特開 2024-171232 細胞培養計画作成装置及び細胞培養システム

(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】P2024171232

(43)【公開日】2024-12-11

(54)【発明の名称】細胞培養計画作成装置及び細胞培養システム

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20241204BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088197

(22)【出願日】2023-05-29

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003311

【氏名又は名称】中外製薬株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴田 義也

(72)【発明者】

【氏名】中島 千智

(72)【発明者】

【氏名】橋本 拓真

(72)【発明者】

【氏名】八瀬 哲志

(72)【発明者】

【氏名】北島 博史

(72)【発明者】

【氏名】栗栖 崇紀

(72)【発明者】

【氏名】栗田 真嗣

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA01

4B029BB11

4B029HA09

4B029HA10

(57)【要約】

【課題】例えば後続の実験のために所定量の細胞が必要とされるような場合において、必要とされる量の細胞を培養するための計画を作成する。
【解決手段】細胞培養計画作成装置４０において、入力部１４２が、細胞の培養終了時期及び培養終了時期における目標細胞量の入力を受け付け、計画作成部１４４が、培養終了時期において目標細胞量が得られるように順次実行される１以上の継代処理についての第１実行指定と、それぞれの継代処理に続いて実行される培養処理についての第２実行指定とを含む細胞培養計画であって、第１実行指定が、継代処理の種類を特定する情報及び継代処理を実行する時期を特定する情報を含む細胞培養計画を作成する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

細胞の培養終了時期及び前記培養終了時期における目標細胞量の入力を受け付ける入力部と、
前記培養終了時期において前記目標細胞量が得られるように順次実行される１以上の継代処理についての第１実行指定と、それぞれの前記継代処理に続いて実行される培養処理についての第２実行指定とを含む細胞培養計画であって、前記第１実行指定が、前記継代処理の種類を特定する情報及び前記継代処理を実行する時期を特定する情報を含む前記細胞培養計画を作成する計画作成部と、
を含む細胞培養計画作成装置。

【請求項2】

前記細胞培養計画は、さらに、最初の前記継代処理に先行して実行される、前記細胞の解凍処理についての第３実行指定、及び解凍された前記細胞の初期培養処理についての第４実行指定を含み、
前記第３実行指定は、前記解凍処理を実行する時期を特定する情報を含む、
請求項１に記載の細胞培養計画作成装置。

【請求項3】

前記第１実行指定において特定される前記継代処理の種類は、維持継代処理に属する継代処理の種類、及び拡大継代処理に属する継代処理の種類の少なくとも一方を含む、請求項１又は請求項２に記載の細胞培養計画作成装置。

【請求項4】

前記計画作成部は、前記第１実行指定において、前記維持継代処理に属する継代処理の種類及び前記拡大継代処理に属する継代処理の種類の両方を特定する場合は、前記維持継代処理に属する継代処理を実行する時期よりも前記拡大継代処理に属する継代処理を実行する時期の方が遅くなるように、それぞれの前記継代処理を実行する時期を特定する、請求項３に記載の細胞培養計画作成装置。

【請求項5】

前記計画作成部は、さらに、作成した前記細胞培養計画を、前記継代処理を表す第１図形及び前記培養処理を表す第２図形を、前記継代処理及び前記培養処理のそれぞれが実行される順序に従い第１方向に並べて表示器に表示させるための信号として出力する、請求項１又は請求項２に記載の細胞培養計画作成装置。

【請求項6】

前記第２図形は、前記第１方向における時間の経過に従って前記第１方向と直交する第２方向に大きくなる図形である、請求項５に記載の細胞培養計画作成装置。

【請求項7】

細胞の培養終了時期及び前記培養終了時期における目標細胞量の入力を受け付ける入力部と、前記培養終了時期において前記目標細胞量が得られるように順次実行される１以上の継代処理についての第１実行指定と、それぞれの前記継代処理に続いて実行される培養処理についての第２実行指定とを含む細胞培養計画であって、前記第１実行指定が、前記継代処理の種類を特定する情報及び前記継代処理を実行する時期を特定する情報を含む前記細胞培養計画を作成する計画作成部と、を含む細胞培養計画作成装置と、
床上を移動するための機構及び物体を把持するための機構を備えたモバイルマニピュレータ、及びワークベンチに対して固定されており前記ワークベンチ上の物体を把持するための機構を備えたワークベンチロボットを含み、前記細胞培養計画に従い細胞培養実験を実行するロボットシステムと、
を含む細胞培養システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、細胞培養計画作成装置及び細胞培養システムに関する。

【背景技術】

【0002】

細胞を対象としたアッセイのような実験を行うためには、実験に必要な量の細胞を培養して準備する必要がある。

【0003】

細胞培養の分野における作業計画に関連して、被採取者から採取した細胞を培養し、分離、成長させ幹細胞を形成し、培養細胞又は培養組織を得る細胞培養システムが提案されている。このシステムは、培養細胞を使用する日から培養細胞又は培養組織を出荷する出荷予定日を設定すると、標準培養スケジュールに基づいて、培養完了時期、継代の実施時期、成長因子の投入時期、培養開始時期、分離作業時期、受入検査時期、受入時期の順に各項目について自動的に演算し、該各項目のスケジュールを特定する（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－２９０１４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のシステムでは、患者から採取した細胞を培養して当該患者に移植する組織を作成することに向けた作業計画を作成するものであり、そこでは癌化等の細胞の異常を監視することや移植組織としての品質を確認することに注意が払われている。しかし、特許文献１には、培養後の細胞量についての言及はなく、必要な量の細胞を培養するための計画を作成することに関する示唆は得られない。

【0006】

本開示は、例えば後続の実験のために所定量の細胞が必要とされるような場合において、必要とされる量の細胞を培養するための計画を作成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本開示に係る細胞培養計画作成装置は、細胞の培養終了時期及び前記培養終了時期における目標細胞量の入力を受け付ける入力部と、前記培養終了時期において前記目標細胞量が得られるように順次実行される１以上の継代処理についての第１実行指定と、それぞれの前記継代処理に続いて実行される培養処理についての第２実行指定とを含む細胞培養計画であって、前記第１実行指定が、前記継代処理の種類を特定する情報及び前記継代処理を実行する時期を特定する情報を含む前記細胞培養計画を作成する計画作成部と、を含む。

【0008】

また、本開示に係る細胞培養システムは、細胞の培養終了時期及び前記培養終了時期における目標細胞量の入力を受け付ける入力部と、前記培養終了時期において前記目標細胞量が得られるように順次実行される１以上の継代処理についての第１実行指定と、それぞれの前記継代処理に続いて実行される培養処理についての第２実行指定とを含む細胞培養計画であって、前記第１実行指定が、前記継代処理の種類を特定する情報及び前記継代処理を実行する時期を特定する情報を含む前記細胞培養計画を作成する計画作成部と、を含む細胞培養計画作成装置と、床上を移動するための機構及び物体を把持するための機構を備えたモバイルマニピュレータ、及びワークベンチに対して固定されており前記ワークベンチ上の物体を把持するための機構を備えたワークベンチロボットを含み、前記細胞培養計画に従い細胞培養実験を実行するロボットシステムと、を含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係る細胞培養計画作成装置及び細胞培養システムによれば、例えば後続の実験のために所定量の細胞が必要とされるような場合において、必要とされる量の細胞を培養するための計画を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】細胞培養計画装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図2】第１実施形態に係る細胞培養計画装置の機能構成の例を示すブロック図である。

【図3】細胞ＤＢの一例を示す図である。

【図4】プロトコルデータの一例を示す図である。

【図5】第１実施形態に係る細胞培養計画作成処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】第１事例の細胞培養計画の概略の一例を示す図である。

【図7】第１事例の細胞培養計画の表示例を示す図である。

【図8】第２図形の他の例を示す図である。

【図9】第２事例の細胞培養計画の概略の一例を示す図である。

【図10】第２事例の細胞培養計画の表示例を示す図である。

【図11】第３事例の細胞培養計画の概略の一例を示す図である。

【図12】第３事例の細胞培養計画の表示例を示す図である。

【図13】細胞培養システムが稼働する実験環境の一例を示す概略平面図である。

【図14】第２実施形態に係る細胞培養システムの概略構成を示すブロック図である。

【図15】モバイルマニピュレータの外観斜視図である。

【図16】ワークベンチロボットの外観斜視図である。

【図17】第２実施形態に係る作業指示装置の機能構成の例を示すブロック図である。

【図18】解凍処理の実験定義データの一例を示す図である。

【図19】維持継代処理の実験定義データの一例を示す図である。

【図20】拡大継代処理の実験定義データの一例を示す図である。

【図21】後続実験データの一例を示す図である。

【図22】第２実施形態に係る作業指示処理の流れを示すフローチャートである。

【図23】統括コントローラによる制御処理の流れを示すフローチャートである。

【図24】継代処理の流れを示すフローチャートである。

【図25】第２容器への細胞の播種を説明するための図である。

【図26】第３実施形態に係る細胞培養システムの概略構成を示すブロック図である。

【図27】第３実施形態に係る細胞培養計画装置の機能構成の例を示すブロック図である。

【図28】第３実施形態に係る作業指示装置の機能構成の例を示すブロック図である。

【図29】第３実施形態に係る細胞培養計画作成処理の流れを示すフローチャートである。

【図30】コントローラの構成の他の例を説明するための図である。

【図31】コントローラの構成の他の例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一又は等価な構成要素及び部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法及び比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0012】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る細胞培養計画作成装置４０のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、細胞培養計画作成装置４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１、メモリ４２、記憶装置４３、入力装置４４、出力装置４５、記憶媒体読取装置４６、及び通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４７を有する。各構成は、バス４８を介して相互に通信可能に接続されている。

