特開 2024-167511 実験支援システムおよび制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167511

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】実験支援システムおよび制御方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20241127BHJP

   G01N 35/04 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 A

G01N35/04 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083631

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100140718

【弁理士】

【氏名又は名称】仁内 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100207789

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 良平

(72)【発明者】

【氏名】盛 真唯子

(72)【発明者】

【氏名】栗原 怜也

(72)【発明者】

【氏名】杉田 澄雄

【テーマコード（参考）】

2G058

4B029

【Ｆターム（参考）】

2G058CA01

2G058CB16

4B029AA27

4B029BB01

4B029CC03

4B029DG10

4B029FA15

(57)【要約】

【課題】従来の実験で用いられる実験装置および実験プロトコルを極力維持しつつ実験を自動化できる実験支援システムおよび制御方法を提供する。
【解決手段】実験支援システム１００は、観察対象物を保持可能な保持部と、前記保持部を移動可能な可動部とを有する搬送装置１０と、前記搬送装置１０が移動する軌道を形成し、前記観察対象物に実験動作を行う複数の実験装置の近傍に設けられたレール部２０と、前記レール部２０に沿って移動する前記搬送装置１０の位置を検出可能な検知部と、前記搬送装置１０および前記検知部を制御可能な制御部７０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

観察対象物を保持可能な保持部と、前記保持部を移動可能な可動部とを有する搬送装置と、
前記搬送装置が移動する軌道を形成し、前記観察対象物に実験動作を行う複数の実験装置の近傍に設けられたレール部と、
前記レール部に沿って移動する前記搬送装置の位置を検出可能な検知部と、
前記搬送装置および前記検知部を制御可能な制御部と、
を備える、
実験支援システム。

【請求項2】

前記レール部は、少なくとも２つ以上のレール部材で構成され、複数の前記レール部材を組み合わせて分岐又は延長が可能であり、
前記搬送装置は、分岐又は延長された前記レール部に沿って移動可能である、
請求項１に記載の実験支援システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記実験動作における実験結果を取得し、取得した前記実験結果を外部へ送信する、
請求項１に記載の実験支援システム。

【請求項4】

前記搬送装置は、前記観察対象物の搬送を行わないとき、待機場所に待機する、
請求項１に記載の実験支援システム。

【請求項5】

前記実験装置である第一実験装置と、
前記第一実験装置と異なる前記実験装置である第二実験装置と、
をさらに備え、
前記レール部は、前記第一実験装置および前記第二実験装置の近傍に設けられ、
前記搬送装置は、前記レール部に沿って移動し、前記第一実験装置から前記第二実験装置へ前記観察対象物を搬送する、
請求項１に記載の実験支援システム。

【請求項6】

前記搬送装置は、前記レール部に沿って移動し、前記第二実験装置から前記第一実験装置へ前記観察対象物を搬送する、
請求項５に記載の実験支援システム。

【請求項7】

前記第一実験装置はインキュベータであり、
前記第二実験装置は顕微鏡である、
請求項５に記載の実験支援システム。

【請求項8】

前記第一実験装置又は前記第二実験装置は、前記観察対象物を移動可能な副搬送装置を有する、
請求項５に記載の実験支援システム。

【請求項9】

手作業でも実験動作を実施可能な実験装置および複数の前記実験装置間を移動可能な搬送装置の制御方法であって、
前記搬送装置が観察対象物を保持し、
前記観察対象物を保持した前記搬送装置が前記実験装置の近傍に移動し、
前記搬送装置が前記観察対象物を前記実験装置に設置し、
前記実験装置が前記観察対象物に対して実験動作を実施する、
制御方法。

【請求項10】

前記実験動作における実験結果を取得し、取得した前記実験結果を外部へ送信する、
請求項９に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、実験支援システムおよび制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、再生医療領域における研究開発では、人の手作業によって行う実験が一般的であり、実験を効率化および省力化するため、各実験装置の自動化や遠隔操作を可能にすることが求められる。手作業による実験が一般的な理由として、多種多様な実験プロトコルや材料（細胞）を扱うために画一的に自動化することが困難であることと、扱う対象が細胞等の生物であることが挙げられる。扱う対象が生物である細胞であり、培地交換等の操作に対する反応が一定でないため、実験操作の自動化が難しい。

【0003】

例えば、細胞等の生体試料を扱う自動実験装置として、特許文献１に記載のある生体試料を自動的に処理するための実験室システムや、自動細胞培地交換装置であるCellQualia Intelligent Cell Processing System（シンフォニアテクノロジー株式会社製）がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６９６３６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のある実験室システムや前述の自動細胞培地交換装置は、大掛かりな装置を導入する必要があるため、実験プロトコルが比較的頻繁に変わる研究用途では導入が難しい虞があり、従来の手作業による実験で用いられる実験装置や実験プロトコルを極力維持して実験できる自動化システムが求められる。

