特許 7564633 細胞製造装置、細胞製造方法、細胞製造装置用プログラム、および、細胞製造システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】細胞製造装置、細胞製造方法、細胞製造装置用プログラム、および、細胞製造システム

(51)【国際特許分類】

   C12M 3/00 20060101AFI20241002BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20241002BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20241002BHJP

   C12N 5/071 20100101ALI20241002BHJP

   C12N 5/077 20100101ALI20241002BHJP

   C12N 5/078 20100101ALI20241002BHJP

   C12N 5/079 20100101ALI20241002BHJP

   C12N 5/09 20100101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

C12M3/00 A

B25J13/00 Z

C12M1/00 C

C12N5/071

C12N5/077

C12N5/078

C12N5/079

C12N5/09

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020059259

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021153533

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-10-07

【審判番号】

【審判請求日】2024-02-08

【早期審理対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100223424

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 雄二

(72)【発明者】

【氏名】夏目 徹

(72)【発明者】

【氏名】松熊 研司

(72)【発明者】

【氏名】山口 栄

【合議体】

【審判長】福井 悟

【審判官】中村 浩

【審判官】田中 耕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５０２１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１４８１１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０３３２４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１２５２５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０５１１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５０３１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５５０２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

C12M

C12N

B25J

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得手段と、
前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施手段と、
前記作業の実施の結果を評価する評価手段と、
前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作の修正情報、または、当該基本操作を補足する補足操作の情報を含むプロトコル修正情報を取得するプロトコル修正情報取得手段と、
前記プロトコル修正情報が前記基本操作の修正情報か前記補足操作の情報かの判定に応じて、前記基本操作の修正または前記補足操作の追加をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正手段と、
前記ロボットが、前記プロトコル修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、細胞を製造するように制御する製造手段と、
を備え、
前記基本操作は、前記プロトコルを始めに設定する際に、前記作業毎に、ロボットプログラムの基本操作パラメータの値を初期設定することによって特定される操作であり、
前記補足操作は、前記基本操作パラメータを変更することで生成される操作とは異なる操作であり、且つ前記ロボットプログラムに記述されているが固定値になっている値を変更することで生成される操作とは異なる操作であり、
前記基本操作を修正して前記プロトコルを実施しても所定の評価に達しない場合、前記基本操作を補足する前記補足操作の追加をすることにより前記プロトコルが修正される、細胞製造装置。

【請求項2】

請求項１に記載の細胞製造装置において、
前記補足操作の入力を受け付けるために、前記補足操作を表現した項目表示する表示手段を更に備えることを特徴とする細胞製造装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の細胞製造装置において、
前記細胞培養が、細胞培養物の処理を含むことを特徴とする細胞製造装置。

【請求項4】

細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得工程と、
前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施工程と、
前記作業の実施の結果を評価する評価工程と、
前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作の修正情報、または、当該基本操作を補足する補足操作の情報を含むプロトコル修正情報を取得するプロトコル修正情報取得工程と、
前記プロトコル修正情報が前記基本操作の修正情報か前記補足操作の情報かの判定に応じて、前記基本操作の修正または前記補足操作の追加をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正工程と、
前記プロトコル修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、前記ロボットが細胞を製造するように制御する製造工程と、
を含み、
前記基本操作は、前記プロトコルを始めに設定する際に、前記作業毎に、ロボットプログラムの基本操作パラメータの値を初期設定することによって特定される操作であり、
前記補足操作は、前記基本操作パラメータを変更することで生成される操作とは異なる操作であり、且つ前記ロボットプログラムに記述されているが固定値になっている値を変更することで生成される操作とは異なる操作であり、
前記基本操作を修正して前記プロトコルを実施しても所定の評価に達しない場合、前記基本操作を補足する前記補足操作の追加をすることにより前記プロトコルが修正される、細胞製造方法。