【0013】

記憶装置４３には、後述する細胞培養計画作成処理を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵ４１は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各構成を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ４１は、記憶装置４３からプログラムを読み出し、メモリ４２を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ４１は、記憶装置４３に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。

【0014】

メモリ４２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）により構成され、作業領域として一時的にプログラム及びデータを記憶する。記憶装置４３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを記憶する。

【0015】

入力装置４４は、例えば、キーボードやマウス等の、各種の入力を行うための装置である。出力装置４５は、例えば、ディスプレイやプリンタ等の、各種の情報を出力するための装置である。出力装置４５として、タッチパネルディスプレイを採用することにより、入力装置４４として機能させてもよい。

【0016】

記憶媒体読取装置４６は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の各種記憶媒体に記憶されたデータの読み込みや、記憶媒体に対するデータの書き込み等を行う。通信Ｉ／Ｆ４７は、他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。

【0017】

次に、細胞培養計画作成装置４０の機能構成について説明する。図２は、細胞培養計画作成装置４０の機能構成の例を示すブロック図である。図２に示すように、細胞培養計画作成装置４０は、細胞ＤＢ５０、プロトコルＤＢ５２、及び表示器５４の各々と接続されている。細胞ＤＢ５０及びプロトコルＤＢ５２の各々は、細胞培養計画作成装置４０の内部の記憶領域に記憶されてもよいし、細胞培養計画作成装置４０とは独立した記憶装置内又はネットワークを経由してアクセス可能な外部の記憶装置内に記憶されてもよい。また、表示器５４は、入力装置４４の一例であるディスプレイであってもよいし、細胞培養計画作成装置４０とは独立して設けられてもよい。

【0018】

細胞ＤＢ５０は、細胞の増殖速度、及び細胞培養計画においてその細胞に適用される処理を特定する情報が記憶されたデータベースである。図３に、細胞ＤＢ５０の一例を示す。図３の例では、細胞ＤＢ５０には、細胞の識別情報である細胞ＩＤと、増殖速度と、処理毎のプロトコルＩＤ（詳細は後述）とが記憶されている。

【0019】

図３の例では、細胞ＩＤの記述形式は「ＣＥＬ－ａａａ－ｂｂ」である。ＣＥＬは細胞ＩＤであることを表す文字列、ａａａは細胞の種類を表す数字、ｂｂは入手経路、変異種等を区別するための数字である。

【0020】

増殖速度は、培養後細胞量を算出するための情報である。細胞量は、例えば、無名数又はセル数で表される細胞数、細胞を含む液体の量を仮定した場合の細胞濃度（例えばセル数／ｍｌ）、１つの容器内の細胞数を仮定した場合の容器数等としてよい。本実施形態では、細胞量を「単位」で表す。１単位に相当する細胞数は、維持継代処理（詳細は後述）の際に播種する細胞数を目安にして、ユーザが任意に定義してよい。例えば、１単位＝５０００個（セル数）等と定義してもよい。

【0021】

処理毎のプロトコルＩＤとは、細胞に対する各処理に適用されるプロトコルデータ（詳細は後述）の識別情報である。図３の例では、解凍処理、維持継代処理、及び拡大継代処理（詳細は後述）の各処理についてプロトコルＩＤが記憶されている。図３の例では、プロトコルＩＤの記述形式は「ＰＲＴ－ｋｋ－ｌｌ」である。ＰＲＴはプロトコルＩＤであることを表す文字列である。ｋｋはプロトコルが対応する処理の種類を表す数字であり、例えば、０１は解凍処理、０２は維持継代処理、０３は拡大継代処理等である。ｌｌは同種プロトコル内の識別番号である。

【0022】

図３に示すように、同じ細胞ＩＤの細胞に対する同じ種類の処理に、複数のプロトコルＩＤが対応付けられてもよい。例えば、後述する細胞培養計画の第１事例～第３事例においては、細胞ＩＤ「ＣＥＬ－０１２－０４」の拡大継代処理について、事例毎に拡大継代処理の内容が異なっている。これは、この細胞ＩＤについて少なくとも３種類の拡大継代処理のプロトコルＩＤが細胞ＤＢ５０に記憶されており、この中から事例毎に異なる拡大継代処理のプロトコルＩＤが選択された結果である。

【0023】

プロトコルＤＢ５２は、細胞培養計画作成装置４０で作成される細胞培養計画に含まれる各種処理の種類に応じた複数のプロトコルデータを記憶したデータベースである。プロトコルデータは、図４に示すように、プロトコルＩＤ、処理の種類、対象細胞、処理手順等がテキスト形式で記述されたデータである。なお、図４は、維持継代処理のプロトコルデータの一例である。実際のプロトコルデータでは、試薬や培地の種類、量、播種する容器の種類等も指定される。複数の容器に播種する拡大継代処理のプロトコルデータの場合は、播種する容器の数の情報も含む。

【0024】

また、図２に示すように、細胞培養計画作成装置４０は、機能構成として、入力部１４２と、計画作成部１４４とを含む。各機能構成は、ＣＰＵ４１が記憶装置４３に記憶された細胞培養計画作成プログラムを読み出し、メモリ４２に展開して実行することにより実現される。

【0025】

入力部１４２は、処理対象の細胞の細胞ＩＤ、細胞の培養終了時期、及び培養終了時期における目標細胞量の入力を受け付ける。

【0026】

計画作成部１４４は、培養終了時期において目標細胞量が得られるように順次実行される１以上の継代処理についての第１実行指定と、それぞれの継代処理に続いて実行される培養処理についての第２実行指定とを含む細胞培養計画を作成する。計画作成部１４４は、第１実行指定として、継代処理の種類を特定する情報及び継代処理を実行する時期を特定する情報を含む細胞培養計画を作成する。

【0027】

ここで、継代処理は、容器内で培養されている細胞の一部を、別の容器内で培養を継続することを目的として、当該別の容器に移す処理である。第１実行指定において特定される継代処理の種類は、維持継代処理に属する継代処理の種類、及び拡大継代処理に属する継代処理の種類の少なくとも一方を含む。

【0028】

維持継代処理は、継代処理を繰り返して細胞を生存させ続ける目的に適合する少量の細胞を、当該継代処理の直前まで培養されていた細胞の中から抽出して新たな培地に播く処理である。２回目以降の維持継代処理では、当該継代処理の直前に行われた細胞培養における初期細胞数と同程度の数の細胞を抽出することが多い。拡大継代処理は、実験に使用できる細胞数を増やすことを目的として、維持継代処理の場合よりも多くの（例えば、２倍以上の）細胞を、当該継代処理の直前まで培養されていた細胞の中から抽出して新たな培地に播く処理である。新たな培地の容器としては、当該継代処理の直前までの培養に使用されていた容器と同じ大きさの複数の容器、又はより大きな１つの容器が用いられることが多い。

【0029】

また、１以上の継代処理についての第１実行指定とは、計画作成部１４４が、順次実行される複数の継代処理についての第１実行指定を含む細胞培養計画を作成できることを前提とする。さらに、１つだけの継代処理についての第１実行指定を含む細胞培養計画を作成することも可能とするものである。例えば、期限なしに維持継代処理を繰り返して生存させていた細胞に対し、アッセイ前処理のような実験を急遽行うことになった場合に、拡大継代処理を１回だけ行って必要量の細胞をなるべく短期間で培養できる計画を作成する場合等である。

【0030】

具体的には、計画作成部１４４は、継代処理の種類を特定する情報として、細胞ＤＢ５０に記憶されたプロトコルＩＤを特定する。細胞ＤＢ５０に、拡大継代処理に対して複数のプロトコルＩＤが記憶されている場合には、計画作成部１４４は、目標細胞量を実現可能な拡大継代処理のプロトコルを示すプロトコルＩＤを特定する。この際、計画作成部１４４は、各プロトコルの内容については、プロトコルＤＢ５２を参照する。

【0031】

また、計画作成部１４４は、継代処理を実行する時期として、継代処理を開始する時期、継代処理の終了期限の時期等を特定する。継代処理の終了期限の時期は、実際に処理が終了するのは期限より少し前であることが想定される。また、計画作成部１４４は、継代処理を実行する時期を間接的に特定することができる、継代処理の直前の培養処理を終了する時期又は継代処理の直後の培養処理を開始する時期を、継代処理を実行する時期として特定してもよい。なお、時期の表現は、日時の他、基準となる日時との間の相対時間（例えば、基準となる日時からの経過時間）でもよい。

【0032】

計画作成部１４４は、第１実行指定において、維持継代処理に属する継代処理の種類及び拡大継代処理に属する継代処理の種類の両方を特定してもよい。この場合、計画作成部１４４は、維持継代処理に属する継代処理を実行する時期よりも拡大継代処理に属する継代処理を実行する時期の方が遅くなるように、それぞれの継代処理を実行する時期を特定する。

【0033】

さらに、計画作成部１４４は、最初の継代処理に先行して実行される、細胞の解凍処理及び解凍された細胞の初期培養処理についての第３実行指定を含む細胞培養計画を作成してもよい。第３実行指定は、解凍処理を実行する時期を特定する情報を含む。なお、解凍処理の種類を特定する情報（プロトコルＩＤ）は、多くの細胞の種類に対して共通化できる可能性があるため、個別に指定することを必須としない。ただし、解凍処理についての第３実行指定に、解凍処理の種類を特定する情報を含めてもよい。

【0034】

また、計画作成部１４４は、作成した細胞培養計画について、継代処理を表す第１図形及び培養処理を表す第２図形を、継代処理及び培養処理のそれぞれが実行される順序に従い第１方向に並べて表示器５４に表示させるための信号を出力する。計画作成部１４４は、第２図形を、第１方向における時間の経過に従って第１方向と直交する第２方向に大きくなる図形としてもよい。第２図形は、特に培養の開始時期と終了時期とにおける第２方向の長さがそれぞれの時期の細胞量に概略対応するようにすれば、細胞量の増加の状況が直感的に分かり易くなる。