【0006】

上記事情を踏まえ、本発明は従来の実験で用いられる実験装置および実験プロトコルを極力維持しつつ実験を自動化できる実験支援システムおよび制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の実験支援システムは、観察対象物を保持可能な保持部と、前記保持部を移動可能な可動部とを有する搬送装置と、前記搬送装置が移動する軌道を形成し、前記観察対象物に実験動作を行う複数の実験装置の近傍に設けられたレール部と、前記レール部に沿って移動する前記搬送装置の位置を検出可能な検知部と、前記搬送装置および前記検知部を制御可能な制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実験支援システムおよび制御方法によれば、従来の実験で用いられる実験装置および実験プロトコルを極力維持しつつ実験を自動化できる実験支援システムおよび制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る実験支援システムを模式的に示す斜視図である。

【図2】同実験支援システムにおける搬送装置およびレール部を模式的に示す斜視図である。

【図3】同実験支援システムにおける第一実験装置の一例を示す斜視図である。

【図4】同実験支援システムにおける実験動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】同実験動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】同実験動作の一例を示すフローチャートである。

【図7】同実験動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る実験支援システム１００を模式的に示す斜視図である。

【0011】

実験支援システム１００は、搬送装置１０と、レール部２０と、第一保温器３０と、第二保温器４０と、顕微鏡５０と、安全キャビネット６０と、制御部７０と、を備える。本実施形態において、観察対象物に対して実験動作を行う第一保温器３０、第二保温器４０、顕微鏡５０および安全キャビネット６０を単に実験装置とも称する。また、本実施形態において、複数の実験装置とは、これらの実験装置のうちの２つ以上の実験装置を示している。

【0012】

本実施形態では、図１に示すように、実験支援システム１００における鉛直方向を「上下方向Ｖ」、鉛直上向きを上下方向Ｖにおける「上方ＵＰ」、鉛直下向きを上下方向Ｖにおける「下方ＬＯ」と定義する。また、搬送装置１０が主に移動する方向を「左右方向Ｈ」、待機状態の搬送装置１０が設けられた向きを左右方向Ｈにおける「左方ＬＴ」、反対向きを左右方向Ｈにおける「右方ＲＴ」と定義する。また、上下方向Ｖおよび左右方向Ｈと垂直な方向を「前後方向Ｄ」、前後方向Ｄにおける一方を「前方ＦＲ」、他方を前後方向Ｄにおける「後方ＲＲ」と定義する。

【0013】

なお、上述の実験装置を用いて作業者が手作業で実験を行ってもよい。例えば、図１に示す実験支援システム１００は、手作業で実験を行う場合、各実験装置の前方ＦＲに立つ作業者が実験を行いやすいように各実験装置が配置されている。

【0014】

図２は、実験支援システム１００における搬送装置１０およびレール部２０を模式的に示す斜視図である。図２には、搬送装置１０と、搬送装置１０の近傍におけるレール部２０の一部が示されている。

【0015】

搬送装置１０は、実験を行う対象である観察対象物を保持および搬送可能な小型のロボット装置である。搬送装置１０は、例えば、６軸の多関節ロボットアームであり、観察対象物を保持するための様々な位置姿勢をとることが可能である。

【0016】

搬送装置１０は、図１に示すように、テーブルＴの左方ＬＴにおける端部の近傍に配置されている。また、搬送装置１０は、レール部２０の上方ＵＰに配置されている。本実施形態において、図１に示す搬送装置１０の位置を搬送装置１０の待機場所とし、待機場所に配置された搬送装置１０を、待機状態の搬送装置１０とする。

【0017】

搬送装置１０は、可動部１１と、第一回動部１２と、複数の第二回動部１３と、複数のアーム１４と、保持部１５と、を備える。
可動部１１は、搬送装置１０をレール部２０に沿って移動可能に支持している。例えば、可動部１１は車輪と、車輪を回転可能な電動モータとを有し、搬送装置１０は、電動モータによって可動部１１の車輪を回転させることでレール部２０に沿って移動する。例えば、図２に示す搬送装置１０は、前後方向Ｄに延びるレール部２０に沿って前後方向Ｄに移動可能である。

【0018】

複数の第二回動部１３は、複数のアーム１４を回動可能に連結している。また、第一回動部１２は、複数の第二回動部１３、複数のアーム１４および保持部１５を可動部１１に対して回動可能に支持している。