【請求項5】

コンピュータを、
細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得手段、
前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施手段、
前記作業の実施の結果を評価する評価手段、
前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作の修正情報、または、当該基本操作を補足する補足操作の情報を含むプロトコル修正情報を取得するプロトコル修正情報取得手段、
前記プロトコル修正情報が前記基本操作の修正情報か前記補足操作の情報かの判定に応じて、前記基本操作の修正または前記補足操作の追加をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正手段、および、
前記プロトコル修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、前記ロボットが細胞を製造するように制御する製造手段として機能させ、
前記基本操作は、前記プロトコルを始めに設定する際に、前記作業毎に、ロボットプログラムの基本操作パラメータの値を初期設定することによって特定される操作であり、
前記補足操作は、前記基本操作パラメータを変更することで生成される操作とは異なる操作であり、且つ前記ロボットプログラムに記述されているが固定値になっている値を変更することで生成される操作とは異なる操作であり、
前記基本操作を修正して前記プロトコルを実施しても所定の評価に達しない場合、前記基本操作を補足する前記補足操作の追加をすることにより前記プロトコルが修正される、細胞製造装置用プログラム。

【請求項6】

細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得工程と、
前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施工程と、
前記作業の実施結果を評価する評価工程と、
前記実施結果の評価が所定値以上でない場合、前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作の修正情報、または、当該基本操作を補足する補足操作の情報を含むプロトコル修正情報を取得するプロトコル修正情報取得工程と、
前記プロトコル修正情報が前記基本操作の修正情報か前記補足操作の情報かの判定に応じて、前記基本操作の修正または前記補足操作の追加をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正工程と、
前記プロトコルに基づく前記実施結果の評価が前記所定値以上の場合には、前記プロトコルを使用し、前記プロトコル修正情報に基づき修正されたプロトコルに基づく前記実施結果の評価が前記所定値以上の場合には、前記プロトコル修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、前記ロボットが細胞を製造するように制御する製造工程と、
を含み、
前記基本操作は、前記プロトコルを始めに設定する際に、前記作業毎に、ロボットプログラムの基本操作パラメータの値を初期設定することによって特定される操作であり、
前記補足操作は、前記基本操作パラメータを変更することで生成される操作とは異なる操作であり、且つ前記ロボットプログラムに記述されているが固定値になっている値を変更することで生成される操作とは異なる操作であり、
前記基本操作を修正して前記プロトコルを実施しても所定の評価に達しない場合、前記基本操作を補足する前記補足操作の追加をすることにより前記プロトコルが修正される、細胞製造方法。

【請求項7】

ロボットと、前記ロボットを制御する細胞製造装置とを備えた細胞製造システムにおいて、
前記細胞製造装置が、
細胞培養における一連の作業を前記ロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得手段と、
前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施手段と、
前記作業の実施の結果を評価する評価手段と、
前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作の修正情報、または、当該基本操作を補足する補足操作の情報を含むプロトコル修正情報を取得するプロトコル修正情報取得手段と、
前記プロトコル修正情報が前記基本操作の修正情報か前記補足操作の情報かの判定に応じて、前記基本操作の修正または前記補足操作の追加をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正手段と、
前記ロボットが、前記プロトコル修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、細胞を製造するように制御する製造手段と、
を有し、
前記基本操作は、前記プロトコルを始めに設定する際に、前記作業毎に、ロボットプログラムの基本操作パラメータの値を初期設定することによって特定される操作であり、
前記補足操作は、前記基本操作パラメータを変更することで生成される操作とは異なる操作であり、且つ前記ロボットプログラムに記述されているが固定値になっている値を変更することで生成される操作とは異なる操作であり、
前記基本操作を修正して前記プロトコルを実施しても所定の評価に達しない場合、前記基本操作を補足する前記補足操作の追加をすることにより前記プロトコルが修正される、細胞製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、細胞製造装置、細胞製造方法、細胞製造装置用プログラム、および、細胞製造システムの技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

生物に関する工学の分野においては、一定の結果が出るように、共通の手順として、プロトコルに従って研究や実験が行われている。例えば、特許文献１には、ニューロン
を神経移植片セグメントに付着させ、試験構築物を形成し、試験構築物を培地で培養し、試験構築物を分析して、突起成長神経組織の量を分析し、分析から導出される測定基準から神経移植の有効性を判断する神経培養システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2018-521685号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のような従来技術における作業は、微妙な手技、操作の違いが影響して、結果が変わる作業である。そのような作業は、経験のある熟練者にしか良好な結果を得ることができない。また熟練者であっても、必ずしも同じ結果を得るとは限らない。このため細胞あるいは生産物等の完成品の歩留まりが低く、細胞製造の生産性が低かった。