【0035】

次に、第１実施形態に係る細胞培養計画作成装置４０の作用について説明する。図５は、細胞培養計画作成装置４０のＣＰＵ４１により実行される細胞培養計画作成処理の流れを示すフローチャートである。

【0036】

ステップＳ１０で、入力部１４２が、処理対象の細胞の細胞ＩＤ、培養終了時期、及び目標細胞量の入力を受け付け、計画作成部１４４へ受け渡す。

【0037】

次に、ステップＳ１２で、計画作成部１４４が、培養終了時期と培養開始時期との差から、培養計画の全体期間を算出する。培養開始時期は、例えば、現在時刻、別途指定された処理開始時期等としてよい。

【0038】

次に、ステップＳ１４で、計画作成部１４４が、目標細胞量を得ることができる拡大継代処理及びそれに続く培養処理の計画を作成する。具体的には、計画作成部１４４は、細胞ＤＢ５０及びプロトコルＤＢ５２を参照して、拡大継代処理の種類及びそれに続く培養処理の種類を特定する。拡大継代処理の種類を特定する情報は、プロトコルＩＤである。拡大継代処理のプロトコルデータは、播種する容器の種類及び数の情報を含むものとする。また、容器の種類が特定されると容器の大きさも特定されるものとする。すなわち、容器の形状類型や材質だけでなく、容器の大きさも容器の種類を異ならせる要素である。計画作成部１４４は、目標細胞量を得るために必要であれば、拡大継代処理及び培養処理を複数回行うように計画する。また、計画作成部１４４は、拡大継代処理の種類及び培養処理の種類の組み合わせを、予め用意された組み合わせパターン集の中から選んでもよいし、都度計算によって作り出してもよい。

【0039】

次に、ステップＳ１６で、計画作成部１４４が、培養開始時期と最初の拡大継代処理の間の期間において、解凍処理及び初期培養処理と、適宜回数の維持継代処理及びそれに続く培養処理とを行うように計画する。すでに継続的に継代処理が繰り返されている細胞を対象にする場合は、解凍処理及び初期培養処理は不要である。

【0040】

次に、ステップＳ１８で、計画作成部１４４が、作成した細胞培養計画を表示器５４に表示し、ユーザによる承認又は修正を求める。計画作成部１４４は、ユーザによる修正指示を受け付けた場合には、修正指示に従い細胞培養計画を修正する。計画作成部１４４は、ユーザによる承認を受け付けると、細胞培養計画を確定し、細胞培養計画作成処理は終了する。

【0041】

ここで、第１実施形態に係る細胞培養計画作成装置４０による細胞培養計画の作成に関する事例として、以下の第１事例～第３事例について説明する。まず、各事例に共通の事項について説明する。

【0042】

以下の各事例における継代処理では、直前の培養後の細胞量の１／２以内を播種に用いることにする。すなわち、最大継代利用率を０．５とする。そうすると、培養後の細胞量が予定したほど増えていない場合があったとしてもその後の処理を行うことができる。したがって、細胞量１単位を播種する維持継代処理は、直前の培養処理における培養後細胞量が２単位を超えたところで実行してよいが、拡大継代処理への移行を急がない場合には、培養後細胞量が例えば４単位を超えるのを待って実行してもよい。この場合、維持継代処理回数を削減できるため、その分、ワークベンチのような実験設備を他の実験のために利用することができる。後述の第１事例及び第３事例では、培養後細胞量が４単位を超えるのを待って維持継代処理をするように計画している。最大継代利用率は、０．５に限らず、適宜の値をユーザが指定できるようにしてもよい。

【0043】

また、以下の各事例では、最終回の培養後における他の実験のための細胞利用率を最大継代利用率と同じ０．５とした。したがって、最終回の培養後の利用可能細胞量を８単位とする場合、培養後細胞量は１６単位以上が必要である。最終回の培養後の細胞利用率は、ユーザが別の値を指定できるようにしてもよい。

【0044】

また、以下の各事例では、維持継代処理における１容器当たりの播種細胞量を１単位としたが、ユーザが別の値を指定できるようにしてもよい。

【0045】

（第１事例）
第１例では、全体期間を１５日間、目標細胞量を８単位とする。

【0046】

培養後細胞量は次の式により求められる。
培養後細胞量＝培養前細胞量×μ^ｔ
ここで、μは増殖速度、ｔは培養期間である。例えば、μ＝１．６、培養前細胞量＝１単位の場合、培養期間毎の培養後細胞量は以下のようになる。

【0047】

【表1】

【0048】

なお、上記の例では、増殖速度μとして１日当たりの倍数を用いたが、１時間当たりの倍数を用い、培養期間を１日単位ではなく１時間単位で決めるようにしてもよい。その場合、夜間など人の勤務がない時間帯、手薄になる時間帯等に継代処理を行う場合もあるが、継代処理をロボットシステムにより全自動で行う場合（第２及び第３実施形態参照）には問題ない。

【0049】

１つの容器から細胞を抽出して２つの容器に１単位ずつ播種する拡大継代処理と、播種された１単位の細胞を３日間で４．１単位に増殖させる培養処理との組み合わせを２段階繰り返す。これにより、１６．４単位の培養後細胞を得、その中から８単位の利用可能細胞を得る計画とする。この拡大継代処理と培養処理とに６日間を要する。

【0050】

残りの９日間で、まず解凍処理とその後の３日間の初期培養処理を行い、その後、維持継代処理とその後の３日間の培養処理との組み合わせを２回行う計画とする。もし残り期間が９日間以外であれば、残りの期間に合うように、維持継代処理とその後の培養処理との組み合わせの回数や培養期間を適宜調整すればよい。

【0051】

図６に、第１事例の細胞培養計画の概略の一例を示す。図６の例では、継代処理の計画が、播種容器サイズ、播種容器数、１容器当たりの播種細胞量、合計播種細胞量、及び継代種類により特定されている。また、継代処理に続く培養処理の計画が、培養期間、培養後細胞量、及び利用可能細胞量により特定されている。また、培養期間の合計である合計期間（全体期間と同一）も特定されている。細胞培養計画には、図６の情報に加え、処理対象の細胞の細胞ＩＤ、計画作成部１４４が特定した各処理についてのプロトコルＩＤ、及び培養終了時期も含まれる。培養開始時期又は培養終了時期と、各培養処理の培養期間とに基づいて、各継代処理の開始時期が特定される。

【0052】

図６の例では、作成された計画中で容器サイズを示したが、これに代えて又は追加して、プロトコルデータにおいて指定される容器の種類を示してもよい。ここでは、表示上の分かり易さを重視して、容器サイズを示している。なお、容器サイズは、１つの容器で培養後に１単位抽出できるように培養する場合は「小」（２単位程度まで増殖してもコンフルエントにならない大きさ）、１つの容器で培養後に２単位抽出できるように培養する場合は「中」（４単位程度まで増殖してもコンフルエントにならない大きさ）、１つの容器で培養後に３単位抽出できるように培養する場合は「大」（６単位程度まで増殖してもコンフルエントにならない大きさ）という考え方で選択されている。

【0053】

図７に、第１事例の細胞培養計画の表示例を示す。網掛の図形は継代処理を表す第１図形、横向きの台形の図形は培養処理を表す第２図形である。また、横方向が第１方向、縦方向が第２方向の一例である。第１方向は、時間経過に対応しており、各処理に対応する図形が処理順（左から右へ時系列）に並ぶと共に、各処理に対応する図形の横幅は、その処理に要する期間に対応している。また、第２方向は、細胞量の増減を表している。以下の図１０及び図１２においても同様である。なお、図７の例では、培養処理を示す第２図形は、細胞量が線型的に増加することを表す図形となっているが、図８に示すように、指数関数を模した曲線により、細胞量が指数関数的に増加することを表すようにしてもよい。

【0054】

（第２事例）
細胞の解凍後は、細胞の死亡率が高くなる等、細胞の状態が不安定である場合があるため、数回の維持継代処理と培養処理とを行うことにより細胞の状態を安定させることが好ましい。しかし、短期間で必要な細胞量まで増殖させることの方を優先させたい場合もある。第２事例は、全体期間の短縮を優先させた例である。目標細胞量は第１事例の場合と同じく８単位であるが、全体期間は第１事例の場合より短く１０日間とする。図９に、第２事例の細胞培養計画の概略の一例、図１０に、第２事例の細胞培養計画の表示例を示す。

【0055】

１つの容器から細胞を抽出して３つの容器に１単位ずつ播種する拡大継代処理と、播種された１単位の細胞を４日間で６．６単位に増殖させる培養処理との組み合わせを１回行う。これにより、１９．８単位の培養後細胞を得、その中から９単位の利用可能細胞を得る計画とする。なお、目標細胞量は８単位であるため、それ以上の９単位の細胞量が得られても問題ない。この拡大継代処理と培養処理とに４日間を要する。

【0056】

残りの６日間で、まず解凍処理とその後の初期培養処理を行い、その後、維持継代処理と培養処理との組み合わせを１回行う計画とする。残り期間が６日間と短いため、第１事例の場合と比較して、初期培養処理を３日間から２日間に短縮し、維持継代処理とその後の培養処理も２回から１回に削減している。ただし、拡大継代処理を行う時点での利用可能細胞量として３単位を得るために、維持継代処理後の培養処理の期間は３日間ではなく４日間としている。

【0057】

仮に、目標細胞量８単位を最短期間で得ることができる細胞培養計画が第２事例であるとした場合、全体期間が１０日間未満であれば、細胞培養計画作成装置４０はより多くの凍結細胞を解凍処理して同時に培養される細胞量を多くする計画を提案してもよい。