【0019】

保持部１５は、２つの支持部１６を有し、２つの支持部１６を接近又は離間させる構造を含んでいる。保持部１５は、搬送装置１０の先端に設けられ、２つの支持部１６を接近又は離間させることで観察対象物を保持する挟持型ハンドである。
具体的には、搬送装置１０は、可動部１１が含む移動機構によって観察対象物の近傍へ移動し、第一回動部１２又は第二回動部１３を回動させ、２つの支持部１６の間に観察対象物が配置される姿勢をとり、２つの支持部１６を接近させて観察対象物を挟み込むことで観察対象物を保持する。観察対象物は、例えば、細胞培養を行うウェルプレートやシャーレである。

【0020】

搬送装置１０は、観察対象物を保持および搬送可能であればよく、例えば、３軸の直交ロボットアームで構成されてもよいし、その他の構成により保持部１５を所望の位置に移動させる機構でもよい。また、保持部１５は、観察対象物を保持可能であればよく、吸着により観察対象物を保持する吸着型ハンドでもよい。

【0021】

レール部２０は、搬送装置１０が移動する軌道を形成するレール部材（ガイド）である。レール部２０は、図１に示すようにテーブルＴの上方ＵＰの面に設けられている。レール部２０は、前後方向Ｄに延びる第一レール部材２１と、左右方向Ｈに延びる第二レール部材２２を有し、上方ＵＰからの平面視において前後方向Ｄおよび左右方向Ｈに延びるＬ字形状をしている。

【0022】

レール部２０は、例えば、搬送装置１０が車輪の回転によって移動する場合、搬送装置１０が所定の軌道から外れるのを抑制するガイドである。また、レール部２０は、電動モータおよびボールねじ等を利用した直動機構によって搬送装置１０を移動可能な構成を含んでいてもよい。

【0023】

レール部２０は、拡張可能であり、分岐又は延長できる構造を含む。レール部２０は、複数のレール部材で構成され、前後方向Ｄに延びる第一レール部材２１と、左右方向Ｈに延びる第二レール部材２２とを連結して構成されている。

【0024】

例えば、図１に示す実験支援システム１００において、前後方向Ｄに延びるレール部材（第三レール部材）を安全キャビネット６０の右方ＲＴに追加することでレール部２０を延長し、略Ｕ字形状のレール部２０を形成してもよい。また、前後方向Ｄに延びるレール部材を第二保温器４０と顕微鏡５０との間に追加することでレール部２０を分岐させ、Ｆ字形状のレール部２０を形成してもよい。

【0025】

分岐又は延長可能なレール部２０を用いることで、使用する実験装置や実験プロトコルを変更する場合でも、実験装置の配置等に合わせてレール部２０を設けることができる。また、複数の実験領域（実験室）で実験支援システム１００を運用する場合、各実験領域で行う実験内容、使用する実験装置の機能や配置等に合わせてレール部２０を設けることができる。また、従来は手作業で実験を行っていた実験領域に実験支援システム１００を採用する場合、従来使用している実験装置を維持しつつ自動化することができる。

【0026】

また、レール部２０には、搬送装置１０の位置を検出可能な検知部（不図示）が設けられている。検知部は、例えば、フォトセンサである。例えば、搬送装置１０が車輪の回転によってレール部２０に設けられた溝に沿って移動する場合、検知部として、透過型や分離型のフォトセンサをレール部２０の溝を挟んで配置する。搬送装置１０がレール部２０に沿って移動し、車輪がフォトセンサを通過したとき、フォトセンサは、車輪の通過を検出する。

【0027】

レール部２０に複数の検知部を設けることで、搬送装置１０が、レール部２０上のどこに位置しているのかを検出できる。検知部によって検出された検出結果は、制御部７０へ送信される。

【0028】

検知部は、搬送装置１０に設けられてもよい。例えば、搬送装置１０が車輪の回転によって移動する場合、車輪を駆動する電動モータの回転方向および回転数を検出するエンコーダを検知部として搬送装置１０の位置を検出することができる。また、検知部は、搬送装置１０やレール部２０に含まれず、例えば、搬送装置１０やレール部２０を俯瞰する位置に設けられたカメラでもよい。その場合、実験支援システム１００は、カメラによって取得した画像情報又は動画情報によって搬送装置１０の位置を検出する。

【0029】

また、検知部は、各実験装置に設けられたレーザセンサでもよい。例えば、実験装置の近傍又は側面等にレーザセンサを設け、レーザセンサによって搬送装置１０を検知することで、搬送装置１０が実験装置の近傍に位置することを検出してもよい。
また、検知部が設けられているレール上に障害物が載置された際、検知部から制御部７０に信号を送信した後に搬送装置１０へ停止信号を送信、もしくは、検知部の信号を直接に搬送装置１０へ送信することで、搬送装置１０の稼働を停止させ、障害物の接触を防止することもできる。