【0005】

そこで、その課題の一例は、安定で歩留まりが高い細胞培養等を行い、細胞の製造の生産性を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得手段と、前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施手段と、前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作、または、当該基本操作を補足する補足操作の修正情報を、取得するプロトコル修正情報取得手段と、前記修正情報が前記基本操作の修正か前記補足操作の修正かの判定に応じて、前記基本操作または前記補足操作の修正をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正手段と、前記ロボットが、前記修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、細胞を製造するように制御する製造手段と、を備え、前記基本操作は、前記プロトコルを設定する際に、前記作業毎に初期設定された操作であり、前記補足操作は、前記作業に追加される操作であることを特徴とする。

【0007】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の細胞製造装置において、前記基本操作は、予め設定範囲が規定された基本操作パラメータを有し、前記基本操作の修正情報が、前記設定範囲内の前記基本操作パラメータのパラメータ値であり、前記補足操作の修正情報が、前記作業を実施する際に追加する前記補足操作の情報であることを特徴とする。

【0008】

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の細胞製造装置において、前記補足操作に対する修正情報が、前記プロトコルに従って前記ロボットに実行させるためのプログラムコードにおいて固定されている値を変える情報であることを特徴とする。

【0009】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の細胞製造装置において、前記補足操作が、前記固定されている値を変えることにより生成される補足操作と異なり、新規に追加された操作であることを特徴とする。

【0010】

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の細胞製造装置において、前記補足操作の入力を受け付けるために、前記補足操作を表現した項目表示する表示手段を更に備えることを特徴とする。

【0011】

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の細胞製造装置において、前記細胞培養が、細胞培養物の処理を含むことを特徴とする。

【0012】

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の細胞製造装置において、前記実施の結果を評価する評価手段を更に備えたことを特徴とする。

【0013】

請求項８に記載の発明は、細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得工程と、前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施工程と、前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作、または、当該基本操作を補足する補足操作の修正情報を、取得するプロトコル修正情報取得工程と、前記修正情報が前記基本操作の修正か前記補足操作の修正かの判定に応じて、前記基本操作または前記補足操作の修正をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正工程と、前記修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、前記ロボットが細胞を製造するように制御する製造工程と、を含み、前記基本操作は、前記プロトコルを設定する際に、前記作業毎に初期設定された操作であり、前記補足操作は、前記作業において追加される操作である。

【0014】

請求項９に記載の発明は、コンピュータを、細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得手段、前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施手段、前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作、または、当該基本操作を補足する補足操作の修正情報を、取得するプロトコル修正情報取得手段、前記修正情報が前記基本操作の修正か前記補足操作の修正かの判定に応じて、前記基本操作または前記補足操作の修正をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正手段、および、前記修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、前記ロボットが細胞を製造するように制御する製造手段として機能させ、前記基本操作は、前記プロトコルを設定する際に、前記作業毎に初期設定された操作であり、前記補足操作は、前記作業において追加される操作であることを特徴とする。

【0015】

請求項１０に記載の発明は、細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得工程と、前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施工程と、前記実施結果を評価する評価工程と、前記実施結果の評価が所定値以上でない場合、前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作、または、当該基本操作を補足する補足操作の修正情報を、取得するプロトコル修正情報取得工程と、前記修正情報が前記基本操作の修正か前記補足操作の修正かの判定に応じて、前記基本操作または前記補足操作の修正をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正工程と、前記実施結果の評価が前記所定値以上の場合、前記修正されたプロトコルを使用して、前記ロボットが細胞を製造するように制御する製造工程と、を含み、前記基本操作は、前記プロトコルを設定する際に、前記作業毎に初期設定された操作であり、前記補足操作は、前記作業に追加される操作である。

【0016】

請求項１１に記載の発明は、ロボットと、前記ロボットを制御する細胞製造装置とを備えた細胞製造システムにおいて、前記細胞製造装置が、細胞培養における一連の作業を前記ロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得手段と、前記ロボットが前記プロトコルに従って前記作業を実施するように制御する実施手段と、前記作業の実施の後に前記プロトコルを修正するために、前記作業を実施するための基本となり、前記作業に前記ロボットが使用する器具に対する基本操作、または、当該基本操作を補足する補足操作の修正情報を、取得するプロトコル修正情報取得手段と、前記修正情報が前記基本操作の修正か前記補足操作の修正かの判定に応じて、前記基本操作または前記補足操作の修正をすることにより、前記プロトコルを修正するプロトコル修正手段と、前記ロボットが、前記修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、細胞を製造するように制御する製造手段と、を有し、前記基本操作は、前記プロトコルを設定する際に、前記作業毎に初期設定された操作であり、前記補足操作は、前記作業に追加される操作である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、基本操作および補足操作のうち少なくとも１つの操作の修正情報により修正されたプロトコルでロボットが動作して、より効率的な作業を行い、細胞を製造するので、安定で歩留まりが高い細胞培養等を行い、細胞の製造の生産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る細胞製造システムの概要構成例を示す模式図である。