【0058】

（第３事例）
第３事例は、第１事例と同様に、全体期間１５日間、目標細胞量８単位とし、第１事例の拡大継代処理を、１つの容器に２単位播種する処理に置き替えた計画である。図１１に、第３事例の細胞培養計画の概略の一例、図１２に、第２事例の細胞培養計画の表示例を示す。

【0059】

第１事例では容器サイズは全て「小」で実施できたが、第３事例の拡大継代処理後においては、サイズ「大」の容器を使用する必要がある。このように、同じ細胞量を得るための細胞培養計画であっても、複数の異なる計画を作成できる場合があり、実際にどの計画を採用するかはユーザが諸般の事情を考慮して選択してよい。また、例えば、なるべくサイズ「小」の容器を用いる、のようなユーザからの事前の要望を受け付けておいて、要望に合う計画を提示するようにしてもよい。

【0060】

以上、第１実施形態に係る細胞培養計画作成装置によれば、例えば後続の実験のために所定量の細胞が必要とされるような場合において、必要とされる量の細胞を培養するための計画を作成することができる。

【0061】

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、細胞培養計画作成装置で作成された細胞培養計画に従って、ロボットシステムにより細胞培養の処理を実行する場合について説明する。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様の部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【0062】

第２実施形態に係る細胞培養システムは、研究員が利用する実験環境と同等の環境において、細胞を扱う実験を自動化するシステムを想定している。なお、本実施形態における「実験」は、細胞等の対象に対する操作又は処理の結果を知ることを目的とするものに限らず、対象に対する操作又は処理をするだけで、その結果は調べない場合を含む。例えば、細胞の解凍処理、継代処理、培養処理等のことも実験とよぶ。

【0063】

研究員が利用する実験環境の典型例としては、実験作業の多くの部分を行うワークベンチが設置されると共に、細胞観察装置、細胞計測装置、遠心分離機等が、ワークベンチから離れた場所に設置されている環境が挙げられる。研究員が実験作業を行う場合、研究員は、実験作業をワークベンチで行う一方、実験作業の途中で必要に応じて、ワークベンチと細胞観察装置、細胞計測装置、又は遠心分離機との間を、試料容器を持って歩いて移動して、それらの装置を使用する。

【0064】

本実施形態に係る細胞培養システムは、上記の、研究員が利用する実験環境の典型例と同様の環境において稼働する。図１３は、本実施形態に係る細胞培養システムが稼働する実験環境の一例を示す概略平面図である。図１３の例では、上述した細胞観察装置、細胞計測装置、遠心分離機、ワークベンチに加え、薬品棚、インキュベータ、冷蔵庫、消耗品棚、充電ステーション、流し、椅子等の実験設備が実験環境に含まれている。なお、図１３における顕微鏡は、上述した細胞観察装置及び細胞計測装置の一例である。

【0065】

図１４に示すように、第２実施形態に係る細胞培養システム２００は、細胞培養計画作成装置４０と、ロボットシステム２１０とを含む。

【0066】

細胞培養計画作成装置４０は、第１実施形態の細胞培養計画作成装置４０と同様である。第２実施形態においても、細胞培養計画作成装置４０は、細胞ＤＢ５０、プロトコルＤＢ５２、及び表示器５４の各々と接続されている。

【0067】

ロボットシステム２１０は、モバイルマニピュレータ１０と、ワークベンチロボット２０と、統括コントローラ３０と、作業指示装置２６０とを含む。作業指示装置２６０は、実験定義ＤＢ２５６、プロトコルＤＢ５２、及び保管場所ＤＢ２５８の各々と接続されている。プロトコルＤＢ５２は、細胞培養計画作成装置４０と共用である。なお、図１４の例では、モバイルマニピュレータ１０が２台、ワークベンチロボット２０が２台の例を示しているが、これに限定されない。モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０は、それぞれ１台でもよいし、３台以上であってもよい。

【0068】

モバイルマニピュレータ１０は、ローカルコントローラ２１と、床上を移動するための移動機構と、物体を把持するための把持機構とを備える。図１５に、モバイルマニピュレータ１０の外観斜視図を示す。図１５に示すように、モバイルマニピュレータ１０は、台車１２と、ロボットアーム１３とを備える。

【0069】

台車１２は、移動機構の一例であり、ローカルコントローラ１１による制御で駆動される２つの駆動輪１２Ａを有する。さらに、台車１２は、図１５で手前側の底面に方向の自在に変わるキャスターを有する。２つの駆動輪１２Ａは互いに独立に駆動されるため、台車１２は、研究員と同様に床上を自由に移動することができる。移動機構は、２つの独立駆動輪に限らず、床上を移動することができる任意の機構であってよく、旋回を含む移動の態様についての制約が少ない機構であることが好ましい。ロボットアーム１３は、把持機構の一例であり、台車１２上に搭載されている。ロボットアーム１３は、アーム１３Ａと、アーム１３Ａの先端に取り付けられたハンド１３Ｂとを有する。アーム１３Ａは、３次元空間において、ハンド１３Ｂの位置及び姿勢を、例えば６自由度で変位させるための構成を備えた垂直多関節型のアームとしてよい。ハンド１３Ｂは、容器等を把持可能な、例えば２指のロボットハンドである。なお、図１５では、モバイルマニピュレータ１０は、１つのロボットアーム１３を備える例を示しているが、ロボットアーム１３を２本備えた双腕としてもよい。

【0070】

モバイルマニピュレータ１０は、アーム１３Ａのハンド１３Ｂに近い箇所に図示しないビジョンセンサを有する。ビジョンセンサは、モバイルマニピュレータ１０周辺の物体、及びハンド１３Ｂで把持する容器等の把持対象物を認識するためのセンサである。ビジョンセンサは、カメラ及び画像処理装置を含んで構成され、カメラにより撮影した画像を画像処理装置で画像処理することにより、周辺の物体及び把持対象物を認識する。これによりモバイルマニピュレータ１０の自律的な移動が可能となる。なお、周辺の物体及び把持対象物を認識するためのセンサはビジョンセンサに限定されず、周辺の各点の３次元位置を計測可能なレーザレーダ等を用いてもよい。また、周辺の物体を認識するためのセンサは、台車１２に搭載されてもよい。

【0071】

ローカルコントローラ１１は、統括コントローラ３０の指示を実現できるように、モバイルマニピュレータ１０の各モータの動作を制御する。具体的には、ローカルコントローラ１１は、ビジョンセンサから出力される認識結果、統括コントローラ３０からの指示等に基づいて、モバイルマニピュレータ１０の動作を制御する。より具体的には、ローカルコントローラ１１は、ハンド１３Ｂで容器等の把持対象物を把持し、把持した把持対象物をワークベンチ等の所定位置へ搬送するように、モバイルマニピュレータ１０の動作を制御する。

【0072】

ワークベンチロボット２０は、ワークベンチに対して固定されており、ローカルコントローラ２１と、ワークベンチ上の物体を把持するための把持機構とを備える。ワークベンチロボット２０による把持対象物は、容器の他に、容器内の細胞等の吸引、及び容器内への細胞等の吐出を行うためのアスピレータ、電動ピペッター、電動マイクロピペット等を含む。図１６に、ワークベンチロボット２０の外観斜視図を示す。図１６に示すように、ワークベンチロボット２０は、２本のロボットアーム２２と、ビジョンセンサ２３とを備える。

【0073】

ロボットアーム２２は、把持機構の一例であり、アーム２２Ａと、アーム２２Ａの先端に取り付けられたハンド２２Ｂとを有する。アーム２２Ａは、３次元空間において、ハンド２２Ｂの位置及び姿勢を、例えば６自由度で変位させるための構成を備えた垂直多関節型のアームとしてよい。ハンド２２Ｂは、容器等を把持可能な、例えば、各指が関節を有する３指のロボットハンドである。

【0074】

図１６の下部に、ハンド２２Ｂを拡大した概略図を示す。この概略図では、ハンド２２Ｂの各指の関節の図示を省略すると共に、各指の形状及び配置を簡略化して図示している。ハンド２２Ｂは、第１指２２Ｂ１を含む指の第１グループと、第２指２２Ｂ２及び第３指２２Ｂ３を含む指の第２グループとを備え、第１グループと第２グループとは互いに対向して間に物体を把持できる構造である。人の指との対応としては、第１指２２Ｂ１は親指、第２指２２Ｂ２は人差し指、第３指２２Ｂ３は中指の働きをする。なお、ハンド２２Ｂは、４指以上のロボットハンドでもよい。すなわち、第１グループは第１指２２Ｂ１以外の指を含んでもよく、第２グループは第２指２２Ｂ２及び第３指２２Ｂ３以外の指を含んでもよい。また、ハンド２２Ｂの各指は、途中に２つの関節を有することが好ましい。これにより、物体の外形を包むような安定した把持が可能となり、また、実験器具のボタンを押す等の細かな操作も容易になる。

【0075】

以下では、２本のロボットアーム２２のハンド２２Ｂについて、左手と右手とを区別して説明する場合には、左手をハンド２２ＢＬ、右手をハンド２２ＢＲと表記する。ハンド２２Ｂの指についても同様に、左手のハンド２２ＢＬの指を第１指２２Ｂ１Ｌ、第２指２２Ｂ２Ｌ、第３指２２Ｂ３Ｌ、右手のハンド２２ＢＲの指を第１指２２Ｂ１Ｒ、第２指２２Ｂ２Ｒ、第３指２２Ｂ３Ｒと表記する。

