(57)【要約】使い捨て対象物及び消耗対象物用のコンテナ内の、対象物の種々の充填レベルを判定するための、システム及び方法が開示される。センサユニットは、廃棄物コンテナ内に移行する対象物の存在、及び、対象物が廃棄物コンテナを充填する際の、廃棄物コンテナ内の対象物の種々のレベルを判定することができる。廃棄物コンテナが満杯であるとき、その廃棄物コンテナを空にするか又は取り替えるように、通知メッセージを生成することができる。センサユニットはまた、対象物が消耗品コンテナから取り出される際の、消耗品コンテナ内の対象物の種々のレベルも検出することができる。消耗品コンテナが空であるとき、その消耗品コンテナを補充するか又は取り替えるように、通知メッセージを生成することができる。本発明の実施形態では、通知メッセージはまた、コンテナ内の対象物の既定のレベルに関しても、生成することができる。
2016500878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を取り扱うためのシステムであって、前記システムは、
前記対象物を保持するためのコンテナと、
プロセッサと、
前記プロセッサに通信可能に結合されたセンサユニットと
を備え、
前記センサユニットは、前記コンテナ内の対象物の充填レベルを検出することによって第１の出力を生成するように構成され、
前記プロセッサは、前記プロセッサによって計数された対象物の数、及び前記第１の出力を使用して前記プロセッサによって推定された対象物の数に基づいて、前記コンテナ内の対象物の数を判定するように構成されている、システム。
【請求項２】
前記センサユニットは、前記コンテナ内に移行する対象物の存在を検出することによって、第２の出力を生成するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記プロセッサによって計数された前記対象物の数は、前記センサユニットからの前記第２の出力に基づいて判定される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサによって計数された前記対象物の数は、前記コンテナから対象物が取り出される際に、対象物取り扱いユニットによって生成される出力に基づいて判定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記コンテナ内の前記対象物の数は、Ｘであり、
Ｘ＝（Ｎｃｏｕｎｔ＊Ｗｃｏｕｎｔ）＋（Ｎｍｅａｓ＊Ｗｍｅａｓ）であり、式中、
Ｎｃｏｕｎｔ＝前記プロセッサによって計数された前記対象物の数、
Ｗｃｏｕｎｔ＝計数された対象物に対する第１の重み係数、
Ｎｍｅａｓ＝前記第１の出力に基づく測定値を使用して推定された前記対象物の数、及び
Ｗｍｅａｓ＝測定値からの推定値に対する第２の重み係数である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
Ｎｍｅａｓは、以下の式によって判定され、
Ｎｍｅａｓ＝（Ｈ１＊断面積（コンテナ））／前記対象物の容積、式中、Ｈ１は、前記充填レベルである、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記コンテナ内に収まる対象物の最大数から前記コンテナ内の対象物の数を減算することによって判定される、前記コンテナ内に更に収まり得る前記対象物の数を判定するように更に構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記コンテナは、廃棄物コンテナである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記コンテナは、消耗品コンテナである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コンテナに結合されたシュートを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記コンテナ内の前記対象物の数が、前記コンテナ内に収まる前記対象物の最大数に等しいか又は超過するとき、警告を生成するように更に構成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記対象物は、管、キャップ、ピペット、又は毛細管のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記センサユニットは、超音波センサを備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記センサユニットは、遠距離センサ及び近距離センサを備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記遠距離センサ及び前記近距離センサは、超音波センサである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記遠距離センサは、超音波センサであり、前記近距離センサは、光センサである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記対象物は、標本コンテナを含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
方法であって、前記方法は、
プロセッサによって、前記プロセッサに通信可能に結合されたセンサユニットからの第１の出力に基づいて、コンテナ内の対象物の推定数を判定することと、
前記プロセッサによって、対象物の数を計数することと、
前記プロセッサによって、前記計数、及び前記第１の出力に基づく前記対象物の推定数に基づいて、前記コンテナ内の前記対象物の数を判定することと
を含む、方法。
【請求項１９】
前記コンテナ内の前記対象物の数は、Ｘであり、
Ｘ＝（Ｎｃｏｕｎｔ＊Ｗｃｏｕｎｔ）＋（Ｎｍｅａｓ＊Ｗｍｅａｓ）であり、式中、
Ｎｃｏｕｎｔ＝前記プロセッサによって計数された前記対象物の数、
Ｗｃｏｕｎｔ＝計数された対象物に対する第１の重み係数、
Ｎｍｅａｓ＝前記第１の出力に基づく測定値を使用して推定された前記対象物の数、及び
Ｗｍｅａｓ＝測定値からの推定値に対する第２の重み係数である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
Ｗｃｏｕｎｔ及びＷｍｅａｓは、前記コンテナ内の前記対象物の数に基づいて変動する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記コンテナ内に１０個未満の対象物が存在するとき、Ｗｃｏｕｎｔは、１であり、Ｗｍｅａｓは、ゼロである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記コンテナ内に５０個を超える対象物が存在するとき、Ｗｃｏｕｎｔは、ゼロであり、Ｗｍｅａｓは、１である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
Ｎｍｅａｓは、以下の式によって判定され、
Ｎｍｅａｓ＝（Ｈ１＊断面積（コンテナ））／前記対象物の容積、式中、Ｈ１は、前記充填レベルである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記コンテナ内に対象物を移行させることと、
前記プロセッサによって、前記センサユニットからの第２の出力に基づいて、カウンタ値をインクリメントすることと
を更に含む、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記コンテナ内に更に収まり得る対象物の数は、前記コンテナ内に収まる対象物の最大数から前記コンテナ内の前記対象物の数を減算することによって判定される、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記コンテナから対象物を取り出すことと、
前記プロセッサによって、対象物取り扱いユニットからの出力に基づいて、カウンタ値をデクリメントすることと
を更に含む、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記プロセッサによって、対象物を取り出す前に、前記コンテナが規定の最大レベルまで前記対象物で充填されているか否かを判定することを更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記プロセッサによって、前記コンテナが前記規定の最大レベルまで対象物で充填されていない場合には、警告メッセージを生成することを更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記プロセッサによって、前記コンテナ内の対象物の既定のレベルに到達するとき、通知メッセージを生成することを更に含む、請求項１８〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年３月１５日に出願され「Ｓｐｅｃｉｍｅｎ  Ｇｒｉｐｐｅｒ」と題された米国仮出願第６１／７９０，４４６号に対する優先権を主張する。本出願は、２０１２年１０月１６日に出願され「Ｓｐｅｃｉｍｅｎ  Ｇｒｉｐｐｅｒ」と題された米国仮出願第６１／７１４，６５６号に対する優先権を更に主張する。これらの出願の全ては、あらゆる目的のために、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（背景技術）
従来の医学研究室システムは、患者サンプルを処理するための多くの構成要素を含み、それらの一部は自動化され、それらの一部は手動操作を必要とする。それらの自動化された構成要素により、現今の研究室システムは、より効率的になっている。しかしながら、人間の介入に対する依存を低減するために自動化することが可能な、医学研究室システムの幾つかの構成要素が、依然として存在する。
【０００３】
医学研究室システムでは、保管期限が満了した標本コンテナ、二次試験管などの廃棄対象物は、処分のために廃棄物コンテナ内に収集することができる。例えば、ロボットアームに取り付けられたグリッパユニットは、研究室システム内の様々な作業ユニットからの廃棄対象物を把持して、それらを廃棄物コンテナ内に処分することができる。人間の介入に対する依存を最小限に抑えるためには、廃棄物コンテナが満杯であるときを自動的に検出することが望ましい。
【０００４】
医学研究室システム内で使用されるコンテナのための、レベル指示器が既知である。しかしながら、それらの解決策の殆どは、コンテナの最大レベルを検出することのみに関する。そのような１つの手法は、Ｂｉｌｏｆらによる、「Ｆｕｌｌ  Ｌｅｖｅｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ｆｏｒ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ  Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ」と題された米国特許第５，９１８，７３９号で論じられている。しかしながら、このタイプのシステムの１つの問題点は、廃棄物コンテナが最大レベルに到達するときにのみ、信号が送出される点である。処分コンテナが、最大レベルに到達するときにのみシステムに警告する場合には、処分コンテナの上流及び下流の機器は、それらの機器のプロセスを調節するための時間を有し得ない。処分コンテナの上流及び下流の機器は、廃棄物コンテナを空にすることが可能となるように、停止しなければならない場合がある。
