押下しつつ、マニュアルピペットを液面に追随するように第１ロボットアーム１４を移動させる必要があり、制御が複雑となる。もっとも、単一のロボットアームによってマニュアルピペットを把持し、かつピストンを押下できる場合、マニュアルピペットを用いてフィードバックによる濡れ回避の動作を行うこととしてもよい。
【００６４】
本実施形態に係る処理システム２００によれば、容器の種類やピペットの種類が一定せず、液面の位置の変化する速さや吸引速さが予め定まらない場合であっても、カメラ１３によって液面の位置の変化をリアルタイムで撮影してフィードバック制御を行うため、濡れ回避動作が確実に行われ、チップ８に付着する液体を減らすことができ、実験の精度が向上して、ひいては実験の再現性を向上させることができる。
【００６５】
図１０は、本発明の実施形態に係る動作指令生成装置１に取得される第５のプロトコルチャートの例である。第５のプロトコルチャートの例は、「Ｔｕｂｅ  １」と表された第１のマイクロチューブに収容された液体を、「Ｔｕｂｅ  ２」と表された第２のマイクロチューブへ「２００［μｌ］」だけ移送することを表す移送シンボル１０３ａを含む。移送シンボル１０３ａには、「ｔｉｌｔ」と表された傾斜シンボル１１０が重ねて表示され、関連付けられている。傾斜シンボル１１０は、処理シンボルの一種である移送シンボル１０３ａに関連付けられている吸引及び吐出の態様の指定であり、容器及びピペットを傾けて、容器に収容された液体を吸引する指定又は容器に液体を吐出する指定である。容器及びピペットを傾けて、容器に収容された液体を吸引することで、液体の上澄みだけをより確実に吸引することができる。また、容器及びピペットを傾けて、容器に液体を吐出することで、液体に衝撃を与えないように、容器に液体を収容できる。
【００６６】
本実施形態に係る傾斜分注判断部２５ｆは、容器及びピペットを傾けて、容器に収容された液体を吸引する指定又は容器に液体を吐出する指定である場合に、自動ピペットを用いると判断する。当該判断を受けて、第２動作指令生成部２４は、第２ロボットアーム１５で容器を把持し、容器及び自動ピペットを傾けて、容器に収容された液体を吸引又は容器に液体を吐出させる第２動作指令を生成する。第５のプロトコルチャートの例を取得した場合、本実施形態に係る第２動作指令生成部２４は、第１のロボットアーム１４に自動ピペット４ｃを把持させ、第２のロボットアーム１５にマイクロチューブ６を把持させ、自動ピペット４ｃ及びマイクロチューブ６を傾けて、自動ピペット４ｃに吸引又は吐出させる第２動作指令を生成する。ここで、第１ロボットアーム１４に把持された自動ピペット４ｃ及び第２ロボットアーム１５に把持されたマイクロチューブ６の傾斜角度は、同程度とし、ユーザによって予め定められるようにしてもよい。また、容器に収容された液体の容量に応じて、傾斜角度を定めることとしてもよい。例えば、容器に収容された液体の容量が比較的少ない場合には傾斜角度を大きくして、容器に収容された液体の容量が比較的多い場合には傾斜角度を小さくすることとしてよい。
【００６７】
本実施形態に係る処理システム２００によれば、第１のロボットアーム１４により自動ピペット４ｃを把持し、第２のロボットアーム１５によりマイクロチューブ６を把持することで、ピペットと容器を任意に傾けることができ、様々な角度に対応した処理ができる。
【００６８】
以上説明した複数の態様の指定（手技の指定）が１つのプロトコルチャートに混在する場合、判断部２５によってマニュアルピペット及び自動ピペットのいずれを用いるかを判断するにあたって、態様の指定に優先順位を設けて判断を行ってもよいし、頻繁なピペットの持ち替えを避けるために所定の期間ピペットの持ち替えを制限してもよいし、他の方法によっていずれのピペットを用いるか判断してもよい。
【００６９】
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。
【符号の説明】
【００７０】
１  動作指令生成装置、１ａ  ＣＰＵ、１ｂ  ＲＡＭ、１ｃ  外部記憶装置、１ｄ  ＧＣ、１ｅ  入力デバイス、１ｆ  Ｉ／Ｏ、１ｇ  データバス、１ｈ  モニタ、２  ロボットアーム制御装置、３  ロボット、４ａ  第１マニュアルピペット、４ｂ  第２マニュアルピペット、４ｃ  自動ピペット、５  チューブラック、６  マイクロチューブ、７  チップラック、８  チップ、９  ダストボックス、１０  ピペットラック、１１  ボルテックスミキサー、１２  遠心分離器、１３  カメラ、１４  第１ロボットアーム、１５  第２ロボットアーム、２０  入力部、２１  プロトコルチャート取得部、２２  動作指令生成部、２３  第１動作指令生成部、２４  第２動作指令生成部、２５  判断部、２５ａ  速さ判断部、２５ｂ  連続分注判断部、２５ｃ  液面変化判断部、２５ｄ  予測制御判断部、２５ｅ  フィードバック制御判断部、２５ｆ  傾斜判断部、２５ｇ  容量判断部、２７  動作指令記憶部、２８  動作指令出力部、２９  動作指令表示部、１００  初期シンボル、１０１  最終シンボル、１０２  順序線、１０３ａ  移送シンボル、１０３ｂ  上澄み移送シンボル、１０４  移送線、１０５ａ  速さ変化指定シンボル、１０５ｂ  速さ指定シンボル、１０６  追加シンボル、１０７  追加線、１０８  容器数シンボル、１０９ａ  濡れ回避シンボル、１０９ｂ  フィードバックによる濡れ回避シンボル、１１０  傾斜シンボル、２００  処理システム。
【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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