【0076】

ビジョンセンサ２３は、パンチルト台に搭載されており、ワークベンチ上に配置された容器等の把持対象物を認識するためのセンサである。

【0077】

ローカルコントローラ２１は、統括コントローラ３０の指示を実現できるように、ワークベンチロボット２０の各モータの動作を制御する。具体的には、ローカルコントローラ２１は、ビジョンセンサ２３から出力される認識結果、統括コントローラ３０からの指示等に基づいて、ワークベンチロボット２０の動作を制御する。より具体的には、ローカルコントローラ２１は、２本のロボットアーム２２が協調して細胞を扱う実験処理を実行するように、ワークベンチロボット２０の動作を制御する。例えば、ローカルコントローラ２１は、一方のロボットアーム２２のハンド２２Ｂで容器を把持し、他方のロボットアーム２２のハンド２２Ｂでピペットを把持して、容器内の液体を吸引する等の処理を実行するように、ワークベンチロボット２０の動作を制御する。

【0078】

なお、図１６では、ワークベンチロボット２０が直接ワークベンチに固定されている例を示しているが、ワークベンチロボット２０は、ワークベンチとの相対位置関係が固定されていればよく、例えば、床、壁、天井等に固定されていてもよい。

【0079】

統括コントローラ３０は、作業指示装置２６０からの作業指示に基づいて、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１、及びワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１と連携して、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０の各々の動作を制御する。具体的には、統括コントローラ３０は、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０に、ワークベンチと他の実験設備との間における、細胞を収めた容器の搬送及び設置を含む実験を実行させる。

【0080】

モバイルマニピュレータ１０による把持動作、実験設備に対する操作は、ローカルコントローラ１１が、予めティーチングされた動作計画を、ビジョンセンサから出力される認識結果に基づいてモバイルマニピュレータ１０に実行させることにより実現される。ワークベンチロボット２０による把持動作、実験設備に対する操作についても同様である。

【0081】

また、モバイルマニピュレータ１０の移動は、ローカルコントローラ１１が、予め保持する実験環境のレイアウト図に基づいて、統括コントローラ３０から指示された実験設備の位置へモバイルマニピュレータ１０を移動させることにより実現される。なお、ローカルコントローラ１１は、ビジョンセンサから出力される認識結果に基づいて、障害物を回避しながら目的の位置へ移動するように、モバイルマニピュレータ１０を移動させる。

【0082】

なお、統括コントローラ３０、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１、及び作業指示装置２６０のハードウェア構成は、図１に示す細胞培養計画作成装置４０のハードウェア構成と概ね同様であるため、説明を省略する。

【0083】

次に、作業指示装置２６０の機能構成について説明する。図１７は、作業指示装置２６０の機能構成の例を示すブロック図である。図１７に示すように、作業指示装置２６０は、機能構成として、実験定義データ作成部２６２と、指示作成部２６４と、後続実験データ作成部２６６とを含む。各機能構成は、ＣＰＵが記憶装置に記憶された作業指示プログラムを読み出し、メモリに展開して実行することにより実現される。

【0084】

実験定義データ作成部２６２は、細胞培養計画作成装置４０から、準備搬送情報及び細胞培養計画を取得する。準備搬送情報は、実験の対象とする細胞を保管場所から取り出すために必要な情報である。例えば、細胞培養計画が解凍処理から始まる場合、準備搬送情報には、解凍処理の対象となる容器の識別情報である容器ＩＤ、容器の保管場所の識別情報である容器保管場所ＩＤ等が含まれる。また例えば、細胞が既にインキュベータ内で培養されている場合は、準備搬送情報には、最初の継代処理の対象とする容器の容器ＩＤ、容器保管場所ＩＤ等が含まれる。準備搬送情報は、ユーザから入力される情報を細胞培養計画作成装置４０の入力部１４２が受け付けるようにすればよい。

【0085】

細胞培養計画には、第１実施形態で説明したように、継代処理についての第１実行指定、及び培養処理についての第２実行指定が含まれる。また、必要に応じて、解凍処理についての第３実行指定が含まれる。第１実行指定には、継代処理の種類を特定する情報（プロトコルＩＤ）、及び継代処理を実行する時期を特定する情報（開始日時等）が含まれる。また、細胞培養計画には、処理対象の細胞の細胞ＩＤ及び細胞ＩＤ枝番が含まれる。

【0086】

実験定義データ作成部２６２は、取得した情報に基づいて、例えば、図１８～図２０に示すような実験定義データを作成する。図１８は、解凍処理の実験定義データ、図１９は、維持継代処理の実験定義データ、図２０は、拡大継代処理の実験定義データである。

【0087】

具体的には、実験定義データ作成部２６２は、各処理（実験）に対して、実験の識別番号である実験ＩＤを付与すると共に、準備搬送情報及び細胞培養計画に含まれる情報に基づいて、実験定義データの各項目の情報を作成する。各ＩＤは、予め定めたルールに基づき自動で付与してもよいし、手動による各ＩＤの入力又は修正を受け付けてもよい。

【0088】

細胞ＩＤ枝番の記述形式は「－ｎ－ｏ－ｐ－・・・」である。細胞を多数の容器に分割した内の何番目の容器の細胞であるかを、拡大継代処理において複数の容器に細胞を分割する都度、ｎ、ｏ、ｐ、・・・の順に追加することで、細胞ＩＤ枝番を更新する。図１８の例では、ｎ＝１４であることを表しており、これは、解凍処理の対象の細胞が、凍結前に細胞を多数の容器に分割した内の１４番目の容器の細胞であることを示している。

【0089】

実験前の継代済み回数の記述形式は「ｍ」である。ｍは維持継代、拡大継代を問わず継代処理をするとインクリメントされる。図１８では、解凍処理後の継代済み回数を示しているが、凍結前に継代処理を行った場合にその継代処理の回数を含めてもよい。

【0090】

また、容器ＩＤの記述形式は「ＣＴＮ－ｃｃ－ｄｄ－ｅｅｅｅｅ」である。ＣＴＮは容器ＩＤであることを表す文字列、ｃｃは容器の種類の大分類を表す数字であり、例えば、０１はコニカルチューブ、０２は角型フラスコ等である。ｄｄは容器の種類の小分類を表す数字であり、例えば、容器の製品型番と紐付けられた数字等である。ｅｅｅｅは容器の個体番号である。容器ＩＤは、バーコードのような光学読み取り可能なコード、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグなどを容器に付しておき、これを読み取ることにより取得してもよい。また、容器ＩＤを特定した容器の位置を追跡して、容器の現在位置から容器ＩＤを取得するようにしてもよい。

【0091】

容器保管場所ＩＤの記述形式は「ＰＬＡ－ｆｆ－ｇｇ－ｈｈ－ｉｉ－ｊｊ」である。ＰＬＡは容器保管場所ＩＤであることを表す文字列、ｆｆは保管場所の種類を表す数字であり、例えば、０１は冷蔵庫、０２はインキュベータ、０３は保管棚、０４はテーブル等である。ｇｇは同種の保管場所を識別する番号であり、例えば、０３は３号機（ｆｆが０１冷蔵庫であれば冷蔵庫の３号機）等である。ｈｈは容器ラックが置かれる保管場所内の区域を表す数字、容器ラックを用いない場合は容器が置かれる保管場所内の区域を表す数字であり、例えば、棚の番号である。ｉｉは容器ラックが置かれる区域内の位置を表す数字、容器ラックを用いない場合は容器が置かれる区域内の位置を表す数字であり、例えば、棚の上の位置を表す数字である。ｊｊは容器ラック内の容器の位置を表す数字であり、容器ラックを用いない場合は、例えば、００である。

【0092】

保管場所ＤＢ２５８には、容器保管場所ＩＤと保管場所の位置とを対応付けた保管場所データが記憶される。保管場所の位置は、保管場所である冷蔵庫、インキュベータ、保管棚、テーブルのような設備の位置と、設備内における位置との組み合わせで表される。設備の位置は、例えば、設備が置かれた部屋に設定された座標によって表される。設備内における位置は、例えば、各設備内に設定された座標によって表される。保管場所ＤＢ２５８の物理的所在は、上述の実験定義ＤＢ２５６が記憶されるのと同じ記憶装置内でもよいし、別の記憶装置内でもよい。例えば、統括コントローラ３０内の記憶装置に記憶されていてもよい。統括コントローラ３０内に保管場所ＤＢ２５８がない場合、統括コントローラ３０は、作業指示装置２６０を経由して保管場所ＤＢから保管場所データを取得してもよいし、作業指示装置２６０を経由することなく、例えば、無線通信を介して保管場所ＤＢ２５８の記憶場所から直接保管場所データを取得してもよい。

【0093】

実験後の容器ＩＤ及び実験後の容器保管場所ＩＤは、細胞培養計画に含まれていてもよいし、別途ユーザからの入力を受け付けるようにしてもよいし、予め定めたルールで特定するようにしてもよい。また、図１８～図２０では、実験後の培養時間を７１時間としているが、これは、培養期間の３日間（７２時間）のうち、継代処理に要する時間を１時間と見積もって、培養時間は７１時間としているものである。

【0094】

指示作成部２６４は、モバイルマニピュレータ１０の動作を制御するコントローラに対する準備搬送指示、及びワークベンチロボット２０の動作を制御するコントローラに対するワークベンチ実験指示等の作業指示を作成する。ここにいう「コントローラ」は、作業指示装置２６０から作業指示が与えられるコントローラのことであるから、図１４の実施形態においては統括コントローラ３０が該当する。モバイルマニピュレータ１０の動作は、統括コントローラ３０及びローカルコントローラ１１により階層的に制御されるので、統括コントローラ３０もモバイルマニピュレータ１０の動作を制御するコントローラに該当する。また、ワークベンチロボット２０の動作は、統括コントローラ３０及びローカルコントローラ２１により階層的に制御されるので、統括コントローラ３０もワークベンチロボット２０の動作を制御するコントローラに該当する。