【０００５】
特に研究室環境内で対処するべき別の問題点は、異なる寸法を有する、幾つもの異なる廃棄物品及び消耗品（例えば、試薬パック、ピペットなど）が存在し、廃棄物コンテナもまた、種々の寸法を有する点である。したがって、単純な充填レベル検出器では、更に幾つの物品をコンテナに充填することができるか、又は更に幾つの物品をコンテナから取り出すことができるかを、システムに通知することが困難であるため、価値が限定されたものとなる。上述のように、この情報は、上流及び下流の機器に、休止時間を最小限に抑えるためにどのように動作するべきかについて通知することが必要である場合に、有用であり得る。
【０００６】
既存のＢｅｃｋｍａｎ  Ａｕｔｏｍａｔｅ（商標）２５００シリーズ内の（例えば、等分モジュール内の）廃棄物カウンタを使用して廃棄物充填レベルを検出するために使用される、１つの方法を説明する。このシステムでは、廃棄物の最大容積、例えば１０００単位が、Ａｕｔｏｍａｔｅソフトウェア内にハードコードされており、コンテナの最大充填レベルを表す。例えば、このシステムでは、破棄された交換可能なチップは、１単位として計数され、破棄された二次管は、５単位として計数される。廃棄物カウンタは、破棄対象物でコンテナが充填される際、そのコンテナの充填レベルを示す。現在の充填レベルを、メモリからロードすることができ、その充填レベルは、ゼロ又は既定の値とすることができる。破棄ステップの後に、コンテナの充填レベル（すなわち、廃棄物カウンタ）が、交換可能なチップに関しては１、又は破棄された二次管に関しては５、インクリメントされる。毎回の破棄ステップの後に、その充填レベルが、ソフトウェアによって最大レベルに対してチェックされ、更新された充填レベルは、メモリ内に記憶される。充填レベルが、廃棄物の最大容積（例えば、ハードコードされた値）を超えると、ユーザ又はオペレータは、廃棄物を除去して、廃棄物カウンタをリセットするように警告される。実際の充填レベルが静止して、メモリ内に保存される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コンテナの最大レベルのみを検出することは、オペレータが十分な対応時間を有さない場合には、コンテナの過剰充填をもたらし得るため、場合によっては非効率的となる恐れがある。それゆえ、オペレータが時間に間に合って対応することができ、保全作業を適宜にスケジュールすることができるように、時宜を得た情報を取得することが望ましい。
【０００８】
本発明の実施形態は、これらの問題点及び他の問題点に、個別的かつ全体的に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
場合によっては、廃棄物コンテナの部分的充填を検出することが有用であり得る。例えば、そうすることによって、廃棄物コンテナの取り替え及び／又は内容物排出を潜在的に可能にするように、上流及び／又は下流の機器の処理速度を調節することが可能となる。更には、廃棄物コンテナの充填レベルを知ることによって、現在使用されている廃棄物コンテナを取り替えるために、別の廃棄物コンテナを準備することができるため、システム全体に関する休止時間が低減される。本発明の実施形態は、コンテナ、具体的には使い捨て対象物及び消耗対象物用のコンテナの、種々の充填レベルを判定するための、システム及び方法に関する。
【００１０】
一実施形態は、対象物を取り扱うためのシステムを目的とし、このシステムは、対象物を保持するためのコンテナ、プロセッサ、及びこのプロセッサに通信可能に結合されたセンサユニットとを備える。センサユニットは、コンテナ内の対象物の充填レベルを検出することによって第１の出力を生成するように構成され、プロセッサは、プロセッサによって計数された対象物の数、及び第１の出力を使用してプロセッサによって推定された対象物の数に基づいて、コンテナ内の対象物の数を判定するように構成される。
【００１１】
別の実施形態は、プロセッサによって、そのプロセッサに通信可能に結合されたセンサユニットからの第１の出力に基づいて、コンテナ内の対象物の推定数を判定することと、プロセッサによって、対象物の数を計数することとを含む、方法を目的とする。この方法は、プロセッサによって、その計数、及び第１の出力に基づく対象物の推定数に基づいて、コンテナ内の対象物の数を判定することを更に含む。
【００１２】
本技術のこれらの実施形態及び他の実施形態を、以下で更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
種々の実施形態の性質及び利点の更なる理解は、以下の図面を参照することによって実現することができる。
【図１】３つの独立した可動方向ｘ−、ｙ−、及びｚ−を有する、直角座標又はガントリロボットの実施例を示す。
【図２】医学研究室内で利用することが可能なシステムの、ブロック図を示す。
【図３】本発明の一実施形態での、シュート構成物及びセンサユニットを備える、例示的システムの特定の要素を示す。
【図４】本発明の一実施形態による、例示的な標本出力システムの概要を示す。
【図５】本発明の一実施形態による、シュート構成物の定置の斜視図を示す。
【図６】本発明の実施形態による、超音波センサ構成物を示す。
【図７】本発明の一実施形態での、２つの超音波センサを使用する、例示的な超音波センサ構成物４３００を示す。
【図８】本発明の一実施形態での、１つの超音波センサ及び１つの光センサを使用する、例示的なセンサ構成物を示す。
【図９】本発明の一実施形態での、コンテナの充填レベルを検出するための方法を示す。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態での、廃棄物コンテナの様々な充填レベルを示す。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態での、廃棄物コンテナの様々な充填レベルを示す。
【図１０Ｃ】本発明の一実施形態での、廃棄物コンテナの様々な充填レベルを示す。
【図１１】本発明の一実施形態での、消耗対象物を有するコンテナの充填レベルを検出するための方法を示す。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態での、消耗品コンテナの様々な充填レベルを示す。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態での、消耗品コンテナの様々な充填レベルを示す。
【図１２Ｃ】本発明の一実施形態での、消耗品コンテナの様々な充填レベルを示す。
【図１３】本発明の一実施形態での、例示的な標本出力システムを示す。
【図１４】本発明の一実施形態での、扉を有する貯蔵箱フレームに関する構成物を示す。
【図１５】本発明の一実施形態での、廃棄物コンテナをリセットする方法を示す。
【図１６】本発明の一実施形態での、消耗品コンテナをリセットする方法を示す。
【図１７】例示的なコンピュータ装置のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態は、コンテナ、具体的には使い捨て対象物及び消耗対象物用のコンテナの、種々の充填レベルを判定するための、システム及び方法に関する。
【００１５】
廃棄物コンテナは、試験管廃棄物、試験管キャップ廃棄物、毛細管廃棄物、ピペットチップ廃棄物などの廃棄対象物を保持するために、医学研究室システム内で使用することができる。一実施形態では、コンテナの充填レベルを検出するように、センサユニットを構成することができる。センサユニットに結合されたプロセッサは、対象物がコンテナを充填するか、又はコンテナから取り出される際に、センサユニットによって検出された充填レベルに基づいて、コンテナ内の対象物の種々のレベルを判定するように構成することができる。センサユニットはまた、コンテナ内に移行する対象物の存在を検出するように構成することもできる。一部の実施形態では、コンテナ内に対象物を移行させるように、シュートを構成することができる。一実施形態では、消耗対象物がコンテナから取り出される際、センサユニットを使用して、毛細管、二次試験管、キャップなどの消耗対象物用のコンテナの、充填レベルを推定することができる。
【００１６】
「コンテナ」又は貯蔵箱は、標本コンテナ（例えば、サンプル管）、キャップ、毛細管、ピペットなどの対象物を保管又は収容するために、医学研究室システム内で使用することができる。コンテナは、特定の高さ（例えば、９１センチ以上（３フィート以上））、特定の長さ（例えば、６１センチ以上（２フィート以上））、及び特定の幅（例えば、３０センチ以上（１フィート以上））を有し得る。コンテナは、長方形、正方形、台形、円筒形、楕円形などの好適な外形を有する、任意の形状のものとすることができる。コンテナは、幾つかの対象物を保持するための、指定された最大充填容量、例えば、立方センチメートル、立方フィートなどを有し得る。コンテナは、プラスチック、金属、ゴムなどの任意の好適な材料で作製することができる。コンテナは、蓋を有する場合もあり、又は有さない場合もある。一実施形態では、コンテナは、試験管廃棄物、試験管キャップ廃棄物、毛細管廃棄物、及びピペットチップ廃棄物などの、使い捨て対象物を保管するために使用することができる。別の実施形態では、コンテナは、毛細管、二次試験管、キャップなどの、消耗対象物を保管するために使用することができる。
【００１７】
「充填容量」は、複数の対象物を保持するための、コンテナの容量を含み得る。一実施形態では、コンテナの充填容量は、幾つかのタイプの対象物、例えば、複数のサンプル管、複数のキャップなどを保持するための、そのコンテナの容量を含み得る。一実施形態では、コンテナの充填容量は、特定の充填密度に基づいて特定の充填レベルに到達するように、コンテナ内に充填することが可能な、対象物の数を含み得る。この充填容量は、コンテナの容積及び対象物の容積に応じて決定することができる。
【００１８】
「充填レベル」は、１つ以上の対象物で充填されているコンテナのレベルを含み得る。「ゼロ」のレベルは、そのコンテナが空であることを意味し得る。一実施形態では、コンテナの充填レベルは、そのコンテナの底部までの距離を意味し得る。充填レベルが、コンテナの高さに等しいか近い場合、そのコンテナは満杯とすることができる。コンテナの充填レベルは、コンテナ内に堆積した対象物の充填密度に基づいて変動し得る。更には、この密度は、既にコンテナ内にある対象物の数に応じて変動し得る。例えば、対象物が空のコンテナ内に落下する場合、その充填密度は、既に２０個の対象物がコンテナ内に存在する場合と比較して、異なるものとなり得る。
【００１９】