【0030】

第一保温器３０は、例えば、細胞を培養する際に用いるインキュベータである。図１に示すように、第一保温器３０はテーブルＴの上方ＵＰには配置されておらず、第一保温器３０は、例えば、実験室の床面に設置されている床置き型インキュベータである。第一保温器３０は、テーブルＴの左方ＬＴに配置されている。

【0031】

図３は、第一保温器３０の一例を示す斜視図である。以下、第一保温器３０を第一実験装置とも称する。図３は開扉状態の第一保温器３０であり、第一保温器３０の内部にはプレートＷが保管されている。例えば、プレートＷは、実験の観察対象である細胞が内包されたウェルプレートであり、第一保温器３０を使用して細胞培養が行われている観察対象物である。

【0032】

第一保温器３０の右方ＲＴには、副搬送装置３１が設けられている。副搬送装置３１は、上下可動部３２と、左右可動部３３と、前後可動部３４と、を備える。

【0033】

上下可動部３２は、第一保温器３０の右方ＲＴの側面に接続され、上下方向Ｖに延びる略棒状の部材である。上下可動部３２の上方ＵＰの端部は、第一保温器３０の天井面（上方ＵＰの面）よりも上方ＵＰに位置している。

【0034】

左右可動部３３は、上下可動部３２に接続され、上下方向Ｖと垂直な方向に延びる略棒状の部材であり、上下方向Ｖに延びる回転軸を回転中心として上下可動部３２に対して回転可能である。上下可動部３２および左右可動部３３は、左右可動部３３が上下可動部３２に対して上下方向Ｖおよび左右方向Ｈに移動可能な構造を含み、具体的には、レールを挟み込むようにして動く車輪や、ボールねじとリニアガイド、ワイヤでの巻き上げ等の手段がある。

【0035】

前後可動部３４は、左右可動部３３に接続され、左右可動部３３が延びる方向と垂直な方向に延びる略棒状の部材である。左右可動部３３および前後可動部３４は、前後可動部３４が左右可動部３３に対し左右方向Ｈおよび前後方向Ｄに移動可能な構造を含む。

【0036】

また、前後可動部３４には、プレートＷを保持可能な構造（例えば、制御部７０による指令によって稼働する挟持型ハンドや吸着型ハンド）が設けられている。そのため、副搬送装置３１は、前後可動部３４によってプレートＷを保持し、プレートＷを第一保温器３０の外部へ取り出し、所望の位置に移動させることができる。反対に、第一保温器３０の外部に配置されているプレートＷを保持し、プレートＷを第一保温器３０の内部へ移動して収容することもできる。

【0037】

副搬送装置３１は、図３に示すような直動構造に限られず、例えば、図３の上下可動部３２、左右可動部３３、前後可動部３４に代わり、搬送装置１０のようなアームと回動部とで構成されたハンドロボットであってもよい。また、図３に示す第一保温器３０の扉は、左方ＬＴに開く。そのため、第一保温器３０の右方ＲＴに副搬送装置３１を設けることで、第一保温器３０の扉を開閉する際に、扉と、副搬送装置３１又は副搬送装置３１が保持しているプレートＷとが接触するのを抑制でき、プレートＷの取り出し又は収容を安全に行うことができる。第一保温器３０の扉が右方ＲＴに開く場合は、副搬送装置３１を第一保温器３０の左方ＬＴに設けることで、同様にプレートＷの取り出し又は収容を安全に行うことができる。

【0038】

第一保温器３０は、第一保温器３０の扉を自動で開扉可能な自動開扉機構（不図示）を有するのが望ましい。第一保温器３０が自動開扉機構を有することで、内部にプレートＷを収容し、閉扉した状態の第一保温器３０において、自動開扉機構と副搬送装置３１とを制御することで、開扉およびプレートＷの取出しの一連の動作を自動で実施できる。このとき、自動開扉機構および副搬送装置３１は、制御部７０によって制御される。

【0039】

自動開扉機構は、例えば、電動モータによって駆動される回動又は直動機構であり、電動モータが駆動されると、扉を開き方向へ押し、強制的に開扉する。開扉した状態の第一保温器３０において、例えば、搬送装置１０の支持部１６によって、又は副搬送装置３１によって扉を閉じる方向へ押すことで、閉扉することができる。