【図2】図１のロボットコントローラの物理的な構成を示すブロック図である。

【図3】図１の上位コントローラの物理的な構成を示すブロック図である。

【図4】プロトコルチャートの一例を示す模式図である。

【図5A】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図5B】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図5C】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図5D】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図5E】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図6】器具に対する基本操作のパラメータの一例を示す模式図である。

【図7】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図8A】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図8B】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図9】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図10】器具に対する操作の一例を示す模式図である。

【図11A】実施形態に係る細胞製造装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図11B】細胞製造装置におけるプロトコル変換手段の一例を示すブロック図である。

【図12A】実施形態に係る細胞製造工程の一例を示すブロック図である。

【図12B】実施形態に係る細胞製造工程の一例を示すブロック図である。

【図13】細胞製造システムの動作例を示すフローチャートである。

【図14】画面の一例を示す模式図である。

【図15】画面の一例を示す模式図である。

【図16】プロトコルの修正のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図17】画面の一例を示す模式図である。

【図18】画面の一例を示す模式図である。

【図19】画面の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、細胞製造システムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。

【0020】

［１．細胞製造システムの構成及び機能概要］
（１．１ 細胞製造システムおよびロボットの構成および機能）
まず、本実施形態に係る細胞製造システムＳおよびロボットの構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る細胞製造システムＳの概要構成の一例を示す図である。

【0021】

図１に示すように、細胞製造システムＳは、プロトコルに従って細胞培養における一連の作業を行うロボット１０と、ロボット１０を制御するロボットコントローラ２０と、ロボット１０の動作指令の情報をロボットコントローラ２０に送信する上位コントローラ３０とを備える。

【0022】

ここで、プロトコルとは、生物に関する工学の分野において、検査、培養、前処理、抽出等を目的として、検体、試料等の作業対象に対して行われる作業の手順である。プロトコルは１または複数の作業から構成される。

【0023】

生物に関する工学の一例として、生化学、生命工学、生物工学、バイオテクノロジー等が挙げられる。生物に関する工学に、ライフサイエンス、生物物理学、細胞生物学、分子生物学に関係する技術を含めてもよい。

【0024】

培養する細胞として、初代細胞と株化細胞とが挙げられる。より具体的には、培養する細胞として、幹細胞等の未分化細胞と、分化した神経細胞、筋細胞、膵細胞、上皮細胞、骨・骨髄細胞、血液細胞等とが挙げられる。培養する細胞として、がん細胞・腫瘍細胞も挙げられる。培養する細胞には、ゲノム編集された細胞・人工細胞、遺伝子導入された細胞・人工細胞等も含まれる。なお、細胞の培養方法としては、平面培養、浮遊培養、立体培養であるオルガノイド培養、混合培養等が挙げられる。

【0025】

図１に示すように、ロボット１０は、例えば、双腕型の多軸ロボットである。ロボット１０は、床面に対して起立する胴部１１と、胴部１１の上部に取り付けられた肩部１２と、肩部１２の両端部にそれぞれ取り付けられた２本のアーム１３と、アーム１３の端部にエンドエフェクタであるハンド１４を有する。