「センサユニット」は、物理環境からの何らかのタイプの入力を検出して応答するための、１つ以上のセンサを含み得る。例えば、その入力は、音、運動、光、温度、圧力などとすることが可能である。センサユニットは、入力又は入力の変化に対応する、出力を生成するように構成することができる。この出力は、電気信号、光信号の形態、又は任意の他の好適な形態とすることができる。異なるセンサは、入力を検出するための異なる感度レベルを有し得る。これらのセンサとしては、音響センサ、超音波センサ、光センサなどを挙げることができる。超音波センサは、人間の可聴範囲を上回る周波数を有する音波の特性の、測定値に基づくものとすることができる。超音波センサは、高周波数の音のパルスを放射して、エコーパルスの特性を受信及び分析する、送受信機を含み得る。一部の実施形態では、超音波センサは、近距離センサ及び遠距離センサを含み得る。
【００２０】
本発明の実施形態によるグリッパユニットは、複数のグリッパ指を利用して、対象物を把持することができる。この複数のグリッパ指は、２つ以上（例えば、３つ、４つ、又は任意の好適な数）のグリッパ指を備え得る。各グリッパ指は、１つ以上の他のグリッパ指と連携して、サンプル管又はキャップなどの対象物を把持することが可能な、細長構造の形態を取ることができる。一部の実施形態では、例示的なグリッパ指は、既定の厚さ（例えば、０．６４センチメートル（４分の１インチ）以上）及び長さ（例えば、８センチメートル（３インチ）以上）を有する、長方形の、軸方向及び／又は長手方向の断面を有し得る。好適なグリッパ指は、剛性のものとすることができ、又は１つ以上の旋回領域を有し得る。
【００２１】
一部の実施形態では、対象物を把持することを支援するために、グリッパ指の一方の末端部（把持末端部）に顎部を結合することができる。グリッパ指の他方の末端部は、他のグリッパ指と共に、対象物を把持するためにグリッパ指を制御するように動作可能とすることができる、組立体又は機構に結合することができる。
【００２２】
このグリッパユニットは、患者サンプルを処理するために、医学研究室システム内で使用することができる。一部の実施形態では、グリッパユニットは、ロボットアームに結合することができる。ロボットアームは、入力区域、分配区域、遠心分離機区域、キャップ除去機区域、等分機区域、出力区域、分析機区域、分別区域、再キャップ区域、保管区域、及び二次管引き上げ区域などの、研究室システムの様々な区域内での、標本コンテナの輸送のために使用することができる。一実施形態では、ロボットアームは、グリッパユニットを使用して廃棄対象物を引き上げ、それらを廃棄物コンテナ内に破棄するために使用することができる。例えば、標本コンテナなどの廃棄対象物は、それらの保管期限が満了したとき、破棄することが必要となる場合がある。別の実施形態では、グリッパユニットを使用して、更なる処理のために、消耗品コンテナ内に保管された対象物を採取することができる。
【００２３】
ロボットアームのアーキテクチャは、所定のタスクに応じて、複雑性が異なり得る。図１は、３つの独立した可動方向ｘ−、ｙ−、及びｚ−を有する、直角座標又はガントリロボット１０００の実施例を示す。図１に示されるガントリロボット１０００は、上下に移動することが可能な単純なロボットアーム１００２を示す。より複雑なロボットアームとしては、例えば、選択的柔軟組み立てロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）、又は複数の接合アームを有する関節型ロボットアームを挙げることができる。
【００２４】
本発明の一部の実施形態では、グリッパユニット１００４を、ロボットアーム１００２に結合することができる。ロボットアーム１００２は、１０００Ａ、１０００Ｂ、及び１０００Ｃとして示される、３つの直交方向で独立して移動するように構成された、ガントリロボット１０００の一部とすることができる。グリッパユニット１００４がロボットアーム１００２によって輸送されると、グリッパユニット１００４は、グリッパユニット１００４によって保持された標本コンテナ１００６を輸送することができる。
【００２５】
グリッパユニット１００４は、標本コンテナ１００６を把持するための、本体１０１２に結合された２つ以上の可動グリッパ指１００８、１０１０を有し得る。例えば、グリッパ指１００８、１０１０は、標本コンテナ１００６が、グリッパ指１００８とグリッパ指１０１０との間の固定位置に保持されるまで、標本コンテナ１００６に向けて内側に移動することができる。グリッパ指１００８、１０１０はまた、標本コンテナ１００６を解放するために、外側に拡がるように構成することもできる。ロボットアーム１００２は、研究室自動化システムの一部とすることができ、図２を参照して、このシステムを更に説明する。
【００２６】
図２は、医学研究室内で利用することが可能なシステム１１００の、ブロック図を示す。システム１１００は、研究室自動化システム１１０４を使用してサンプル（例えば、血清、血漿、ゲル、濃厚赤血球など）を処理することができる、オペレータ１１０２を含み得る。例示的実施形態では、研究室自動化システム１１０４は、ロボットアーム１００２、処理ユニット１１０６、グリッパユニット１１１４、センサユニット１１２０、コンテナユニット１１２８、フィーダユニット１１３０、及びシュート構成物１１２２を含む。しかしながら、幾つかの他のユニット（図示せず）が、研究室自動化システム１１０４によって利用される場合もある。例えば、本発明の一部の実施形態では、研究室自動化システム１１０４は、入力モジュール、分配区域、遠心分離機、キャップ除去機、血清指数測定装置、等分機、及び出力／分別機などの、様々な作業ユニットを含み得る。ロボットアーム１００２は、ガントリロボット１０００の一部とすることができる。グリッパユニット１１１４を、ロボットアーム１００２に結合することができる。ロボットアーム１００２及びセンサユニット１１２０は、処理ユニット１１０６と通信するように構成することができる。
【００２７】
処理ユニット１１０６は、プロセッサ１１０８及びメモリ１１１０を含み得る。プロセッサ１１０８は、様々な実施形態での方法、プロセス、又は動作を実施するための、命令若しくはコードを実行するように構成することができる。一部の実施形態では、このプロセッサは、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、グラフィックプロセッサ、コプロセッサ、マイクロコントローラなどの、他の好適な処理要素（図示せず）を含み得る。一実施形態では、プロセッサ１１０８は、対象物がコンテナを充填するか、又はコンテナから取り出される際に、コンテナ内の対象物の種々のレベルを判定するように構成することができる。
【００２８】
メモリ１１１０は、プロセッサ１１０８に、内部又は外部（例えば、クラウドベースのデータ記憶）で結合することができ、例えば、バッファメモリ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ、若しくは任意の他の好適なメモリ装置などの、揮発性及び／又は不揮発性メモリの任意の組み合わせを含み得る。一部の実施形態では、メモリ１１１０は、コンピュータ可読媒体（ＣＲＭ）の形態とすることができ、本明細書で説明される方法を実施するための、プロセッサ１１０８によって実行可能なコードを含み得る。例えば、メモリ１１１０は、プロセッサに通信可能に結合されたセンサユニットからの第１の出力に基づいて、コンテナ内の対象物の推定数を判定することと、対象物の数を計数することと、その計数、及び第１の出力に基づく対象物の推定数に基づいて、コンテナ内の対象物の数を判定することとを含む方法を実施するための、プロセッサ１１０８によって実行可能なコードを含む、コンピュータ可読媒体を含み得る。一部の実施形態では、プロセッサ１１０８は、図１７を参照して説明されるようなコンピュータシステムの一部とすることができる。
【００２９】
メモリ１１１０はまた、他の情報も記憶することができる。例えば、メモリ１１１０は、廃棄物コンテナ内に落下した対象物の数を追跡するための、カウンタ（例えば、廃棄物カウンタ）を含み得る。メモリ１１１０はまた、消耗品コンテナから取り出された対象物の数を追跡するための、カウンタ（例えば、消耗品カウンタ）も含み得る。消耗品カウンタは、コンテナから取り出されている際に、センサユニットによって検出される消耗品によって、又は、対象物取り扱いユニット（例えば、ロボットアーム）がコンテナから対象物を取り出すたびに、トリガすることができる。メモリ１１１０はまた、特定の対象物を保管するための、コンテナユニット１１２８内の種々のコンテナに関連付けられた、最大充填レベルについての情報も記憶することができる。一部の実施形態では、メモリ１１１０は、研究室自動化システム１１０４によって取り扱われる各対象物の幾何学的寸法、及びコンテナユニット１１２８内の種々のコンテナに関連付けられた寸法もまた、記憶することができる。メモリ１１１０はまた、コンテナユニット１１２８内の種々のコンテナに落下した対象物又は種々のコンテナから取り出された対象物の数の推定値を補正するために使用することが可能な、種々の重み係数に関する情報も記憶することができる。
【００３０】
研究室自動化システム１１０４は、ロボットアーム１００２を利用することにより、グリッパユニット１１１４を使用して標本コンテナ（例えば、サンプル管）を把持することができる。グリッパユニット１１１４は、本体１１１６、及び本体１１１６に結合されるグリッパ指１１１８を含み得る。グリッパユニット１１１４はまた、意図された機能をグリッパユニットが実行することを可能にするために、他のユニットを含むか、又は他のユニットと連動させることもできる点が、理解されるであろう。一実施形態では、グリッパユニット１１１４は、グリッパ指１１１８を使用して廃棄対象物を把持し、その廃棄対象物を、コンテナユニット１１２８の一部とすることができる廃棄物コンテナ内に破棄することができる。別の実施形態では、グリッパユニット１１１４は、コンテナユニット１１２８の一部とすることができる消耗品コンテナから、グリッパ指１１１８を使用して消耗対象物を把持し、その消耗対象物を、研究室自動化システム１１０４内の別の作業ユニットへ輸送することができる。
【００３１】
一実施形態では、グリッパ指１１１８は、本体１１１６に結合される。本体１１１６は、支持構造体又は筐体の形態とすることができる。この本体は、正方形若しくは長方形の垂直断面又は水平断面を含む、任意の好適な形状を有し得る。グリッパ指１１１８は、本体１１１６に対して移動することが可能であり得る。一実施形態では、本体１１１６は、１つ以上の取り付け構造体を含み得ることにより、グリッパ指１１１８は、それらの１つ以上の取り付け構造体に結合される。この本体はまた、グリッパユニットが機能することを可能にする、周知の構成要素（例えば、歯車、ソレノイドなど）も含み得る。本体１１１６は、金属又はプラスチックを含めた、任意の好適な材料で作製することができる。
【００３２】