【0040】

自動開扉機構が、開いた状態の扉を感知して閉扉可能な機構を有していてもよい。また、第一保温器３０が自動開扉機構を有していなくても、搬送装置１０又は副搬送装置３１によって開扉してもよい。

【0041】

第二保温器４０は、例えば、細胞を培養する際に用いるインキュベータである。図１に示すように、第二保温器４０はテーブルＴの上方ＵＰの面に配置されている。第二保温器４０は、例えば、小型の卓上型インキュベータである。

【0042】

第二保温器４０は、待機状態の搬送装置１０の右方ＲＴに配置されている。すなわち、レール部２０における第一レール部材２１の右方ＲＴに配置されている。また、第二保温器４０は、レール部２０における第二レール部材２２の近傍および後方ＲＲに配置されている。

【0043】

第二保温器４０は、前方ＦＲに扉が設けられており、前方ＦＲからプレートＷを内部に収容できる。また、プレートＷが収容されている第二保温器４０において、プレートＷを前方ＦＲに取り出すことができる。

【0044】

第二保温器４０は、第一保温器３０と同様に、開扉（又は閉扉）および収容されたプレートＷの取出しを自動で実施できる自動開扉機構や副搬送装置を備えていてもよい。

【0045】

顕微鏡５０は、例えば、ステージ５０ｓに設置されたプレートＷを所望の倍率に拡大して観察および撮影可能な電子顕微鏡である。以下、顕微鏡５０を第二実験装置とも称する。顕微鏡５０は、図１に示すように、テーブルＴの上方ＵＰの面に配置されている。

【0046】

顕微鏡５０は、第二保温器４０の右方ＲＴに配置されている。また、顕微鏡５０は、レール部２０における第二レール部材２２の近傍および後方ＲＲに配置されている。顕微鏡５０は、ディスプレイ等の表示装置に接続され、顕微鏡５０が撮影した画像や観察中の映像を表示装置に表示してもよい。また、顕微鏡５０によって撮影した画像や観察中の映像は、制御部７０に送信されてもよい。

【0047】

安全キャビネット６０は、安全キャビネット６０の内部に設置されたプレートＷが汚染されるのを抑制するクリーンベンチ等である。安全キャビネット６０は、図１に示すように、テーブルＴの上方ＵＰの面に配置されている。

【0048】

安全キャビネット６０は、テーブルＴの右方ＲＴの端部の近傍に配置されている。また、安全キャビネット６０は、レール部２０における第二レール部材２２の近傍および後方ＲＲに配置されている。安全キャビネット６０は、プレートＷに対して培地交換のための実験動作を自動で行う自動培地交換装置等の実験装置を内部に備えていてもよい。

【0049】

制御部７０は、図１に示すように、テーブルＴの上方ＵＰの面に配置されている。制御部７０は、左右方向Ｈにおいて、顕微鏡５０と安全キャビネット６０とに挟まれて配置されている。

【0050】

制御部７０は、例えば、プロセッサとメモリと記憶部等を備えたプログラム実行可能な装置（コンピュータ）である。制御部７０の各機能は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit；グラフィックスプロセッサ）のような１つ以上のプロセッサがプログラムメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。ただし、これら機能の全部又は一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration；大規模集積回路）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のハードウェア（例えば回路部；circuity）により実現されてもよい。また、上記機能の全部又は一部は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。記憶部は、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory；読み出し専用メモリ）、又はＲＡＭ（Random Access Memory；読み書き可能なメモリ）等により実現される。

【0051】

制御部７０は、搬送装置１０および検知部と無線又は有線で接続され、搬送装置１０および検知部を制御可能である。また、制御部７０は、各実験装置と無線又は有線で接続され、各実験装置における稼働状況や実験結果を取得してもよいし、各実験装置の動作を制御してもよい。

【0052】

また、制御部７０は、外部と無線接続された通信部（不図示）を備え、外部への信号の送信又は外部からの信号の受信ができるのが望ましい。
例えば、制御部７０は、顕微鏡５０と接続され、顕微鏡５０が撮影した動画像等を取得し、取得した動画像を外部の端末装置へ送信する。端末装置は、ユーザ（作業者）が使用するパーソナルコンピュータ、スマートフォンまたはタブレット等である。

【0053】

ユーザは、実験装置から離れた場所にいる場合でも、ユーザの端末装置が制御部７０から受信した実験結果（例えば、顕微鏡５０が撮影した動画像）を確認することができる。また、ユーザは、端末装置から制御部７０へ指令を送信し、受信した指令に基づいて制御部７０が搬送装置１０又は各実験装置を制御することで、実験支援システム１００を遠隔操作できる。