【0095】

準備搬送指示は、準備搬送情報に基づいて作成する、実験の対象とする細胞を第１保管場所から取り出してワークベンチに搬送するための作業指示である。例えば、準備搬送指示は、モバイルマニピュレータ１０の移動に関する指示、及びモバイルマニピュレータ１０の操作に関する指示を含む。モバイルマニピュレータ１０の移動に関する指示は、例えば、移動先の位置の情報を含む。モバイルマニピュレータ１０の操作に関する指示は、例えば、対象物を把持するための情報、把持した対象物を載置するための情報を含む。対象物を把持するための情報は、例えば、把持の対象物が容器である場合の、容器を特定する情報、容器の場所を特定する情報を含む。対象物を載置するための情報は、例えば、対象物を載置するワークベンチ上の位置の情報を含む。

【0096】

ワークベンチ実験指示は、ワークベンチ実験特定情報に基づいて作成する、搬送された細胞に対する実験を実行するための作業指示である。

【0097】

また、指示作成部２６４は、作業指示として、モバイルマニピュレータ１０の動作を制御するコントローラに対する保管搬送指示を作成してもよい。保管搬送指示は、保管搬送情報に基づいて作成する、ワークベンチにおける実験が行われた後の細胞を第２保管場所に搬送するための指示である。ここにいう「コントローラ」は、作業指示装置２６０から保管搬送指示が与えられるコントローラのことであるから、図１４の実施形態においては統括コントローラ３０が該当する。モバイルマニピュレータ１０の動作は、統括コントローラ３０及びローカルコントローラ１１により階層的に制御されるので、統括コントローラ３０もモバイルマニピュレータ１０の動作を制御するコントローラに該当する。

【0098】

後続実験データ作成部２６６は、後続実験において利用するための、細胞を収納した容器を特定するデータ又は細胞を収納した容器を保管する第２保管場所を特定するデータを含む後続実験のためのデータ（以下、「後続実験データ」という）を作成する。図２１に、後続実験データの一例を示す。

【0099】

後続実験データには、細胞を収納した容器を特定するデータ、及び細胞を収納した容器を保管する第２保管場所を特定するデータの両方を含めてもよいし、何れか一方のデータを含めてもよい。第２保管場所のデータを含めない場合には、容器を特定するデータから第２保管場所を特定できるような管理する。例えば、容器を第２保管場所に受け入れた時点で、別途用意された保管場所を管理するシステムに、どの保管場所にどの容器を受け入れたかを登録してもよい。これにより、後続実験を行う際に、容器を特定する情報から、その容器の保管場所を検索することができる。

【0100】

また、実験後の細胞を収納した容器は、モバイルマニピュレータ１０によって搬送せず、ワークベンチロボット２０の手が届く範囲の第２保管場所に置いて後続実験に供してもよい。この場合、同じワークベンチで後続実験を行うのであれば、後続実験においてモバイルマニピュレータ１０による準備搬送を行う必要はない。

【0101】

次に、第２実施形態に係る細胞培養システム２００の作用について説明する。

【0102】

細胞培養計画作成装置４０が、図５に示す細胞培養計画作成処理を実行すると共に、搬送準備情報を受け付ける。そして、細胞培養計画作成装置４０が、搬送準備情報及び細胞培養計画を作業指示装置２６０へ送信する。

【0103】

作業指示装置２６０は、図２２に示す作業指示処理を実行する。

【0104】

ステップＳ２０で、実験定義データ作成部２６２が、細胞培養計画作成装置４０から送信された搬送準備情報及び細胞培養計画を取得し、取得した搬送準備情報及び細胞培養計画に基づいて、各処理の実験定義データを作成し、実験定義ＤＢ２５６に記憶する。

【0105】

次に、ステップＳ２２で、指示作成部２６４が、実験定義ＤＢ２５６に記憶された実験定義データに含まれるプロトコルＩＤで特定されるプロトコルデータをプロトコルＤＢ５２から取得し、プロトコルデータに基づいて、各処理の作業指示を作成する。指示作成部２６４は、実験定義データに含まれる開始日時にあわせて、作成した作業指示を統括コントローラ３０に送信することにより、統括コントローラ３０に対し、実験の実行を指示する。

【0106】

次に、ステップＳ２４で、後続実験データ作成部２６６が、実験定義データに基づいて、後続実験データを作成する。具体的には、後続実験データ作成部２６６が、実験定義データに含まれる細胞ＩＤを後続実験データに引き継ぐ。また、後続実験データ作成部２６６が、実験定義データに含まれる実験後の細胞ＩＤ枝番、実験後の容器ＩＤ、及び実験後の容器保管場所ＩＤを、実験前の細胞ＩＤ枝番、実験前の容器ＩＤ、及び実験前の容器保管場所ＩＤとする後続実験データを作成する。そして、後続実験データ作成部２６６が、作成した後続実験データを実験定義ＤＢ２５６に記憶し、作業指示処理は終了する。

【0107】

作業指示を受け取った統括コントローラ３０は、作業指示に基づいて、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０を制御するための動作指令を作成し、ローカルコントローラ１１及びローカルコントローラ２１を介して、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０を制御する。

【0108】

継代処理の場合を例に、統括コントローラ３０による制御処理について説明する。図２３は、統括コントローラ３０のＣＰＵにより実行される制御処理の流れを示すフローチャートである。以下では、接着培養の例について説明する。

【0109】

ステップＳ１００で、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０に、継代処理の準備処理として、培養中の細胞を収めた第１容器を、第１インキュベータから取り出させ、ワークベンチの上まで搬送させる。第１容器は、例えば、角型フラスコ等である。

【0110】

具体的には、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１に準備処理を指示する。準備処理の指示を受けたローカルコントローラ１１の制御により、モバイルマニピュレータ１０が、第１インキュベータの位置まで移動し、第１インキュベータの扉を開け、ハンド１３Ｂで第１容器を把持する。そして、モバイルマニピュレータ１０が、第１容器を把持した状態でワークベンチまで移動し、ワークベンチ上に第１容器を配置する。

【0111】

次に、ステップＳ２００で、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０に、継代処理を実行させる。ここで、図２４を参照して、継代処理について説明する。

【0112】

ステップＳ２０２で、統括コントローラ３０が、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１に、第１容器からの培地の除去を指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、例えば、ハンド２２ＢＬで第１容器を把持し、ハンド２２ＢＲでアスピレータを把持し、アスピレータを操作して、第１容器内の培地を吸引除去するように、ワークベンチロボット２０を制御する。

【0113】

次に、ステップＳ２０４で、統括コントローラ３０が、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１に、第１容器への細胞分散酵素液の添加を指示する。細胞分散酵素液は、細胞分散試薬の一例であり、例えば、トリプシンである。指示を受けたローカルコントローラ２１は、例えば、ハンド２２ＢＲで電動ピペッターを把持し、電動ピペッターを操作して、第１容器内に細胞分散酵素液を添加するように、ワークベンチロボット２０を制御する。電動ピペッターの操作は、例えば、ハンド２２ＢＲのいずれかの指（例えば、第２指２２Ｂ２Ｒ又は第３指２２Ｂ３Ｒ）で吐出ボタンを押下することである。

【0114】

次に、ステップＳ２０６で、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１に、第１容器を細胞観察装置まで搬送させるよう指示する。指示を受けたローカルコントローラ１１は、ワークベンチ上の、細胞分散酵素液が添加された第１容器を、例えば、コンピュータ制御により観察対象物の拡大画像取得及び画像分析を行う光学顕微鏡等の細胞観察装置へ搬送し、細胞観察装置の所定位置に配置するように、モバイルマニピュレータ１０を制御する。細胞観察装置としては、第１容器の透明な壁面を通して細胞を観察することができるだけの対物距離の長い装置が用いられる。

【0115】

次に、ステップＳ２０８で、統括コントローラ３０が、細胞観察装置による観察結果に基づいて、継代処理が続行可能か否かを判定する。例えば、統括コントローラ３０は、細胞観察装置から、観察結果として第１容器内の細胞の画像又は画像分析結果を取得し、細胞が容器壁から十分に剥離して浮遊状態となっている場合に、継代処理を続行可能であると判定する。なお、細胞観察装置による細胞の剥離度合いの観察は、細胞観察装置又は統括コントローラ３０における画像処理を用いて自動で行われてもよいし、人手を介入させて行われてもよい。継代処理が続行可能な場合には、ステップＳ２１０へ移行し、続行不可の場合には、ステップＳ２２６へ移行する。なお、ステップＳ２２６へ移行する代わりに、数分間待ってから再度細胞観察装置による観察を試みてもよい。時間の経過と共に細胞の容器壁からの剥離が進行することが期待できる場合があるからである。

【0116】

ステップＳ２１０では、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１に、第１容器をワークベンチの上まで搬送させるよう指示する。指示を受けたローカルコントローラ１１は、細胞観察装置から第１容器を取り出して把持し、ワークベンチまで搬送して、ワークベンチ上に配置させるように、モバイルマニピュレータ１０を制御する。以上説明したステップＳ２０６からステップＳ２１０までは、細胞観察装置で確認するまでもなく、細胞の容器壁からの剥離が十分にできていると推定できる場合には省略してもよい。例えば、同種の細胞を同様の条件で培養し、同様の条件で細胞の容器壁からの剥離に成功してきた実績がある場合である。

【0117】

次に、ステップＳ２１２で、統括コントローラ３０が、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１に、第１容器に酵素反応停止液及び新しい培地の少なくとも一方である添加物を添加させるよう指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、例えば、ハンド２２ＢＬに第１容器を把持させ、ハンド２２ＢＲに電動ピペッターを把持させ、第１容器内に添加物を添加するように、ワークベンチロボット２０を制御する。以下では、細胞と添加物との混合物が収められた第１容器、又はその第１容器の内容物が移された第３容器を遠心分離用容器という。