一実施形態では、シュート構成物１１２２は、上部シュート１１２４、及び上部シュート１１２４に結合された底部シュート１１２６を含み得る。一部の実施形態では、上部シュート１１２４は、適合性調節又は高さ調節のための、任意選択のアダプタ若しくはスペーサユニットを使用して、底部シュート１１２６に結合することができる。本発明の実施形態では、グリッパユニット１１１４は、出力モジュール内のラック又はキャリアから対象物を把持して、コンテナユニット１１２８の一部とすることができる廃棄物コンテナ内にその対象物を破棄するために、その対象物をシュート構成物１１２２に通過させて落下させることができる。一実施形態では、シュート構成物１１２２は、試験管、キャップ、毛細管、ピペットチップなどの対象物が通過してコンテナ内に落下することが可能な、単一のシュートのみを含む。
【００３３】
コンテナユニット１１２８は、１つ以上のコンテナを含み得る。例えば、コンテナユニット１１２８は、試験管、試験管キャップ、毛細管、及びピペットチップなどの廃棄物若しくは使い捨て対象物を保管するための、１つ以上の廃棄物コンテナを含み得る。コンテナユニット１１２８はまた、毛細管、二次試験管、キャップなどの消耗対象物を保管するための、１つ以上の消耗品コンテナも含み得る。
【００３４】
フィーダユニット１１３０は、コンテナユニット１１２８の一部とすることができるコンテナ内に対象物を供給するための、任意の好適なフィーダシステムを含み得る。例えば、フィーダユニット１１３０は、毛細管、試験管、キャップ、ピペットチップなどの対象物をコンテナに供給するための、ボウルフィーダ、ステップフィーダ、ウォールフィーダなどを含み得る。
【００３５】
一実施形態では、センサユニット１１２０は、シュート構成物１１２２に極めて近接して存在し得る。センサユニット１１２０は、廃棄物コンテナ内へとシュート構成物１１２２を通過する、移行対象物の存在を検出するように構成することができる。センサユニット１１２０はまた、廃棄物コンテナ及び／又は消耗品コンテナの充填レベルを検出するように構成することもできる。一部の実施形態では、センサユニット１１２０は、シュート構成物１１２２内の落下対象物を検出するための近距離センサ、及びコンテナユニット１１２８内のコンテナの充填レベルを検出するための遠距離センサを備え得る。このことを、図３を参照して更に説明する。
【００３６】
図３は、本発明の一実施形態での、シュート構成物及びセンサユニットを備える、例示的システム３０００の特定の要素を示す。
【００３７】
例示的システム３０００は、グリッパ指３００４を含むグリッパユニット３００２に結合された、ロボットアーム１００２を含み得る。グリッパユニット３００２は、グリッパ指３００４を使用して、標本コンテナ、キャップなどの対象物を把持し、廃棄物コンテナ３０１６内に自動的に破棄するように動作可能とすることができる。
【００３８】
一実施形態では、シュート構成物３０１２は、上部シュート３００６、及び任意選択のアダプタユニット３００８を通じて上部シュート３００６に結合された底部シュート３０１０を含み得る。別の実施形態では、シュート構成物３０１２は、廃棄物コンテナ３０１６に向けた対象物の移行を可能にするための、単一のシュートを含み得る。例えば、この単一のシュートは、上部シュート３００６及び底部シュート３０１０の組み合わせ若しくは何らかの代替的形態とすることができる。
【００３９】
グリッパユニット３００２は、グリッパ指３００４を使用して標本コンテナ３０１４を把持するように、構成することができる。本発明の実施形態では、シュート構成物３０１２は、標本コンテナ３０１４がグリッパ指３００４によって解放されるとき、廃棄物コンテナ３０１６内に標本コンテナ３０１４を方向付ける助けとなる。シュート構成物３０１２の動作は、本出願と同日に出願され「Ｃｈｕｔｅ  Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ  Ｗｉｔｈ  Ｓｔｒｉｐ−Ｏｆｆ  Ｆｅａｔｕｒｅ」と題された、Ｌｕｋａｓ  Ｂｅａｒｄｅｎ及びＭａｒｔｉｎ  Ｍｕｌｌｅｒによる、同時係属の米国特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号（代理人整理番号８７９０４−８８３２２８）で、より詳細に説明され、その内容は、あらゆる目的のために、その全体が参照により組み込まれる。
【００４０】
アダプタユニット３００８は、プラットフォーム上にシュート構成物３０１２を取り付けるための高さ調節を提供する、スペーサユニットとして構成することができる。アダプタユニット３００８は、上部シュート３００６と組み合わされて、標本コンテナ３０１４の長さ以上の長さを有するように構成することができるため、標本コンテナ３０１４のいずれの部分も、このシュートを越えてグリッパ指３００４に留まることはできない。シュート構成物３０１２は、任意の好適な寸法の対象物を収容することが可能であり得るため、その対象物がグリッパユニット３００２に把持されているとき、その対象物は、落下対象物を検出するために使用される音響信号、光信号、又は他の信号を妨害しない。一実施形態では、上部シュート３００６とアダプタユニット３００８とを組み合わせた長さは、シュート構成物３０１２を通過して移行することが意図される種々の対象物の長さを収容するように、調節することができる。
【００４１】
一部の実施形態では、廃棄物コンテナ３０１６は、シュート構成物３０１２を通過して落下した対象物を収集するように構成することができる。本発明の一実施形態では、廃棄物コンテナ３０１６の充填レベルについての情報を含む、通知メッセージを生成することができる。例えば、この通知メッセージは、廃棄物コンテナ３０１６が、４分の１の満杯、半分の満杯、６０パーセントの満杯、４分の３の満杯、ほぼ満杯、満杯、又は任意の他の既定の充填レベルであるか否かを含み得る。この情報は、オペレータ（例えば、オペレータ１１０２）が、廃棄物コンテナ３０１６を空にするか、又は別の廃棄物コンテナと取り替える必要があるか否かを、判定するために役立ち得る。図２を再び参照すると、一実施形態では、コンテナユニット１１２８は、試験管、試験管キャップ、毛細管、二次試験管、ピペットなどの、使い捨て対象物若しくは廃棄対象物を収集又は保管するための、１つ以上の廃棄物コンテナ３０１６を含み得る。
【００４２】
一部の実施形態では、超音波センサユニット３０１８が、シュート構成物３０１２に極めて近接して存在し得る。超音波センサユニット３０１８は、シュート構成物３０１２を通過して移行する対象物、例えば、標本コンテナ３０１４を検出するように構成することができる。超音波センサユニット３０１８はまた、廃棄物コンテナ３０１６の充填レベルを検出するように構成することもできる。一実施形態では、超音波センサユニット３０１８は、（図２の）センサユニット１１２０の一部とすることができ、廃棄物コンテナ３０１６の充填レベルに関する情報を、プロセッサ１１０８と通信するように構成することができる。プロセッサ１１０８は、メモリ１１１０と通信することにより、特定の予め定められたパラメータ及びセンサユニット１１２０から受信した情報（例えば、対象物の寸法、コンテナの充填容量など）に基づいて、廃棄物コンテナ３０１６内の対象物の種々の充填レベルを判定し、オペレータ１１０２に通知メッセージを適宜に送信することができる。
【００４３】
本発明の実施形態では、ロボットアーム１００２は、グリッパユニット１１１４を使用して、キャリア又はラックから対象物（例えば、サンプル管）を把持して、その対象物をシュート構成物１１２２に通過させて廃棄物コンテナ内に落下させるように、動作可能とすることができる。このことを、図４を参照して更に説明する。
【００４４】
図４は、本発明の一実施形態による、例示的な標本出力システムの概要を示す。
【００４５】
一実施形態では、標本出力システム４０００は、標本コンテナを破棄することが必要となり得る場合、例えば、標本コンテナに関する保管期限が満了したとき、医学研究室システム内で使用することができる。標本コンテナは、血液、血清、ゲル、血漿などの医学分析用の材料を収容する、試験管とすることができる。出力ロボット４００２を使用して、入力区域、分配区域、遠心分離機区域、キャップ除去機区域、等分機区域、分析機区域、分別区域、再キャップ区域、及び二次管引き上げ区域などの、研究室システムの様々な区域から、標本コンテナを輸送することができる。標本出力システム４０００は、研究室自動化システム１１０４の一部とすることができる。出力ロボット４００２は、単一管キャリアラック４００４から、グリッパユニット１１１４を使用して対象物を把持し、その対象物をシュート構成物３０１２に通過させて廃棄物コンテナ３０１６内に落下させるために、ロボットアーム１００２を利用することができる。一実施形態では、処理ユニット１１０６が、出力ロボット４００２と通信することにより、標本コンテナ破棄プロセスを開始及び停止させるように出力ロボット４００２を制御することができる。
【００４６】
一実施形態では、廃棄物コンテナ３０１６は、廃棄物コンテナ３０１６の充填レベルを判定するために使用することが可能な、高さ４０１２、長さ４０１４、及び幅４０１６を含み得る。例えば、高さ４０１２、長さ４０１４、幅４０１６、及び任意の他の廃棄物コンテナ３０１６に関する幾何学的情報は、処理ユニット１１０６のメモリ１１１０内に記憶することができ、それらの情報は、廃棄対象物に関するものなどの他の情報と組み合わされて、プロセッサ１１０８によって使用されることにより、廃棄物コンテナ３０１６の充填レベルを判定することができる。
【００４７】
標本コンテナは、単一管キャリアラック４００４内に保管することができる。複数のそのようなラックを、デッキ４０１０内に定置することができる。出力ロボット４００２は、廃棄物コンテナ３０１６内に破棄するために、単一管キャリアラック４００４から管を自動的に引き上げるために使用することが可能な、グリッパユニット（例えば、グリッパユニット３００２）を備え得る。例示的システム４０００は、試験管ラックを示すものではあるが、標本コンテナは、軌道システムなどの任意の取り扱いシステムから、又は任意の試験管供給機構を介して、採取することができる。更には、他のフィーダ又は供給機構を使用して、シュート構成物３０１２を通過する破棄対象物を供給することができる点が、理解されるであろう。例えば、ボウルフィーダ又はステップフィーダを使用して、廃棄物コンテナ３０１６に向けて方向付けられたシュート構成物３０１２を通過する、キャップなどの個別の対象物を供給することができる。
【００４８】
本発明の実施形態は、幾つもの利点を提供する。例えば、シュート構成物を使用することによって、本発明の実施形態を使用して、標本コンテナがグリッパユニット（図示せず）によって解放されたとき、廃棄物コンテナ３０１６内に移行することを、確実に可能にすることができる。また、シュート構成物は、廃棄物コンテナ３０１６を他のシステム構成要素から分離することも可能にすることができる。例えば、シュート構成物３０１２又はデッキベース４００８に、廃棄物コンテナ３０１６を取り付けないことによって、廃棄物コンテナ３０１６は、空にするために取り外すか、又は別のコンテナと取り替えることができる。図３を参照して論じたように、シュート構成物３０１２は、上部シュート３００６、任意選択のアダプタユニット３００８、及び底部シュート３０１０のうちの１つ以上を含み得る。底部シュート３０１０は、支持又は安定性をもたらすために、デッキベース４００８上に取り付けることができる。アダプタユニット３００８は、図５を参照して示されるように、デッキベース４００８によって生じる、上部シュート３００６と底部シュート３０１０との間の距離を、補うように構成することができる。