【0054】

例えば、ユーザは、実験支援システム１００が設けられた実験室から離れた自室にいる状態でも、実験支援システム１００から実験結果を受信し、受信した実験結果に応じた実験動作を実験支援システム１００に指示することができる。ユーザは、受信した実験結果を確認した後、実験室に行き、受信した実験結果に基づいた実験動作等を手作業で行ってもよい。

【0055】

本実施形態において、搬送装置１０、レール部２０、第二保温器４０、顕微鏡５０、安全キャビネット６０および制御部７０は、テーブルＴの上方ＵＰの面に設けられているが、これらの全部又は一部は床面に設けられてもよい。

【0056】

次に、実験支援システム１００における実験動作および制御方法の一例を説明する。
図４は、実験支援システム１００における実験動作の一例を示すフローチャートである。

【0057】

実験支援システム１００が起動されると、実験支援システム１００は、ステップＳ１００（待機工程）を実施する。ステップＳ１００において、制御部７０は、搬送装置１０を所望の位置で待機させ、待機状態にする。

【0058】

次に、実験支援システム１００は、ステップＳ２００（設定時間判定工程）を実施する。ステップＳ２００において、予め設定された設定時間になったか否かを判定する。ここで、設定時間とは、実験支援システム１００が実験動作を開始する時刻（実験開始時刻）でもよいし、起動された実験支援システム１００が実験動作を開始するまで待機する時間（待機時間）でもよい。

【0059】

例えば、設定時間が実験開始時刻である場合、制御部７０は、現在の時刻と、設定時間とを比較し、現在の時刻と設定時間とが一致する場合、設定時間になったと判定する。また、設定時間が待機時間である場合、制御部７０は、設定された時間が経過したか否かを判定し、経過した場合、設定時間になったと判定する。

【0060】

制御部７０は、設定時間になっていないと判定したとき、ステップＳ１００に戻り、待機状態を継続させる。制御部７０が設定時間になったと判定したとき、実験支援システム１００は、ステップＳ３００（第一実験工程）を実施する。

【0061】

図５は、第一実験工程Ｓ３００の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３００において、制御部７０は、搬送装置１０を制御し、搬送装置１０を第一実験装置（ここでは第一保温器３０）の近傍へ移動する（ステップＳ３０１）。

【0062】

次に、制御部７０は、搬送装置１０が指定の位置に到着したか否かを判定する（ステップＳ３０２）。例えば、制御部７０は、レール部２０における指定の位置に配置した検知部によって搬送装置１０が検出されたか否かを判定する。検知部によって搬送装置１０が検出されていない場合、制御部７０は、ステップＳ３０１へ戻り、搬送装置１０を第一実験装置の近傍へ移動させる。検知部が搬送装置１０を俯瞰で撮影するカメラである場合は、検知部が撮影した動画像に基づいて搬送装置１０の位置を取得し、搬送装置１０が指定の位置に到着したか否かを判定する。

【0063】

制御部７０は、搬送装置１０が指定の位置に到着したと判定したとき、ステップＳ３０３を実施する。ステップＳ３０３において、制御部７０は、第一実験装置における実験動作を開始する。ここでは、まず、第一保温器３０を開扉する。

【0064】

制御部７０は、前述の自動開扉機構を制御し、第一保温器３０を開扉する。制御部７０は、搬送装置１０又は副搬送装置３１を制御して第一保温器３０を開扉してもよい。

【0065】

次に、制御部７０は、副搬送装置３１を制御し、第一保温器３０の内部からプレートＷを取り出す（ステップＳ３０４）。具体的には、副搬送装置３１は、第一保温器３０の内部に収容されたプレートＷを保持した状態で第一保温器３０の外部へ持ち出し、その後、第一保温器３０の天井の上方ＵＰの面に載置する。

【0066】

制御部７０は、第一保温器３０の内部からプレートＷを取り出した後、自動開扉機構、副搬送装置３１又は搬送装置１０を制御し、第一保温器３０を閉扉する。次に、制御部７０は、搬送装置１０を制御し、搬送装置１０が第一保温器３０の天井に載置されたプレートＷを保持する。搬送装置１０がプレートＷを保持した後に第一保温器３０を閉扉してもよい。

【0067】

ステップＳ３０３およびステップＳ３０４を実施し、実験支援システム１００は、第一実験装置における実験動作を完了する。

【0068】

次に、実験支援システム１００は、ステップＳ４００（第二実験工程）を実施する。図６は、第二実験工程Ｓ４００の一例を示すフローチャートである。まず、制御部７０は、搬送装置１０を制御し、搬送装置１０を第二実験装置（ここでは顕微鏡５０）の近傍へ移動する（ステップＳ４０１）。このとき、搬送装置１０は、プレートＷを保持した状態である。