【0026】

胴部１１は、肩部１２を鉛直な軸線回りに回転させるサーボモータを有する。胴部１１は、ロボットコントローラ２０を収納してもよいし、別体でよい。

【0027】

肩部１２は、胴部１１のサーボモータにより、鉛直な軸線回りに回転可能となっている。

【0028】

アーム１３は、例えばシリアルリンク型の多関節アームである。アーム１３は、各関節部にサーボモータを有する。

【0029】

ハンド１４は、例えば複数の指部１５を有するロボットハンドである。ハンド１４は、サーボモータにより指部１５を開閉することで様々な器具等を把持する。

【0030】

ハンド１４は、レーザセンサ等の位置測定センサを有していてもよい。ハンド１４は、把持する対象物の形状等を撮影するカメラを有してもよい。レーザセンサの他に、対象物までの距離を測定するセンサとして、超音波センサ、接触式センサ、磁気センサ、撮像センサ等でもよい。ハンド１４は、把持した器具の内容物等を観察する顕微鏡を有してもよい。カメラとして、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を有するデジタルカメラが挙げられる。カメラが、動画、静止画等を撮影する。ハンド１４が、ファイバースコープを把持して、ロボット１０が撮影してもよい。

【0031】

ハンド１４は、様々な計測を行える各種センサを備えてもよい。各種センサは、温度センサ、湿度センサ、ｐＨや特定のイオンや物質の濃度を測定する濃度センサ、光センサ等である。光センサは、ある波長の光を照射する発光素子と、透過光や反射光を受光する受光素子との組み合わせでもよい。

【0032】

なお、ロボット１０は、双腕型ロボットに限らず、細胞培養における一連の作業を実行可能であればどのようなものであってもよく、単腕型ロボットであってもよいし、直交ロボットでもよい。指部１５は、多関節の指でもよい。

【0033】

ここで、ロボット１０が使用する器具は、ロボット１０のハンド１４が操作できる対象物ならばよい。例えば、ロボット１０が使用する器具の一例として、図１に示すように、分注器ｅ１、容器の一例であるマイクロプレートｅ２、容器の一例であるマイクロチューブｅ３、アスピレータ等が挙げられる。

【0034】

分注器ｅ１の一例として、特定の信号又は特定の操作により自動で液体の吸引・吐出を行う電動のピペット又はシリンジが挙げられる。分注器ｅ１は電動式でなくてもよく、例えば手動式のシリンジ又はピペットであってもよい。分注器ｅ１は、本体と本体に脱着可能なチップＴとを有する。

【0035】

マイクロプレートｅ２は、例えば、樹脂製の板に有底の穴部である複数のウェルを有する。

【0036】

マイクロチューブｅ３は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂製の小型の試験管である。

【0037】

ロボット１０のハンド１４により、分注器ｅ１から液体が、マイクロプレートｅ２およびマイクロチューブｅ３に吐出されたり、吸引されたりする。双腕型ロボットの場合、一方のハンド１４が、マイクロプレートｅ２またはマイクロチューブｅ３を把持し、他方のハンド１４が把持した分注器ｅ１から、液体が吐出または吸引される。

【0038】

また、ロボット１０が使用する器具の一例として、図１に示すように、ミキサｅ４、遠心分離器ｅ５、インキュベータｅ６、恒温槽ｅ７等の周辺機器が挙げられる。

【0039】

ミキサｅ４は、例えば、マイクロチューブｅ３等の底を旋回させ内容液の撹拌をするボルテックスミキサ、マイクロプレートｅ２のウェルの内容物を撹拌するマイクロプレートミキサ等が挙げられる。ロボット１０のハンド１４により、ミキサｅ４の上に、マイクロチューブｅ３またはマイクロプレートｅ２が置かれ、撹拌される。

【0040】

遠心分離器ｅ５は、マイクロチューブｅ３等がセットされ、高速回転により加速度を与えて、マイクロチューブｅ３の内容物を分離する。ロボット１０のハンド１４により、遠心分離器ｅ５の蓋が開けられ、マイクロチューブｅ３がセットされ、蓋が閉じられ、スイッチが入れられる。遠心後に、ロボット１０のハンド１４により、遠心分離器ｅ５の蓋が開けられ、マイクロチューブｅ３が取り出される。

【0041】

インキュベータｅ６は、例えば、炭酸ガスインキュベータである。インキュベータｅ６は、温度、湿度、および、ＣＯ２濃度を制御する。インキュベータｅ６は、マイクロプレートｅ２を保管する。

【0042】

恒温槽ｅ７は、例えば、アルミブロック恒温槽である。恒温槽ｅ７は、ペルチェ素子により冷却、あるいはヒータにより加温されたアルミブロックにマイクロチューブｅ３を格納する。