【００４９】
図５は、本発明の一実施形態による、シュート構成物の定置の斜視図を示す。
【００５０】
図５に示すように、アダプタユニット３００８、又は上部シュート３００６の他の部分は、支持又は安定性のために、デッキ４０１０内の開口部などの、開口部内に挿入することができる。底部シュート３０１０は、デッキベース４００８上に取り付けるための複数の取り付けタブを備え得る。しかしながら、任意の機構を使用して、デッキベース４００８又は任意の他の安定化プラットフォームに、底部シュート３０１０を接続することができる点に留意されたい。一実施形態では、上部シュート３００６は、任意選択のアダプタユニット３００８又は任意の他の中間ユニットを使用することなく、底部シュート３０１０に直接取り付けることができる。別の実施形態では、アダプタユニット３００８は、底部シュート３０１０の一部とすることができる。アダプタユニット３００８は、上部シュート３００６との容易な位置合わせを提供する外形（例えば、上部シュート３００６と整合するような、正方形の形状又は円筒形の外形）を有し得る。
【００５１】
一実施形態では、デッキ４０１０及びデッキベース４００８は、研究室自動化システム１１０４の（例えば、保管ユニット内の）一部である。一実施形態では、デッキ４０１０は、複数の標本コンテナを運搬する複数の標本キャリアを保持する、複数の標本キャリアラックを保持し得る。あるいは、デッキ４０１０は、シュート構成物３０１２を通過する廃棄対象物を供給する、他の手段を保持し得る。
【００５２】
一部の実施形態では、底部シュート３０１０は、超音波センサユニット３０１８から放射された超音波信号が、底部シュート３０１０内の開口部又は側孔に向けて方向付けられ、シュート構成物３０１２を通過して移行する対象物を検出するように、超音波センサ３０１８に極めて近接して存在する。一実施形態では、移行対象物の近距離検出のために、超音波センサユニット３０１８の代わりに、光センサを使用することができる。この光センサは、シュート構成物３０１２を通過して落下する対象物が、その照準線内に入るように、デッキベース４００８上に取り付けることができる。超音波センサ３０１８の動作を、図６を参照して更に説明する。
【００５３】
図６は、本発明の実施形態による、超音波センサ構成物４２００を示す。
【００５４】
超音波センサ４２０２は、本発明の一実施形態では、偏向シュート４２０４に極めて近接して存在するように構成することができる。この偏向シュート及び超音波センサ構成物は、本発明の実施形態での２つ以上の目的に役立つ。超音波センサ４２０２は、偏向シュート４２０４を通過して移行する対象物の存在を検出するように構成することができる。この対象物は、医学研究室システムの様々なモジュール（例えば、キャップ除去機及び再キャップ装着機モジュール、血清指数モジュール、等分機モジュール）内で使用された、破棄された標本サンプル（例えば、廃棄管４２０６）、毛細管廃棄物、ピペットチップ廃棄物、又は試験管キャップ廃棄物などの、コンテナ内に収集することが必要な任意の対象物とすることができる。
【００５５】
一実施形態では、偏向シュート４２０４は、シュート構成物３０１２の底部シュート３０１０と同様である。本明細書では、偏向シュート及び底部シュートという用語は、互換的に使用することができる。偏向シュート４２０４は、その側面上に、超音波センサユニット４２０２の開口部４２０２Ａに向き合う開口部又は孔４２０４Ａを有し得るが、これは、超音波センサユニット４２０２が、その開口部４２０４Ａを通じて超音波を送受信するためである。偏向シュート４２０４は、開口部４２０４Ｂを通じて、上部シュート（例えば、上部シュート３００６）又は任意選択のアダプタユニット（例えば、アダプタユニット３０１０）に結合するように構成することができる。一部の実施形態では、偏向シュート４２０４は、上部シュート及び／又は任意選択のアダプタユニットに統合されて、単一のシュートを形成することができる。偏向シュート４２０４はまた、コンテナ４２０８の充填レベルを検出するように、コンテナ４２０８に向けて超音波又は信号を偏向させるための、偏向表面４２０２Ｃも有し得る。
【００５６】
一部の実施形態では、超音波センサ４２０２は、超音波を送受信するための、送受信機として構成することができる。超音波センサ４２０２は、検出した情報を提供するように、マイクロコントローラ又はプロセッサ（例えば、プロセッサ１１０８）に通信可能に結合することができる。例えば、超音波センサ４２０２内のトランスデューサは、開口部４２０２Ａから特定の周波数範囲の超音波を送信するように、構成することができる。超音波ビーム４２１０が超音波センサ４２０２から放射されると、その超音波ビーム４２１０を妨害する、開口部４２０２Ａに近接した移行対象物がない場合には、超音波ビーム４２１０は、偏向シュート４２０４の傾斜した偏向表面４２０４Ｃによって、コンテナ４２０８に向けて下向きに反射することができる。ビーム４２１０は、コンテナ４２０８の表面から、又はコンテナ４２０８内部の対象物から、更に反射することができる。反射ビーム４２１０は、偏向表面４２０４Ｃに進行することができ、超音波センサ４２０２の開口部４２０２Ａに向けて方向付けることができる。超音波センサ４２０２は、反射ビーム４２１０を検出して、第１の出力を生成することができる。一実施形態では、この第１の出力は、コンテナ４２０８の充填レベルに応じた様々な振幅を有する、一定信号の形態とすることができる。一実施形態では、この反射超音波信号は、プロセッサ１１０８に送信する前に、超音波センサ４２０２内の増幅器によって増幅することができる。プロセッサ１１０８は、その第１の出力に基づいて、コンテナ４２０８の充填レベルを判定するように構成することができる。しかしながら、プロセッサ１１０８によって行われる測定は、場合によっては、例えば、より少ない対象物（例えば、１０個未満）がコンテナ４２０８内に存在する場合、正確ではない恐れがある。
【００５７】
廃棄管４２０６などの対象物が、開口部４２０２Ａの前を移行する場合、放射ビーム４２１０が妨害されて、超音波センサ４２０２に送り戻される。超音波センサ４２０２内の別のトランスデューサは、この反射ビーム４２１０を受信することができ、移行対象物を示すための第２の出力を生成することができる。例えば、超音波センサ４２０２によって短パルス信号を生成することにより、移行対象物を示すことができる。プロセッサ１１０８は、移行対象物が超音波センサ４２０２によって検出されるたびに、その第２の出力に基づいてカウンタをインクリメントするように、構成することができる。しかしながら、計数の間に発生し得るエラーが存在する場合があり、例えば、対象物は、コンテナ４２０８へと移行する間に、２回以上計数されるか又は全く計数されない場合がある。ビーム４２１０が、落下対象物によって妨害されない場合には、ビーム４２１０は、底部シュート４２０４の偏向表面４２０４Ｃによって、下向きに偏向される。
【００５８】
デッドゾーンは、超音波センサ４２０４の受信機が動作可能となる前に、対象物が波を偏向させて戻すため、その対象物を検出することができない、超音波センサ４２０２に近接するゾーンとすることができる。アクティブゾーンは、コンテナ４２０８の充填レベルを測定するために、超音波センサ４２０２に超音波を反射して戻すことが可能な場所を示し得る。ビーム４２１０が、落下する廃棄管４２０６によって妨害されなかった場合には、超音波は、底部シュート４２０４の偏向表面４２０４Ｃから下向きに偏向することになる。それゆえ、実施形態を使用して、よりセンサ面に近接した、超音波センサ４２０２のデッドゾーンを通過して移行する落下対象物を検出することができ、また、超音波センサから遠く離れたものであり得る、コンテナの充填レベルを検出することも可能である。
【００５９】
実施形態は、この音波の特性に基づいて、超音波センサを利用するが、しかしながら、反射信号を検出するか、又は他の方式で落下対象物を検出することが可能な、任意のセンサユニットを使用することもできる。超音波センサは、反射信号の常時監視を提供し、更には、他のタイプのセンサユニットで発生し得る不必要な反射を回避するため、有利である。市販されている例示的な超音波センサ４２０２は、２００ｋＨｚの典型的な超音波周波数、及び２００〜２０００ｍｍの感知範囲を有する、Ｍｉｃｒｏｓｏｎｉｃ  ＳＩＣＫ  ＵＭ３０−２１３１１８である。
【００６０】
一部の実施形態では、センサユニットは、より正確な検出、又はより高い感度のために、２つの超音波センサを備え得る。例えば、近距離センサを使用して、落下対象物を検出することができ、遠距離センサを使用して、コンテナの充填レベルを検出することができる。
【００６１】
図７は、本発明の一実施形態での、２つの超音波センサを使用する、例示的な超音波センサ構成物４３００を示す。
【００６２】
シュート構成物４３０２は、デッキベース４００８などのプラットフォームの下に位置決めされた廃棄物コンテナ（例えば、コンテナ３０１６）内に、開口部４３１０を通じてサンプルコンテナ４３０４を解放するように構成することができる。出力ロボット４００２は、シュート構成物４３０２に通過させて廃棄物コンテナ内に破棄するために、ラック、又は任意のそのようなサンプル取り扱いシステムからのサンプルコンテナ４３０４を把持することができる。水平に方向付けられた近距離超音波センサ４３０６は、開口部４３１０を通過する、廃棄物コンテナ内へのサンプルコンテナ４３０４の落下を検出するように構成することができる。垂直に方向付けられた遠距離超音波センサ４３０８は、サンプルコンテナ４３０４を収集することが可能な廃棄物コンテナの充填レベルを検出するように構成することができる。例えば、遠距離超音波センサ４３０８は、廃棄物コンテナの充填レベルを検出するために、デッキベース４００８内の開口部４３１２を通じて、廃棄物コンテナに向けて超音波ビームを放射することができる。この超音波ビームは、廃棄物コンテナ内の対象物、又は廃棄物コンテナの表面から反射されて、遠距離超音波センサ４３０８によって受信することができる。
【００６３】
場合によっては、単一の超音波センサは、遠距離機能及び近距離機能の双方に関する好適な感度を有し得ないため、２つの別個の送受信機を有することにより、個別の機能に関する高い感度が提供される。一実施形態では、近距離超音波センサ２４０４に関して使用される周波数は、例えば、４００ｋＨｚなどの、３００〜５００ｋＨｚの範囲であり、遠距離超音波センサ２４０６に関して使用される周波数は、例えば、２００ｋＨｚなどの、１００〜３００ｋＨｚの範囲である。
【００６４】