【0069】

次に、制御部７０は、搬送装置１０が指定の位置に到着したか否かを判定する（ステップＳ４０２）。搬送装置１０が指定の位置に到着したか否かを判定は、ステップＳ３０２と同様の方法で判定してもよいし、異なる方法で判定してもよい。本実施形態においては、制御部７０は、ステップＳ３０２と同様に、レール部２０における指定の位置に配置した検知部によって搬送装置１０が検出されたか否かを判定する。

【0070】

検知部によって搬送装置１０が検出されていない場合、制御部７０は、ステップＳ４０１へ戻り、搬送装置１０を第二実験装置の近傍へ移動させる。制御部７０は、搬送装置１０が指定の位置に到着したと判定したとき、ステップＳ４０３を実施する。

【0071】

ステップＳ４０３において、制御部７０は、第二実験装置における実験動作を開始する。ここでは、まず、制御部７０は、搬送装置１０を制御し、プレートＷを顕微鏡５０におけるステージ５０ｓに設置する。

【0072】

また、制御部７０は、プレートＷがステージ５０ｓに設置されているか否か（設置状態）を判定する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０４において、例えば、顕微鏡５０がプレートＷを検出可能なセンサを備え、センサによってプレートＷが検出されたか否かを判定することによってプレートＷのステージ５０ｓにおける設置状態を判定してもよい。

【0073】

また、プレートＷのステージ５０ｓにおける設置状態は、搬送装置１０がプレートＷの設置動作を完了したか否かによって判定されてもよいし、顕微鏡５０の近傍に設けられたカメラ等によって検出した結果に基づいて判定されてもよい。

【0074】

制御部７０は、プレートＷがステージ５０ｓに設置されていないと判定したとき、ステップＳ４０３へ戻り、搬送装置１０にプレートＷの設置動作を実施させる。制御部７０は、プレートＷがステージ５０ｓに設置されたと判定したとき、ステップＳ４０５を実施する。

【0075】

ステップＳ４０５において、制御部７０は、顕微鏡５０を制御し、顕微鏡５０によってプレートＷを観察又は撮影する。このとき、顕微鏡５０における観察モードや倍率等の設定は、制御部７０からの指令に基づいて設定されてもよいし、予め顕微鏡５０に設定されていてもよい。

【0076】

制御部７０は、顕微鏡５０による実験動作（観察又は撮影）が完了したか否かを判定する（ステップＳ４０６）。制御部７０は、顕微鏡５０による実験動作が完了していないと判定したとき、ステップＳ４０５へ戻り実験動作を続ける。制御部７０は、顕微鏡５０による実験動作が完了したと判定したとき、ステップＳ４０７へ移行する。

【0077】

ここで、制御部７０は、第二実験装置における実験結果を取得し、取得した実験結果を外部（例えば、ユーザが使用する端末装置）へ送信してもよい。また、ユーザは、実験結果に基づいて、次の実験動作に関する指令を制御部７０へ送信してもよい。例えば、ユーザは、顕微鏡５０における観察モードや倍率を変更し、プレートＷを再度撮影するように制御部７０へ指令を送信してもよい。

【0078】

ステップＳ４０３およびステップＳ４０５を実施し、実験支援システム１００は、第二実験装置における実験動作を完了する。

【0079】

次に、制御部７０は、搬送装置１０を制御し、ステージ５０ｓに設置されたプレートＷを搬送装置１０が保持する（ステップＳ４０７）。

【0080】

次に、実験支援システム１００は、ステップＳ５００（第三実験工程）を実施する。図７は、第三実験工程Ｓ５００の一例を示すフローチャートである。まず、制御部７０は、搬送装置１０を制御し、搬送装置１０を第一実験装置（ここでは第一保温器３０）の近傍へ移動する（ステップＳ５０１）。このとき、搬送装置１０は、プレートＷを保持した状態である。

【0081】

次に、制御部７０は、搬送装置１０が指定の位置に到着したか否かを判定する（ステップＳ５０２）。搬送装置１０が指定の位置に到着したか否かを判定は、ステップＳ３０２と同様の方法で判定してもよいし、異なる方法で判定してもよい。本実施形態においては、制御部７０は、ステップＳ３０２と同様に、レール部２０における指定の位置に配置した検知部によって搬送装置１０が検出されたか否かを判定する。

【0082】

検知部によって搬送装置１０が検出されていない場合、制御部７０は、ステップＳ５０１へ戻り、搬送装置１０を第一実験装置の近傍へ移動させる。制御部７０は、搬送装置１０が指定の位置に到着したと判定したとき、ステップＳ５０３を実施する。