【0043】

ロボット１０のハンド１４により、インキュベータｅ６等のこれらの器具の扉の開閉操作や、スイッチの操作が行われる。ロボット１０のハンド１４により、インキュベータｅ６等のこれらの器具に、マイクロプレートｅ２、マイクロチューブｅ３等の器具が設置されたりする。

【0044】

また、図１に示すように、容量が異なる分注器ｅ１を収容するピペットラックｅ８、マイクロチューブｅ３を格納するチューブラックｅ９、分注器ｅ１に使用するチップＴを用意するチップラックｅ１０、使用済みのチップＴを捨てるダストボックスｅ１１等も、ロボット１０が使用する器具の一例である。

【0045】

分注器ｅ１を用いて薬液を吸引又は注入する場合、ロボット１０のハンド１４により、ピペットラックｅ８から分注器ｅ１が取り出され、チップラックｅ１０に用意されたチップＴを分注器ｅ１の先端に装着して作業が行われる。なお、チップＴ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Ｔは、ダストボックスｅ１１に廃棄される。

【0046】

また、ロボット１０が使用する器具の一例として、クライオチューブ、シャーレ（ペトリ皿）、培養フラスコ、細胞計数盤、試薬が入った試薬瓶等の容器でもよい。

【0047】

また、ロボット１０が使用する器具の一例として、スクレイパ、コンラージ棒、超音波ホモジナイザ等の道具でもよい。

【0048】

ロボット１０が使用する器具の一例として、各種の計測器でもよい。各種の計測器として、濃度を計測する分光光度計、成分の分析装置、ＤＮＡシーケンサ、電気泳動装置、ＰＣＲ（Polymerase Chain Reaction）装置、細胞数測定装置、質量分析装置、ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）装置等が挙げられる。

【0049】

なお、本実施形態では、実験で使用される純度が高い試薬や試料が好ましい。容器等の器具も、作業対象に直接接するものは、使い捨てのもの、または、オートクレーブされたものが使用されることが好ましい。

【0050】

（１．２ ロボットコントローラ２０の構成および機能）
次に、ロボットコントローラ２０について、図を用いて説明する。図２は、ロボットコントローラ２０の物理的な構成を示すブロック図である。

【0051】

図２に示すように、ロボットコントローラ２０は、ドライバ２１と、通信部２２と、記憶部２３と、制御部２４と、を有するコンピュータで構成されている。

【0052】

ドライバ２１は、ロボット１０と、電気的または電磁気的に接続している。ドライバ２１は、例えば、サーボアンプで、サーボモータの回転角検出器（エンコーダおよびレゾルバ等）の回転位置や速度の情報を取得する。ドライバ２１は、ロボット１０のモータに電力を供給する。ドライバ２１は、ロボットの各種センサからの出力をロボット１０から受信してもよい。

【0053】

通信部２２は、上位コントローラ３０と電気的または電磁気的に接続している。通信部２２は、上位コントローラ３０等との通信状態を制御する。

【0054】

例えば、通信部２２は、上位コントローラ３０からのジョブを受信し、ロボット１０の状態を上位コントローラ３０に送信する。通信部２２は、ロボットの各種センサからの出力をロボット１０から受信してもよい。

【0055】

記憶部２３は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等により構成されている。記憶部２３は、オペレーティングシステム、プロトコルを編集する等のアプリケーションソフトウェア、ロボット１０の動作させる特定のプログラムであるジョブ等の各種プログラムを記憶する。

【0056】

記憶部２３は、各ジョブに関連付けて、３次元座標空間に変換するためのパラメータ等、ロボット１０の各関節部に搭載されているサーボモータの動作に必要な情報のデータベースを有している。

【0057】

ここで、ジョブとは、ロボット１０の単位動作である。例えば、ジョブとして、分注器ｅ１等の器具を把持する１以上のジョブ、器具を解放する１以上のジョブ、分注器ｅ１で吸引する１以上のジョブ、ある基準点から他の基準点にロボット１０のアーム１３を移動させる１以上のジョブ等が挙げられる。ジョブは、プロトコルを実行するためのロボットプログラムで、ロボットプログラムの中にコードとして記述されている。

【0058】

なお、各種プログラムは、例えば、他のサーバ装置等からネットワークを介して取得されるようにしてもよいし、記録媒体に記録されてドライブ装置を介して読み込まれるようにしてもよい。ネットワークは、専用通信回線、移動体通信網、および、ゲートウェイ等により構築されていてもよい。