図８は、本発明の一実施形態での、１つの超音波センサ及び１つの光センサを使用する、例示的なセンサ構成物４４００を示す。
【００６５】
一部の実施形態では、光センサ４４０２は、移行対象物の近距離検出のために、超音波センサ４３０６の代わりに使用することができる。光センサ４４０２は、シュート構成物４３０２を通過して落下する対象物が、その照準線内に入るように、シュート構成物４３０２の近傍で、デッキベース４００８上に取り付けることができる。光センサ４４０２は、サンプルコンテナがシュート構成物４３０２を通過して移行する際の、光の変化を検出するように構成することができる。一部の実施形態では、光センサ４４０２は、光バリア、又は複数の平行な光バリアを含む光カーテンとして、実装することができる。
【００６６】
一部の実施形態では、廃棄物コンテナ（例えば、コンテナ４２０８）の充填レベルは、センサユニットを使用して判定することができる。対象物が廃棄物コンテナ内に落下すると、管などの対象物の不均一な幾何学形状により、コンテナが最適に充填されない恐れがあり、対象物の不均一な積み重ねが、コンテナ内に構築される山積みをもたらす場合がある。この山積みにより、センサユニットによって検出された充填レベルが最大充填レベルを示し得る場合であっても、落下した対象物を追跡するために使用されるカウンタ値は、コンテナ内には残された空間が依然として存在し得ることを、示す場合がある。本発明の実施形態は、それらの値の双方を使用し、それらの値を重み付けして充填レベルを判定することによって、計数の際に発生し得るエラー及びコンテナ内の充填レベルを測定する際のエラーの影響を低減するための方法を提供する。それらの値は、対象物がコンテナを充填する際、異なる方式で重み付けすることができる。試験管、試験管キャップ、ピペット、及び毛細管などの使い捨て対象物に関する、廃棄物コンテナの充填レベルを判定する方法を、図９及び図１０Ａ〜１０Ｃを参照して以下で説明する。
【００６７】
図９は、本発明の一実施形態での、コンテナの充填レベルを検出するための方法４５００を示す。
【００６８】
ステップ４５０２で、コンテナの最大充填レベル「Ｈ」を判定することができる。一実施形態では、この最大充填レベルは、１つ以上の既知の幾何学的寸法を有する対象物で、コンテナをその最大容量まで最適に（又は、非最適に）充填することによって、判定することができる。図４を再び参照すると、コンテナ３０１６の最大充填レベル「Ｈ」は、コンテナ３０１６の高さ４０１２、長さ４０１４、及び幅４０１６、並びに対象物の１つ以上の既知の幾何学的寸法に基づいて判定することができる。充填密度に基づいて、最大充填レベル「Ｈ」は、対象物の各タイプ及びコンテナの各タイプに関して変動し得ることに留意されたい。
【００６９】
ステップ４５０４で、コンテナへと方向付けられた移行対象物が、センサユニットを使用して検出される。図６を再び参照すると、センサユニット４２０２は、コンテナ４２０８内に落下する廃棄管４２０６を検出するように構成することができる。一実施形態では、落下する廃棄管４２０６は、センサユニット４２０２の近距離部分を使用して検出することができる。一実施形態では、落下する廃棄管４２０６は、近距離超音波センサ４３０６又は光センサ４４０２を使用して検出することができる。
【００７０】
ステップ４５０６で、移行対象物が検出されると、廃棄物カウンタ値がインクリメントされる。例えば、廃棄物カウンタは、センサユニット４２０２が通信可能に結合することが可能な処理ユニット１１０６のメモリ１１１０内で、ゼロに初期化することができる。一部の実施形態では、既に対象物がコンテナ内に存在する場合には、以下で論じられるように、そのコンテナの充填レベルに基づいてプロセッサによって判定された値に、廃棄物カウンタを初期化することができる。センサユニット４２０２は、落下する廃棄管４２０６を検出すると、プロセッサ１１０８に送信される出力を生成する。プロセッサ１１０８は、メモリ１１１０と通信して、その出力に基づいて廃棄物カウンタをインクリメントすることができる。廃棄物カウンタは、プロセッサ１１０８によって計数された対象物の数を表し得る。しかしながら、計数の間に発生し得るエラーが存在する場合があり、例えば、移行対象物は、２回以上計数されるか又は全く計数されない場合がある。
【００７１】
ステップ４５０８で、コンテナの充填レベルＨ１が、センサユニットを使用して測定される。図６を再び参照すると、廃棄管４２０６の非存在下では、ビーム４２１０は、底部シュート４２０４の偏向表面４２０４Ｃから下向きに反射されて、コンテナ４２０８内に堆積した廃棄管４２０６の表面から更に反射される。この反射信号の振幅に基づいて、センサユニット４２０２は、プロセッサ１１０８に送信される出力を生成することができる。プロセッサ１１０８は、この出力に基づく測定値を使用して、コンテナ４２０８内の対象物の数に関する推定値を判定することができる。例えば、プロセッサ１１０８は、所定の充填レベルに関するコンテナの容積（例えば、（Ｈ１＊コンテナの断面積）を対象物の容積で除算することによって、その所定の充填レベルに関する、コンテナ内の対象物の数に関する推定値を判定することができる。本発明の実施形態は、ゼロと満杯との間、例えば、４分の１の満杯、４０パーセントの満杯、半分の満杯、８０パーセントの満杯などとすることができる充填レベルの推定値を提供することができる。一実施形態では、この出力は、遠距離センサ４３０８によって生成することができる。
【００７２】
ステップ４５１０で、コンテナ内の対象物の数に関する値が、廃棄物カウンタ値、及びコンテナ内の対象物の数に関する推定値に基づいて、プロセッサによって判定される。本発明の一実施形態では、それらの廃棄物カウンタ値及び対象物の推定数は、コンテナの充填レベルに基づいて変化し得る種々の重み係数を使用して、重み付けされる。
【００７３】
図１０Ａに示すように、レベル４６０４は、コンテナ４２０８などの廃棄物コンテナの最大充填レベル「Ｈ」を表す。レベル４６０６は、少なくとも１つの既知の幾何学的寸法を有する廃棄管４６０２が、空の廃棄物コンテナ内に落下した場合の、（部分的）充填レベル「Ｈ１」を表す。一実施形態では、最大充填レベルＨ、充填レベルＨ１、及び既知の幾何学的寸法を有する少なくとも１つの廃棄管４６０２がコンテナ内に落下したという情報に基づいて、その廃棄物コンテナ内に恐らくは更に収まり得る廃棄管の数を、プロセッサ１１０８によって算出することができる。
【００７４】
ステップ４５１２で、コンテナ内の対象物の数に関する値が、加重平均に基づいて、プロセッサによって補正される。種々の対象物は、様々な寸法（例えば、対象物の長辺及び短辺）を有し得る。それらの様々な寸法の結果として、充填レベルＨ１は、コンテナ内の対象物の最適充填密度に関する理想的レベルから、有意に異なる場合がある。一実施形態では、コンテナに関する最大容量まで、又は最大容量の一部（例えば、最大容量の１／１０）に関して、コンテナ内の対象物の数に関する値は、以下で論じられるように更に補正することができる。一実施形態では、この補正値は、更に幾つの廃棄管をコンテナ３０１６内に（例えば、グリッパユニット３００２を使用して）落下させることができるかを判定して、（図４に示すような）出力ロボット４００２によって使用することができる。より現実的なコンテナの充填レベルを算出することは、予期せぬ事態を回避するために役立ち得る。例えば、より多くの対象物を保持するために、コンテナ内には残された空間が依然として存在することを、廃棄物カウンタが示し得る場合であっても、不規則な積み重ねにより、廃棄物コンテナが満杯となる場合がある。
【００７５】
一実施形態では、コンテナ内の対象物の数は、以下のように表すことができる。
Ｘ＝（Ｎｃｏｕｎｔ＊Ｗｃｏｕｎｔ）＋（Ｎｍｅａｓ＊Ｗｍｅａｓ）                  等式（１）
式中、
Ｎｃｏｕｎｔ＝計数された対象物の数、
Ｗｃｏｕｎｔ＝計数された対象物に対する第１の重み係数、
Ｎｍｅａｓ＝測定値から推定された対象物の数、及び
Ｗｍｅａｓ＝測定値からの推定値に対する第２の重み係数である。
【００７６】
一実施形態では、Ｎｃｏｕｎｔは、移行対象物の存在がセンサユニットによって検出されるたびに、そのセンサユニットからの出力に基づいてプロセッサ１１０８によってインクリメントすることが可能な、廃棄物カウンタと同じである。Ｎｍｅａｓは、コンテナの充填レベルＨ１を検出した後の、センサユニットからの出力に基づいて、プロセッサ１１０８によって算出することができる。例えば、所定の充填レベルＨ１に関して、Ｎｍｅａｓは、以下の等式を使用して、プロセッサ１１０８によって判定することができる。
Ｎｍｅａｓ＝（Ｈ１＊断面積（コンテナ））／対象物の容積                等式（２）
【００７７】
第１の重み係数Ｗｃｏｕｎｔ及び第２の重み係数Ｗｍｅａｓは、メモリ１１１０内に記憶することができ、対象物及びコンテナの幾何学的寸法に基づいて、プロセッサ１１０８によって予め定めることができる。一実施形態では、第１の重み係数Ｗｃｏｕｎｔ及び第２の重み係数Ｗｍｅａｓは、以下の表１で指定されるように使用することができる。
【００７８】
【表１】
2016500878.tif 000003
【００７９】
コンテナに関する既定の計数（例えば、所定の最大容量の約１／１０）に到達した後、推定値は、ますます正確なものとなり、もはや補正する必要がなくなる可能性がある。例示的な表１に示すように、コンテナ内の対象物の数が５０を超えると、計数された対象物の数には、重みが与えられない（例えば、Ｗｃｏｕｎｔはゼロである）。より多くの対象物がコンテナ内に存在する場合、測定充填レベルが、より正確なものとなる。
【００８０】
図１０Ｂに示すように、更なる対象物が廃棄物コンテナ内に落下するにつれて、充填レベルＨ１は、レベル４６０８まで増大する。上述のように、充填レベル測定値は、コンテナ内の対象物の数の、より現実的な推定値を提供し得るため、充填レベル測定値は、計数値よりも大きい重みを有し得る。
【００８１】
ステップ４５１４で、コンテナ内に更に収まる対象物の数を、プロセッサによって判定することができる。例えば、廃棄物コンテナ内に更に収まる対象物の数に関する値は、そのコンテナ内に収まる対象物の最大数から、（等式１による）コンテナ内の対象物の数を減算することによって、プロセッサ１１０８によって判定することができる。一実施形態では、コンテナ内に収まる対象物の最大数は、所定の充填密度に関する対象物の容積で、コンテナの容積を除算することによって、プロセッサ１１０８によって判定することができる。
【００８２】
ステップ４５１６で、充填レベルＨ１が、最大充填レベルＨに一致するか否かが判定される。充填レベルＨ１が、最大充填レベルＨを下回る場合には、コンテナは未だ満杯ではないため、ステップ４５０４で示すように、更なる移行対象物を検出することができる。図１０Ｃに示すように、充填レベルＨ１が、最大充填レベルＨに一致する場合には、コンテナは満杯とすることができる。一部の実施形態では、最大充填レベルＨの代わりに、充填レベルＨ１は、種々の充填レベルに関する通知メッセージを生成するための、既定の値と比較することができる。本発明の実施形態は、コンテナの真の充填レベルの、より現実的な推定値を提供することにより、オペレータ又はユーザは、時間に間に合って対応することができ、保全作業を適宜にスケジュールすることができる。