【0083】

ステップＳ５０３において、制御部７０は、第一実験装置における実験動作を開始する。ここでは、まず、制御部７０は、第一保温器３０における自動開扉機構、副搬送装置３１又は搬送装置１０を制御し、ステップＳ３０３と同様に第一保温器３０を開扉する。第一保温器３０を開扉した後、制御部７０は、搬送装置１０を制御し、搬送装置１０がプレートＷを第一保温器３０の内部に設置する（ステップＳ５０３）。次に、ステップＳ５０４へ移行する。

【0084】

ここで、第一保温器３０の内部にプレートＷが設置されたか否か（設置状態）を判定する工程を設けてもよい。例えば、第一保温器３０の内部に設けられたセンサによってプレートＷが設置されたか否かを検出し、制御部７０は、センサの検出結果に基づいて設置状態を判定する。制御部７０は、プレートＷが設置されていないと判定したときは、ステップＳ５０３へ戻り、プレートＷが設置されたと判定したときは、ステップＳ５０４へ移行する。

【0085】

ステップＳ５０４において、制御部７０は、第一保温器３０における自動開扉機構、副搬送装置３１又は搬送装置１０を制御し、第一保温器３０を閉扉する。実験支援システム１００は、実験動作を完了する。

【0086】

図４－７に示した実験動作によって、実験支援システム１００は、第一保温器３０に収容されて細胞培養が行われたプレートＷを取り出し、顕微鏡５０によってプレートＷを観察（撮影）し、再びプレートＷを第一保温器３０に収容する。

【0087】

実験支援システム１００を用いることで、従来、人が手作業で行っていたこれらの一連の実験動作を自動で行うことができる。すなわち、従来の実験プロトコルを極力維持しつつ実験を自動化できる。また、複数のレール部材を所望の配置に設けて形成したレール部２０と、レール部２０に沿って移動し、観察対象物（例えばプレートＷ）を保持および搬送可能な搬送装置１０を用いることで、従来の実験で用いられる実験装置を極力維持しつつ実験を自動化できる。
また、検知部は、観察対象物の位置を特定でき、また、搬送に要した時間を算出することができる。これらのデータは、観察対象物に変化が生じた際、参考にすることができる。

【0088】

また、制御部７０は、各動作（例えば、プレートＷの搬送動作）に掛かった時間を取得および記憶してもよく、制御部７０が取得および記憶した実験条件を使用して再び実験することで、精度の高い再現実験を行うことができる。

【0089】

本実施形態の実験支援システム１００および制御方法によれば、観察対象物を保持して移動可能な搬送装置１０と、複数の実験装置の近傍に搬送装置１０が移動するための軌道を形成するレール部２０と、搬送装置１０の位置を検出可能な検知部と、搬送装置１０および検知部を制御可能な制御部７０を備える。

【0090】

その結果、上述した一連の実験動作のような従来の実験で用いられる実験プロトコルと、従来の実験で用いられる実験装置とを極力維持しつつ実験を自動化できる実験支援システムおよび制御方法を提供することができる。

【0091】

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の一実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

【0092】

（変形例１）
上記実施形態において、第一保温器３０を第一実験装置とし、顕微鏡５０を第二実験装置としたが、第一実験装置および第二実験装置の態様はこれに限定されない。第一実験装置および第二実験装置として、実施する実験プロトコルに合わせて任意の実験装置を採用してもよい。

【0093】

例えば、第二保温器４０を第一実験装置とし、安全キャビネット６０を第二実験装置として実験を実施してもよい。また、上記実施形態で述べた実験装置以外の実験装置を使用して実験を実施してもよい。

【0094】

（変形例２）
上記実施形態において、実験支援システム１００は、第一実験装置および第二実験装置を用いて実験動作を行ったが、実験支援システムの態様はこれに限定されない。実験支援システムは、第三実験装置、第四実験装置など、３つ以上の実験装置を用いて実験動作を行ってもよい。

【0095】

例えば、上記実施形態における第二実験装置（顕微鏡５０）での実験動作の後、搬送装置１０がプレートＷを安全キャビネット６０へ搬送し、安全キャビネット６０を用いた実験動作を行ってもよい。

【符号の説明】

【0096】

１００ 実験支援システム
１０ 搬送装置
１１ 可動部
１５ 保持部
２０ レール部
２１ 第一レール部材（レール部材）
２２ 第二レール部材（レール部材）
３０ 第一保温器（第一実験装置）
３１ 副搬送装置
４０ 第二保温器
５０ 顕微鏡（第二実験装置）
６０ 安全キャビネット
７０ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】