【0059】

制御部２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。制御部２４のＣＰＵが、ＲＯＭや記憶部２３に記憶された各種プログラムのコードを読み出して、各種作業実行する。

【0060】

制御部２４は、ドライバ２１と、通信部２２と、記憶部２３とを制御する。制御部２４は、例えば、ジョブに基づいて、ロボット１０を動作させる動作信号を生成する。この動作信号は、例えば、ロボット１０の各関節部に搭載されたサーボモータを動作させるためのパルス信号として生成される。ドライバ２１が、生成された動作信号に基づき、ロボット１０のモータに電力を供給する。なお、制御部２４は、例えば、逆運動学または順運動学等に基づき、目標とする各関節の角度や座標を計算する。

【0061】

ロボットコントローラ２０は、ロボット１０を制御するジョブの集合体である動作指令に基づいて、ロボット１０に所望の動作を実行させる。

【0062】

なお、ロボットコントローラ２０のハードウェア構成は、必ずしもプログラムの実行により各機能モジュールを構成するものに限られない。例えば、ロボットコントローラ２０は、専用の論理回路により又はこれを集積したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により各機能を構成するものであってもよい。また、ロボットコントローラ２０は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）との組み合わせによって構成してもよい。

【0063】

（１．３ 上位コントローラ３０の構成および機能）
次に、上位コントローラ３０について、図を用いて説明する。図３は、上位コントローラ３０の物理的な構成を示すブロック図である。

【0064】

図３に示すように、上位コントローラ３０は、通信部３１と、記憶部３２と、出力部３３と、入力部３４と、入出力インターフェース部３５と、制御部３６と、を有するコンピュータで構成されている。そして、制御部３６と入出力インターフェース部３５とは、システムバス３７を介して電気的に接続されている。

【0065】

通信部３１は、ロボットコントローラ２０に電気的または電磁気的に接続して、ロボットコントローラ２０等との通信状態を制御するようになっている。通信部３１は、ネットワーク（図示せず）を通して、外部のサーバ装置と接続してもよい。

【0066】

記憶部３２は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等により構成されている。また、記憶部３２は、オペレーティングシステム等の各種プログラムや各種ファイル等を記憶する。なお、各種プログラム等は、例えば、外部のサーバ装置等からネットワークを介して取得されるようにしてもよいし、記録媒体に記録されてドライブ装置を介して読み込まれるようにしてもよい。

【0067】

また、記憶部３２には、管理データベース３２ａ、プロトコルデータベース３２ｂ、評価データベース３２ｃ、履歴データベース３２ｄ等が構築されている。

【0068】

管理データベース３２ａは、各器具に関する情報等を記憶する。例えば、管理データベース３２ａは、各器具の器具ＩＤに関連付けて、器具の名称、器具の位置、器具の状態等の情報を記憶する。管理データベース３２ａは、器具がマイクロプレートｅ２の場合、インキュベータｅ６内におけるマイクロプレートｅ２の位置、細胞やＤＮＡ等の、入荷した生体組織の一部である検体、試料等の作業対象の作業対象ＩＤ、培養時間、培養培地、継代方法、継代数、ウェルＷ毎の内容物の状態等のデータを記憶している。

【0069】

管理データベース３２ａは、入荷、製造、出荷等のスケジュール管理のデータを記憶している。

【0070】

プロトコルデータベース３２ｂは、プロトコルＩＤに関連付けられて、プロトコル名、作業対象、行われる作業、作業の順番、各作業の条件、各作業において使用される器具および試薬、各作業に含まれる操作等の情報が記憶する。

【0071】

プロトコルデータベース３２ｂは、プロトコルの各作業からジョブに変換するための情報が記憶されている。例えば、プロトコルデータベース３２ｂには、ロボット１０が動く範囲の空間に設定された複数の基準点が、ツリー構造の階層に分類されて記憶されている。

【0072】

評価データベース３２ｃは、プロトコルＩＤに関連付けて、プロトコルの一連の作業が終了したときの評価基準、各作業および各操作における評価基準等が記憶されている。例えば、評価基準として、要求される細胞密度、細胞の形態（例えば、房状、シングルセル）、細胞の形状、生存率、増殖率、分化率、生細胞と死細胞の画像等の特徴量、計測器および分析器により測定される濃度、量等に対する基準の値、収量、収率等が挙げられる。例えば、分子レベルの評価基準としては、遺伝子発現量、タンパク質発現変動量、代謝産物変動量、糖鎖修飾の変動量等が挙げられる。