【００８３】
ステップ４５１８で、充填レベルＨ１が、最大充填レベルＨに一致する場合には、通知メッセージを生成することができる。例えば、この通知メッセージは、コンテナを空にするか、又は満杯のコンテナを空のコンテナと取り替えるための、警告メッセージを含み得る。しかしながら、殆どの場合には、コンテナ内に落下する際の対象物の非最適な堆積により、廃棄物コンテナ内の最も高い充填レベルの左右には、依然として空間が存在し得る。一実施形態では、プロセッサ１１０８は、センサユニットからの出力に基づいて、充填レベルＨ１を既定の最大充填レベルＨと比較することができ、通知メッセージを生成することができる。一実施形態では、この通知メッセージがオペレータ１１０２に提供されることにより、コンテナを空にするか、又は別の空のコンテナと取り替えることができる。場合によっては、コンテナを部分的にのみ満杯に、例えば、８０パーセントの満杯又は半分の満杯にさせることが、望ましい場合がある。本発明の実施形態では、コンテナの部分的充填レベルに関して、通知メッセージを生成することができる。一部の実施形態では、上流及び下流のモジュールが、更に幾つの廃棄対象物をコンテナ内に充填することができるかを知ることにより、それらのモジュールのプロセスを調節することができるように、部分的充填レベルに関する通知を有することが有利である場合がある。一部の実施形態では、通知メッセージを生成するために、プログラム可能な既定のレベル、例えば、半分の充填レベル又は６０パーセントの充填レベルを、メモリ１１１０内に記憶することができる。
【００８４】
一実施形態では、消耗対象物（すなわち、コンテナから取り出されて、後に消費される対象物）の取り扱いは、図１０Ａ〜１０Ｃを参照して使い捨て対象物に関して論じた方法と比較すると、逆の方法に従うことになる。消耗対象物の取り扱いを、図１１及び図１２Ａ〜１２Ｃを参照して更に論じる。
【００８５】
図１１は、本発明の一実施形態での、消耗対象物を有するコンテナの充填レベルを検出するための方法４７００を示す。
【００８６】
ステップ４７０２で、コンテナの最大充填レベル「Ｈ」が判定される。最初に、消耗対象物が、コンテナ、例えば、コンテナユニット１１２８の一部とすることができる、図１２Ａに示すような消耗品コンテナ４８００内を充填することができる。一部の実施形態では、消耗対象物は、ボウルフィーダ又はステップフィーダなどのフィーダユニット１１３０を使用して、消耗品コンテナ４８００内に供給することができる。一実施形態では、消耗対象物は、研究室自動化システム１１０４の一部とすることができる対象物取り扱いユニットによって、取り扱うことができる。
【００８７】
図１２Ａに示すように、レベル検出センサを使用して、消耗対象物が、既定の最大レベル４８０２まで消耗品コンテナ４８００内に充填されている（例えば、Ｈ１＝Ｈ）か否かを、判定することができる。一実施形態では、レベル検出センサは、センサユニット１１２０の一部とすることができる。例えば、図１０Ａ〜１０Ｃを参照して論じられたように、超音波センサ４３０８を使用して、測定充填レベルＨ１を検出することができる。あるいは、（図１２Ａに示すように）コンテナの頂部に近接して配置された光バリアを使用して、充填対象物のレベルを検出することができる。所望の最大レベルに到達していない場合には、適切なセンサユニットに結合された処理ユニットによって、警告メッセージを生成することができる。例えば、この警告メッセージは、オペレータ１１０２に送信することができ、それによりオペレータ１１０２は、規定又は既定の最大レベルまで、消耗品コンテナを充填することができる。
【００８８】
ステップ４７０４で、消耗品カウンタ値が、所定のコンテナ及び対象物に関する規定の最大値に設定される。一実施形態では、消耗品カウンタの最大値は、前述のように、消耗品コンテナの既知の寸法（例えば、幅、高さ、及び長さ）及び対象物の１つ以上の幾何学的寸法に基づいて、処理ユニット１１０６によって判定することができる。例えば、この最大値は、所定の充填密度に関する対象物の容積によって、コンテナの容積を除算することによって判定することができる。一実施形態では、消耗品カウンタ値は、メモリ１１１０内に記憶して、プロセッサ１１０８によって制御することができる。
【００８９】
ステップ４７０６で、消耗対象物がコンテナから取り出されると、カウンタ値がデクリメントされる。一部の実施形態では、グリッパユニット３００２などのグリッパユニットを使用して、消耗品コンテナ４８００から対象物を取り出し、更なる処理のために、その対象物を輸送することができる。例えば、グリッパユニット３００２を使用して、キャップで充填されたコンテナからキャップを取り出し、そのキャップを保管ユニットに輸送して、保管又は他の目的のためにサンプル管を閉鎖することができる。
【００９０】
ステップ４７０８で、コンテナの充填レベルＨ１が、センサユニットを使用して判定される。例えば、遠距離センサ４３０８を使用して、消耗品コンテナの充填レベルを検出することができる。図１２Ｂに示すように、（部分的）充填レベルＨ１は、対象物が消耗品コンテナ４８００から取り出されるにつれて、レベル４８０４まで低減され得る。
【００９１】
ステップ４７１０で、コンテナ内に残存する消耗対象物の数に関する値が判定される。一実施形態では、コンテナ内に依然として残存する対象物の数に関する値は、消耗品カウンタの値、及びセンサユニットによって測定されるような充填レベルＨ１に基づいて、判定することができる。しかしながら、計数の際のエラー、消耗対象物の不規則な幾何学形状、及びコンテナ内の消耗対象物の様々な充填密度により、この値は、消耗品コンテナ内に残存している対象物が少なくなるにつれて、補正することが必要となる場合がある。
【００９２】
ステップ４７１２で、この値は、前述のような等式（１）を使用する加重平均に基づいて補正される。例えば、コンテナから取り出される対象物が、より少ない（例えば、コンテナがほぼ満杯である）開始時には、より大きい重みを測定充填レベルＮｍｅａｓに与えることができるが、その一方で、コンテナ内に残された対象物が、より少ない（例えば、コンテナがほぼ空である）終了時に向けて、より大きい重みをカウンタＮｃｏｕｎｔに与えることができる。Ｎｃｏｕｎｔは、最大カウンタ値に初期化されて、対象物が取り出されるたびにデクリメントされ、等式１のＮｃｏｕｎｔは、プロセッサによって計数されるような、コンテナ内に残存する対象物の数を表すことに留意されたい。
【００９３】
ステップ４７１４で、充填レベルＨ１がゼロであるか否かが判定される。コンテナ内の残存する消耗対象物に関する補正値が、ゼロである場合には、そのコンテナは、空である可能性があり、再び補充することが必要となる場合がある。図１２Ｃに示すように、レベル４８０６は、ゼロの充填レベルＨ１を表す。
【００９４】
ステップ４７１６で、充填レベルがゼロである場合には、コンテナを補充するように、通知メッセージを生成することができる。一実施形態では、プロセッサ１１０８は、センサユニットからの出力に基づいて、充填レベルＨ１をゼロと比較して、通知メッセージを生成することができる。一実施形態では、この通知メッセージがオペレータ１１０２に提供されることにより、コンテナを補充するか、又は別の満杯のコンテナと取り替えることができる。一実施形態では、コンテナの既定の充填レベルに関して、通知を生成することができる。一部の実施形態では、上流及び下流のモジュールが、更に幾つの消耗対象物が依然としてコンテナ内に残存しているかを知ることにより、それらのモジュールのプロセスを調節することができるように、部分的充填レベルに関する通知を有することが有利である場合がある。それゆえ、オペレータ又はユーザは、コンテナ内に残された対象物の現実的な値に基づいて、種々の消耗品の補充交換を調整することができる。例えば、コンテナが完全に空ではなく、ほぼ（例えば、９５パーセント）空であるときに、通知メッセージを生成することができる。それゆえ、間もなく第１の消耗品コンテナが空になる可能性があるという通知メッセージを受信することによって、サブシステムの通常動作の間に、休止時間を一切伴うことなく、第２の消耗品コンテナを準備することができる。
【００９５】
一実施形態では、図１３を参照して論じられるように、複数のコンテナを使用することができる。
【００９６】
図１３は、例示的な標本出力システム４９００を示す。
【００９７】
図に示すように、デッキ４０１０は、デッキ４０１０の下に配置された複数のコンテナ４９０４を有する、出力フレーム４９０６に結合することができる。複数のコンテナ４９０４は、図２に示すようなコンテナユニット１１２８の一部とすることができる。一実施形態では、コンテナ４９０４のうちの１つ内に、破棄対象物を解放することができる。例えば、出力ロボット４００２は、グリッパユニット３００２を使用して対象物を把持し、複数のコンテナ４９０４のうちの１つ内に、対象物を落下させることができる。別の実施形態では、コンテナ４９０４は、消耗対象物で充填することができ、その消耗対象物は、グリッパユニット３００２を使用して出力ロボット４００２によって取り出し、更なる処理のために別のユニットへ輸送することができる。システム４９０２は、出力ロボット４００２を制御して、コンテナ４９０４から、処分のための対象物を把持するか又は消耗対象物を採取するように、構成することができる。一実施形態では、センサユニット１１２０などのセンサユニットは、システム４９０２の一部とすることができる処理ユニット１１０６と連携して、コンテナ４９０４の充填レベルを検出するように構成することができる。図に示すように、１つ以上のコンテナ４９０４は、構成物全体に影響を及ぼすことなく、容易に取り外すか又は取り替えることができる。
【００９８】
図１４は、扉５００４を有する貯蔵箱フレーム５００６に関する構成物５０００を示す。
【００９９】
コンテナ５００２は、シュート構成物３０１２を通過して落下した対象物を収集するように、位置決めすることができる。シュート構成物３０１２の底部は、デッキベース４００８上に取り付けることができる。超音波センサ３０１８は、廃棄物コンテナ５００２内へとシュート構成物３０１２を通過する、移行対象物を検出するように構成することができる。超音波センサ３０１８はまた、コンテナ５００２の充填レベルを検出するように構成することもできる。出力ロボット（例えば、出力ロボット４００２）は、ロボットグリッパ（すなわち、グリッパユニット３００２）を制御して、対象物取り扱いユニットから対象物（すなわち、使い捨て標本コンテナ）を把持し、その対象物をシュート構成物３０１２に通過させて落下させるように、構成することができる。あるいは、消耗対象物で充填されたコンテナ５００２から、対象物を取り出すことができる。一部の実施形態では、廃棄物コンテナを空にするか、又は消耗品コンテナを補充した後、図１５及び図１６を参照して論じられるように、充填レベルをリセットすることが必要となる場合がある。