【0118】

なお、細胞と添加物との混合物を第３容器に移す場合、統括コントローラ３０が、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１に、その旨を指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、例えば、電動ピペッターを操作して、混合物を第１容器から吸引するように、ワークベンチロボット２０を制御する。ここでの電動ピペッターの操作は、例えば、ハンド２２ＢＲのいずれかの指（例えば、第２指２２Ｂ２Ｒ又は第３指２２Ｂ３Ｒ）で吸引ボタンを押下することである。そして、ローカルコントローラ２１は、ハンド２２ＢＬで、例えば、コニカルチューブ等の遠心分離用容器に持ち替えるように、ワークベンチロボット２０を制御する。さらに、ローカルコントローラ２１は、電動ピペッターを操作して、吸引した混合物を遠心分離用容器に移し替えるように、ワークベンチロボット２０を制御する。ここでの電動ピペッターの操作は、例えば、ハンド２２ＢＲのいずれかの指（例えば、第２指２２Ｂ２Ｒ又は第３指２２Ｂ３Ｒ）で吐出ボタンを押下することである。

【0119】

なお、第１容器をそのまま遠心分離用容器とする場合は、第１容器は角型フラスコではなく、当初よりコニカルチューブを使用する。

【0120】

次に、ステップＳ２１４で、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１に、遠心分離用容器を遠心分離機まで搬送させるよう指示する。指示を受けたローカルコントローラ１１は、ワークベンチ上の遠心分離用容器を遠心分離機へ搬送し、遠心分離機の所定位置（例えば、回転部）に設置するように、モバイルマニピュレータ１０を制御する。その際、遠心分離機の仕様上必要であれば、ローカルコントローラ１１は、遠心分離用容器が設置されるべき部材を遠心分離機内から取り出してから当該部材に遠心分離用容器を設置し、その後当該部材を遠心分離機内に戻すように、モバイルマニピュレータ１０を制御する。さらに、ローカルコントローラ１１は、遠心分離機のスタートボタンを押下させ、遠心分離機の運転を開始させるように、モバイルマニピュレータ１０を制御してもよい。なお、遠心分離機の運転開始操作は、統括コントローラ３０が遠心分離機に制御信号を送信して行ってもよい。

【0121】

次に、ステップＳ２１６で、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１に、遠心分離用容器をワークベンチの上まで搬送させるよう指示する。指示を受けたローカルコントローラ１１は、遠心分離機から遠心分離用容器を回収して把持し、ワークベンチまで搬送して、ワークベンチ上に配置させるように、モバイルマニピュレータ１０を制御する。

【0122】

次に、ステップＳ２１８で、統括コントローラ３０が、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１に、遠心分離用容器から細胞の一部を抽出し、試料ホルダに載置するよう指示する。試料ホルダは、細胞計測装置の仕様に合わせたものが用いられる。例えば、細胞計測装置が光学顕微鏡の場合には、試料ホルダはスライドガラスである。スライドガラスには試料を入れるくぼみがあってもよい。細胞計測装置の仕様によっては、試料ホルダとして何らかの容器が用いられる場合もある。

【0123】

指示を受けたローカルコントローラ２１は、例えば、電動マイクロピペットを操作して、遠心分離用容器から細胞の一部を吸引するように、ワークベンチロボット２０を制御する。そして、ローカルコントローラ２１は、電動マイクロピペットを操作して、吸引した細胞を、例えば、細胞カウント用プレート等の試料ホルダのくぼみに吐出するように、ワークベンチロボット２０を制御する。統括コントローラ３０は、細胞計測の前に、計測対象の細胞を染色する処理をワークベンチロボット２０に実行させてもよい。

【0124】

なお、電動マイクロピペットは、少量の細胞を吸引及び吐出可能な機器である。電動マイクロピペットの吸引及び吐出のオン及びオフの制御は、ＵＳＢケーブル等を介した有線電子制御とし、ワークベンチロボット２０のハンド２２Ｂによるオン及びオフの操作は行わないようにしてもよい。

【0125】

次に、ステップＳ２２０で、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１に、試料ホルダを、細胞の数又は濃度を計測する細胞計測装置まで搬送させるよう指示する。指示を受けたローカルコントローラ１１は、ワークベンチ上の試料ホルダを、例えばコンピュータ制御により観察対象物の拡大画像取得及び画像分析を行う光学顕微鏡等の細胞計測装置へ搬送し、細胞計測装置の設置部に設置するように、モバイルマニピュレータ１０を制御する。なお、ここでの「設置部」は、試料ホルダがそこに設置されれば、その後は細胞計測装置による計測が可能となる設置部位を指す。設置部に設置された試料ホルダが細胞計測装置の機能により計測場所まで移動させられてもよく、設置部に設置されたまま計測可能である必要はない。

【0126】

次に、ステップＳ２２２で、統括コントローラ３０が、細胞計測装置による計測結果に基づいて、継代処理が続行可能か否かを判定する。例えば、統括コントローラ３０は、細胞計測装置から、計測結果として、試料ホルダ内の細胞の数又は濃度を取得し、細胞の数又は濃度が予め定めた閾値以上の場合に、継代処理を続行可能であると判定する。なお、細胞計測装置による細胞の数又は濃度の計測は、画像処理を用いて自動で行われてもよいし、人手を介入させて行われてもよい。継代処理が続行可能な場合には、ステップＳ２２４へ移行し、続行不可の場合には、ステップＳ２２６へ移行する。

【0127】

ステップＳ２２４では、統括コントローラ３０が、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１に、１又は複数の第２容器への細胞の播種を指示する。なお、第２容器は、第１容器と同様のものでもよい。拡大継代の場合には、第２容器は、容器数１のまま容器のサイズを大きくする場合と、容器の数を増やす場合とがある。複数のウェル（くぼみ）が設けられた容器については、それぞれのウェルを第２容器とみなす。

【0128】

指示を受けたローカルコントローラ２１は、例えば、図２５の上図に示すように、電動マイクロピペットを操作して、遠心分離用容器から、第２容器に播種する量の細胞（培地も含む）を吸引するように、ワークベンチロボット２０を制御する。そして、ローカルコントローラ２１は、図２５の下図に示すように、電動マイクロピペットを操作して、吸引した細胞を、例えば、角型フラスコ等の第２容器に吐出するように、ワークベンチロボット２０を制御する。ローカルコントローラ２１は、この制御を、第２容器の数だけ繰り返す。また、必要に応じて、電動ピペッターを用いて、第２容器に培地を補充するようにしてもよい。

【0129】

ステップＳ２２６では、統括コントローラ３０が、継代処理が続行不可であることを出力装置４５から出力し、継代処理及び制御処理を終了する。その際、続行不可である理由を示す情報を出力に含めてもよい。そうすることにより、出力を受ける人又は上位システムが継代処理の状況を把握して適切に対処することが容易になる。なお、第１インキュベータ内の次の第１容器を継代処理の対象として、制御処理を継続するようにしてもよい。この場合、ステップＳ２２６の後、制御処理のステップＳ１００に戻るようにすればよい。

【0130】

次に、ステップＳ３００で、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０に、継代処理の片付け処理として、継代処理後の細胞が収められた第２容器を第２インキュベータに収納させる。第２インキュベータは、第１インキュベータと同一であってもよい。

【0131】

具体的には、統括コントローラ３０が、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１に片付け処理を指示する。片付け処理の指示を受けたローカルコントローラ１１の制御により、モバイルマニピュレータ１０が、ワークベンチ上の第２容器を把持し、第２インキュベータの位置まで移動し、第２インキュベータの扉を開け、第２インキュベータ内に第２容器を収納する。そして、制御処理は終了する。

【0132】

以上説明したように、第２実施形態に係る細胞培養システムによれば、細胞培養計画作成装置で作成された、必要とされる量の細胞を培養するための計画に基づいて、ロボットシステムにより細胞の培養を自動化することができる。

【0133】

＜第３実施形態＞
第３実施形態も第２実施形態と同様に、細胞培養計画作成装置で作成された細胞培養計画に従って、ロボットシステムにより細胞培養の処理を実行する場合について説明する。なお、第３実施形態において、第１及び第２実施形態と同様の部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【0134】

図２６に示すように、第３実施形態に係る細胞培養システム３００は、細胞培養計画作成装置３４０と、ロボットシステム３１０とを含む。

【0135】

細胞培養計画作成装置３４０は、細胞ＤＢ５０、プロトコルＤＢ５２、実験定義ＤＢ２５６、及び表示器５４の各々と接続されている。

【0136】

ロボットシステム３１０は、モバイルマニピュレータ１０と、ワークベンチロボット２０と、統括コントローラ３０と、作業指示装置３６０とを含む。作業指示装置３６０は、プロトコルＤＢ５２、実験定義ＤＢ２５６、及び保管場所ＤＢ２５８の各々と接続されている。プロトコルＤＢ５２及び実験定義ＤＢ２５６は、細胞培養計画作成装置３４０と共用である。

【0137】

図２７に示すように、細胞培養計画作成装置３４０は、機能構成として、入力部１４２と、計画作成部１４４と、実験定義データ作成部３４６とを含む。各機能構成は、ＣＰＵ４１が記憶装置４３に記憶された細胞培養計画作成プログラムを読み出し、メモリ４２に展開して実行することにより実現される。

【0138】

実験定義データ作成部３４６は、第２実施形態における作業指示装置２６０の実験定義データ作成部２６２と同様に、計画作成部１４４で作成された細胞培養計画に基づいて、各処理の実験定義データを作成し、実験定義ＤＢ２５６に記憶する。

【0139】

図２８は、作業指示装置３６０の機能構成の例を示すブロック図である。図２８に示すように、作業指示装置３６０は、機能構成として、実験定義データアクセス部３６２と、指示作成部２６４と、後続実験データ作成部２６６とを含む。各機能構成は、ＣＰＵが記憶装置に記憶された作業指示プログラムを読み出し、メモリに展開して実行することにより実現される。

【0140】

実験定義データアクセス部３６２は、実験定義ＤＢ２５６にアクセスし、実験定義ＤＢ２５６に記憶された各処理の実験定義データを取得して、指示作成部２６４へ受け渡す。実験定義ＤＢ２５６の物理的所在は、作業指示装置３６０がアクセスできる限り、任意である。例えば、作業指示装置３６０内の記憶装置４３に記憶されてもよいし、作業指示装置３６０に接続された外部記憶装置に記憶されてもよいし、ネットワーク経由でアクセスできるサーバーに記憶されてもよい。作業指示装置３６０が外部の装置に対して、例えば実験ＩＤのような実験を特定するキーとなるデータにより特定の実験定義データを指定して要求し、その要求に応答して指定した実験定義データが送られてくるような間接的なアクセス形態でもよい。

【0141】

次に、第３実施形態に係る細胞培養システム３００の作用について説明する。図２９は、細胞培養計画作成装置３４０のＣＰＵ４１により実行される細胞培養計画作成処理の流れを示すフローチャートである。

【0142】

第１実施形態に係る細胞培養計画作成処理（図５）と同様のステップＳ１０～Ｓ１８を経て、次のステップＳ３１０で、実験定義データ作成部３４６が、各処理の実験定義データを作成し、実験定義Ｂ２５６に記憶する。次に、ステップＳ３１２で、実験定義データ作成部３４６が、作業指示装置３６０が、実験定義ＤＢ２５６にアクセス可能となるように設定する。次に、ステップＳ３１４で、実験定義データ作成部３４６が、作業指示装置３６０に、実験定義データの作成及び実験定義ＤＢ２５６への記憶が完了したことを通知し、細胞培養計画作成処理は終了する。

【0143】

作業指示装置３６０は、図２２に示す作業指示処理を実行する。なお、第３実施形態では、ステップＳ２０において、実験定義データを作成することに替えて、実験定義データアクセス部３６２が、実験定義ＤＢ２５６にアクセスして各処理の実験定義データを取得し、指示作成部２６４へ受け渡す。

【0144】

以上説明したように、第３実施形態に係る細胞培養システムによれば、細胞培養計画作成装置で作成された、必要とされる量の細胞を培養するための計画に基づいて、ロボットシステムにより細胞の培養を自動化することができる。

【0145】

なお、第３実施形態において、細胞培養計画作成装置の実験定義データ作成部が作成する実験定義データは、実験定義データの全てを含まず、実験定義データの不足部分を作業指示装置が補完するようにしてもよい。例えば、細胞培養計画作成装置が最初の準備搬送情報（容器ＩＤ、保管場所ＩＤ）は含むが、その後の準備搬送情報を含まない実験定義データを作成し、作業指示装置がその後の準備搬送情報を追加して実験定義データを完成させてもよい。

【0146】

また、第２実施形態及び第３実施形態において、細胞培養計画作成装置と作業指示装置とは、同じコンピュータ内の機能部分として構成してもよい。さらに、統括コントローラも同じコンピュータ内の機能部分として構成してもよい。

【0147】

また、第２実施形態及び第３実施形態では、図１４に示すように、コントローラの一例として、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０とは独立した統括コントローラ３０を用いる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、図３０（Ａ）に示すように、いずれかのワークベンチロボット２０が統括コントローラ３０を搭載するようにしてもよいし、図３０（Ｂ）に示すように、いずれかのモバイルマニピュレータ１０が統括コントローラ３０を搭載するようにしてもよい。この場合、作業指示装置は、統括コントローラ３０と無線通信を行えばよい。

【0148】

また、図３１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、コントローラを、複数の分散コントローラ７０で構成するようにしてもよい。この場合、分散コントローラ７０同士で通信して、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０の各々が互いに連携して動作するように制御する。この場合、作業指示装置は、各分散コントローラ７０と無線通信を行えばよい。

【0149】

なお、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０の各々にローカルコントローラ１１、２１を設けず、統括コントローラ３０又は分散コントローラ７０がモバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０の各々の各モータの動作を制御してもよい。

【0150】

また、上記実施形態では、実験定義ＤＢを実験ＩＤ毎にデータレコードを形成するデータ構造のデータベースの例で説明したが、これに限定されない。例えば、リレーショナルデータベースのような形態で、指定された実験を行うために必要なデータの抽出ができるようなデータベースが形成されていれば、実験定義データのデータ構造は問わない。

【0151】

また、細胞培養計画作成装置が作成する細胞培養計画は、第２実施形態及び第３実施形態のように、ロボットシステムに細胞培養を自動実行させる用途に限定されない。例えば、作成された細胞培養計画に基づいて、人が細胞培養を実行する用途もある。また、作成された細胞培養計画に従う細胞培養を実際に実行する目的に限らず、計画の試作を繰り返しながらより良い計画を探索する目的のためにも使用できる。

【0152】

また、上記各実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行したロボットシステム処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、ロボットシステム処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

【0153】

また、上記各実施形態では、プログラムが記憶装置に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ＵＳＢメモリ等の記憶媒体に記憶された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【0154】

以下に、本開示に関する付記項を記載する。

【0155】

（付記項１）
細胞の培養終了時期及び前記培養終了時期における目標細胞量の入力を受け付ける入力部（１４２）と、
前記培養終了時期において前記目標細胞量が得られるように順次実行される１以上の継代処理についての第１実行指定と、それぞれの前記継代処理に続いて実行される培養処理についての第２実行指定とを含む細胞培養計画であって、前記第１実行指定が、前記継代処理の種類を特定する情報及び前記継代処理を実行する時期を特定する情報を含む前記細胞培養計画を作成する計画作成部（１４４）と、
を含む細胞培養計画作成装置（４０、３４０）。

【0156】

（付記項２）
前記細胞培養計画は、さらに、最初の前記継代処理に先行して実行される、前記細胞の解凍処理についての第３実行指定、及び解凍された前記細胞の初期培養処理についての第４実行指定を含み、
前記第３実行指定は、前記解凍処理を実行する時期を特定する情報を含む、
付記項１に記載の細胞培養計画作成装置。

【0157】

（付記項３）
前記第１実行指定において特定される前記継代処理の種類は、維持継代処理に属する継代処理の種類、及び拡大継代処理に属する継代処理の種類の少なくとも一方を含む、付記項１又は付記項２に記載の細胞培養計画作成装置。

【0158】

（付記項４）
前記計画作成部は、前記第１実行指定において、前記維持継代処理に属する継代処理の種類及び前記拡大継代処理に属する継代処理の種類の両方を特定する場合は、前記維持継代処理に属する継代処理を実行する時期よりも前記拡大継代処理に属する継代処理を実行する時期の方が遅くなるように、それぞれの前記継代処理を実行する時期を特定する、付記項３に記載の細胞培養計画作成装置。

【0159】

（付記項５）
前記計画作成部は、さらに、作成した前記細胞培養計画を、前記継代処理を表す第１図形及び前記培養処理を表す第２図形を、前記継代処理及び前記培養処理のそれぞれが実行される順序に従い第１方向に並べて表示器に表示させるための信号として出力する、付記項１～付記項４のいずれか１項に記載の細胞培養計画作成装置。

【0160】

（付記項６）
前記第２図形は、前記第１方向における時間の経過に従って前記第１方向と直交する第２方向に大きくなる図形である、付記項５に記載の細胞培養計画作成装置。

【0161】

（付記項７）
付記項１～付記項６のいずれか１項に記載の細胞培養計画作成装置（４０、３４０）と、
床上を移動するための機構及び物体を把持するための機構を備えたモバイルマニピュレータ、及びワークベンチに対して固定されており前記ワークベンチ上の物体を把持するための機構を備えたワークベンチロボットを含み、前記細胞培養計画に従い細胞培養実験を実行するロボットシステム（２１０、３１０）と、
を含む細胞培養システム（２００、３００）。

【符号の説明】

【0162】

２００、３００ 細胞培養システム
２１０、３１０ ロボットシステム
１０ モバイルマニピュレータ
１１ ローカルコントローラ
１２ 台車
１２Ａ 駆動輪
１３ ロボットアーム
１３Ａ アーム
１３Ｂ ハンド
２０ ワークベンチロボット
２１ ローカルコントローラ
２２ ロボットアーム
２２Ａ アーム
２２Ｂ、２２ＢＬ、２２ＢＲ ハンド
２２Ｂ１、２２Ｂ１Ｌ、２２Ｂ１Ｒ 第１指
２２Ｂ２、２２Ｂ２Ｌ、２２Ｂ２Ｒ 第２指
２２Ｂ３、２２Ｂ３Ｌ、２２Ｂ３Ｒ 第３指
２３ ビジョンセンサ
３０ 統括コントローラ
４０、３４０ 細胞培養計画作成装置
４１ ＣＰＵ
４２ メモリ
４３ 記憶装置
４４ 入力装置
４５ 出力装置
４６ 記憶媒体読取装置
４７ 通信Ｉ／Ｆ
４８ バス
１４２ 入力部
１４４ 計画作成部
３４６ 実験定義データ作成部
５０ 細胞ＤＢ
５２ プロトコルＤＢ
５４ 表示器
２５６ 実験定義ＤＢ
２５８ 保管場所ＤＢ
２６０、３６０ 作業指示装置
２６２ 実験定義データ作成部
２６４ 指示作成部
２６６ 後続実験データ作成部
３６２ 実験定義データアクセス部
７０ 分散コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】