【０１００】
一実施形態では、図１５を参照して論じられるように、廃棄物コンテナから使い捨て対象物を空にした後、充填レベルをリセットするために、以下のステップを実行することができる。
【０１０１】
ステップ５１０２で、オペレータは、廃棄物コンテナを取り外して、使い捨て対象物又は廃棄対象物を排出して空にする。図１４を再び参照すると、オペレータは、コンテナ５００２にアクセスしてコンテナを空にするために、扉５００４の開放を要求することができる。一実施形態では、構成物５０００は、コントローラとして動作するシステム４９０２に結合することができる。このシステムは、コンテナ５００２の取り外し、又は扉５００４の開放を通知することができる。例えば、扉５００４の開放は、光バリア及び／又は扉状態スイッチを使用して検出することができる。サブシステム、例えば、出力ロボット４００２は、扉５００４が開放され、コンテナ５００２が取り外される間、コンテナ５００２にアクセスしないように、一時的に保留状態に設定することができる。
【０１０２】
ステップ５１０４で、オペレータは、廃棄物コンテナを挿入することができる。例えば、オペレータは、コンテナ５００２を空にした後、そのコンテナ５００２を戻して挿入するか、又は（図１３に示すような、複数のコンテナ４９０４内の）別の空のコンテナを挿入することができる。一部の実施形態では、オペレータは、扉５００４を閉鎖することができる。扉の閉鎖は、例えば光バリアを使用して、システムによって検出することができる。
【０１０３】
ステップ５１０６で、センサユニット４２０２などのセンサユニットは、図９、１０Ａ〜１０Ｃを参照して前述したように、充填レベルＨ１を検出する。
【０１０４】
ステップ５１０８で、充填レベルＨ１は、コンテナ５００２が空であるか否かを判定するために、最大充填レベルＨと比較される。
【０１０５】
ステップ５１１０で、充填レベルＨ１が、最大充填レベルＨに等しい場合には、コンテナ５００２は空であるため、廃棄物カウンタはゼロに設定される。
【０１０６】
ステップ５１１２で、充填レベルＨ１が、最大充填レベルＨを下回る場合には、廃棄物カウンタは、１個の廃棄対象物の最新の平均充填高さ、最新の廃棄物カウンタ、最新の充填レベルＨ１、及びＨとＨ１との差異を使用して算出された値に、設定することができる。一実施形態では、最新の廃棄物カウンタ及び最新の充填レベルＨ１は、コンテナ５００２が取り外される前にメモリ１１１０内に記憶された、廃棄物カウンタ及びＨ１の最終値に等しいものとすることができる。一部の実施形態では、最新の平均充填高さは、システムの使用を介してシステムによって記憶された、廃棄対象物の様々な充填高さの平均値を表し得る。
【０１０７】
ステップ５１１４で、サブシステムの状態は、コンテナ５００２を更に廃棄対象物で充填することができるように、再び「機能的」に設定することができる。
【０１０８】
一実施形態では、単一の廃棄物コンテナの代わりに、２つの廃棄物コンテナが使用される場合、システムの作業サイクルを中断させることなく、２つの廃棄物コンテナのうちの一方を空にすることができる。
【０１０９】
一実施形態では、図１６を参照して論じられるように、コンテナ５００２などのコンテナ内への消耗対象物の補充の後、充填レベルをリセットするために、以下のステップが実行される。
【０１１０】
図１５を参照して論じられるように、扉を開放することによって、補充するための消耗品コンテナを取り外すために、ステップ５１０２及びステップ５１０４に従う。
【０１１１】
ステップ５２０２で、オペレータは、標準的なばら積み貨物、例えば、プッシュキャップ、二次試験管、毛細管などで、消耗品コンテナ内を充填する。オペレータは、更にコンテナ５００２を挿入して、扉５００４を閉鎖することができる。システムは、例えば、光バリアを使用して扉５００４の開放を検出することによって、消耗品コンテナの存在を通知する。一実施形態では、システムは、扉が以前に開放されていたことを記憶することができるため、扉を閉鎖することは、コンテナ５００２の存在を示し得る。
【０１１２】
ステップ５２０４で、システムは、レベル検出センサによって、コンテナ５００２内に消耗品が充填されたか否かを判定する。一実施形態では、図９を参照して論じられたように、超音波センサを使用して、充填レベルＨ１を検出することができる。別の実施形態では、単純な光バリアを使用して、レベルを検出することができる。
【０１１３】
ステップ５２０６で、消耗品が、規定の最大レベルまで充填されたか否かが判定される。
【０１１４】
ステップ５２０８で、消耗品が所望の最大レベルまで充填されていなかった場合には、オペレータに警告メッセージを送信することができる。
【０１１５】
ステップ５２１０で、消耗品カウンタを、規定の最大値に設定することができる。
【０１１６】
ステップ５２１２で、サブシステムの状態は、図１１、１２Ａ〜１２Ｃを参照して論じられたように、消耗品コンテナから対象物を取り出すことができるように、再び「機能的」に設定される。
【０１１７】
一実施形態では、単一の消耗品コンテナの代わりに、２つの消耗品コンテナが使用される場合、システムの作業サイクルを中断させることなく、２つの消耗品コンテナのうちの一方を補充することができる。
【０１１８】
上述のように、本発明の実施形態は、コンテナ内の対象物の種々の充填レベルを提供する。種々の充填レベルに関して、オペレータに通知メッセージを送信することができるため、適切な措置を講じることができる。更には、２つ以上のコンテナを利用することによって、システムの作業サイクルを中断させることなく、コンテナを取り替えることができる。
【０１１９】
コンピュータアーキテクチャ
図を参照して本明細書で説明される様々な関与部分及び要素は、本明細書で説明される機能を促進するために、１つ以上のコンピュータ装置を動作させることができる。任意のサーバ、プロセッサ、又はデータベースを含めた、上記の説明における要素のうちのいずれも、例えば、研究室自動化システムの機能ユニット及びモジュール、輸送システム、スケジューラ、中央コントローラ、ローカルコントローラなどを動作並びに／あるいは制御するための機能などの、本明細書で説明される機能を促進するために、任意の好適な数のサブシステムを使用することができる。
【０１２０】
そのようなサブシステム又は構成要素の実施例を、図１７に示す。図１７に示すサブシステムは、システムバス１０を介して相互接続される。プリンタ１８、キーボード２６、固定ディスク２８（又は、コンピュータ可読媒体を含む他のメモリ）、ディスプレイアダプタ２０に結合されるモニタ２２、及び他のものなどの追加的サブシステムが示される。Ｉ／Ｏコントローラ１２（プロセッサ又は他の好適なコントローラとすることができる）に結合する、周辺機器及び入出力（Ｉ／Ｏ）装置は、シリアルポート２４などの、当該技術分野において既知の任意数の手段によって、コンピュータシステムに接続することができる。例えば、シリアルポート２４又は外部インタフェース３０を使用して、インターネットなどの広域ネットワーク、マウス入力装置、又はスキャナに、コンピュータ装置を接続することができる。システムバスを介した相互接続により、中央処理装置１６は、各サブシステムと通信して、システムメモリ１４又は固定ディスク２８からの命令の実行、並びにサブシステム間の情報の交換を制御することが可能となる。システムメモリ１４及び／又は固定ディスク２８は、コンピュータ可読媒体を具現化することができる。
【０１２１】
上述のような本技術は、モジュール又は一体的な方式で、（有形の物理的媒体内に記憶された）コンピュータソフトウェアを使用する制御論理の形態で実装することができる点を理解されたい。更には、本技術は、任意の画像処理の形態及び／又は組み合わせで実装することができる。本明細書で提供される開示及び教示に基づいて、当業者は、ハードウェア、及びハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを使用して本技術を実装するための、適切な他の方式及び／又は方法を把握し、理解するであろう。
【０１２２】
本出願で説明されるソフトウェア構成要素又は機能のうちのいずれも、例えば、従来技術又はオブジェクト指向技術を使用して、例えば、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋、又はＰｅｒｌなどの、任意の好適なコンピュータ言語を使用する、プロセッサによって実行される、ソフトウェアコードとして実装することができる。このソフトウェアコードは、一連の命令又はコマンドとして、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードドライブ若しくはフロッピー（登録商標）ディスクなどの磁気媒体、又はＣＤ−ＲＯＭなどの光学媒体などの、コンピュータ可読媒体上に記憶することができる。任意のそのようなコンピュータ可読媒体は、単一のコンピュータ装置上に、又は内部に存在し得るものであり、システム若しくはネットワーク内部の種々のコンピュータ装置上に、又は内部に存在し得る。
【０１２３】
上記の説明は例示的なものであり、制限的なものではない。本開示を吟味することにより、本技術の多くの変形例が、当業者には明らかとなるであろう。それゆえ、本技術の範囲は、上記の説明を参照することなく決定されるべきであり、代わりに、係属中の特許請求の範囲を、それらの全範囲又は等価物と共に参照して、決定されるべきである。
【０１２４】
任意の実施形態からの１つ以上の特徴は、本技術の範囲から逸脱することなく、任意の他の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせることができる。
【０１２５】
「ａ」、「ａｎ」、又は「ｔｈｅ」の詳述は、特に反対の指示がなされない限り、「１つ以上（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」を意味することを意図する。
【０１２６】
全ての特許、特許出願、公開、及び上述の説明は、あらゆる目的のために、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。いずれも従来技術であると認められるものではない。
【図１】
2016500878.tif 000004
【図３】
2016500878.tif 000005
【図４】
2016500878.tif 000006
【図５】
2016500878.tif 000007
【図６】
2016500878.tif 000008
【図７】
2016500878.tif 000009
【図８】
2016500878.tif 000010
【図１３】
2016500878.tif 000011
【図１４】
2016500878.tif 000012
【図２】
2016500878.tif 000013
【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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