【0073】

また、評価データベース３２ｃは、細胞数計測の判断基準値、画像解析に必要な様々なテンプレート画像、画像の特徴量、評価に必要な人工知能の学習済みパラメータ等が記憶されていてもよい。

【0074】

プロトコルの実施結果の評価基準または評価指標として、細胞密度、シングルセル分散度、細胞の生存率等が挙げられる。評価は、細胞数が所定数以上の場合に回収率が高い、細胞の生存率が所定数以上の場合にダメージが少ない等という評価でもよい。評価は、細胞密度、シングルセル分散度、細胞の生存率等を組み合わせた総合評価でもよい。

【0075】

操作の評価基準として、例えば、”良い手技“、すなわち、”良い操作“が挙げられる。”良い操作“として、“泡を出さない”、“液垂れをしない”、“均等に混ぜる”（分散させる）、“試薬を余らせない“等が挙げられる。

【0076】

上位コントローラ３０は、計測器の測定量、分析器の分析量、画像処理による特徴量と、評価データベース３２ｃの評価基準と、を比較して評価する。

【0077】

履歴データベース３２ｄは、実施ＩＤに関連付けて、実施したプロトコルのプロトコルＩＤ、作業対象ＩＤ、作業対象の種類ＩＤ、計測器が測定した結果、評価結果、撮影した画像、実施時間等のデータを記憶する。

【0078】

出力部３３は、画像を出力の場合、例えば、液晶表示素子またはＥＬ（Electro Luminescence）素子等を有する。出力部３３は、音を出力する場合、スピーカを有する。入力部３４は、例えば、キーボードおよびマウス等を有する。入力部３４および出力部３３は、ロボットコントローラ２０のコンソールの機能を有する。

【0079】

入出力インターフェース部３５は、通信部３１および記憶部３２等と制御部３６との間のインターフェース処理を行うようになっている。

【0080】

制御部３６は、ＣＰＵ３６ａ、ＲＯＭ３６ｂ、ＲＡＭ３６ｃ等を有する。そして、制御部３６は、ＣＰＵ３３６ａが、ＲＯＭ３６ｂや記憶部３２に記憶された各種プログラムのコードを読み出し実行することにより、制御部３６は、様々な制御等を行う。

【0081】

なお、上位コントローラ３０等は、各種のジョブを自動生成する機能を備えてもよい。例えば、上位コントローラ３０等が、プロトコルデータベース３２ｂを参照して、ロボット１０が動く範囲の空間に設定された複数の基準点に基づき、動作指令を生成する。上位コントローラ３０等が、ロボットの動作をもモジュール化してモジュールを組み合わせて、ロボット１０に対する動作指令を自動生成してもよい。

【0082】

上位コントローラ３０では、プロトコル作成装置として、プロトコルの編集、修正が行われる。上位コントローラ３０は、プロトコルチャートを作成したり、プロトコルチャートからジョブを生成して、ロボットコントローラ２０に出力する。

【0083】

ロボット１０と、ロボットコントローラ２０と、上位コントローラ３０とは、相互通信可能に接続されている。これらの接続は、有線でも無線でもよい。ロボットコントローラ２０は、胴部１１に収容されず、無線による遠隔でロボット１０を制御してもよい。

【0084】

上位コントローラ３０が提供する機能は、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。

【0085】

ロボット１０は複数でもよい。上位コントローラ３０が複数のロボット１０を制御して、作業を分担させてもよい。上位コントローラ３０がロボットコントローラ２０の機能を有し、上位コントローラ３０が直接、ロボット１０を制御してもよい。

【0086】

（１．４ プロトコルチャート）
次に、プロトコルチャートについて図を用いて説明する。図４は、プロトコルチャートの一例を示す模式図である。ここで、本明細書において、プロトコルチャートとは、プロトコルを視覚的に理解し得る態様で図示したものである。プロトコルチャートは、作業対象に対する一連の作業を記述する。

【0087】

図４に示すプロトコルチャートは、作業対象を収容する容器の初期状態を示す初期シンボルと、その容器の最終状態を示す最終シンボルと、初期シンボルから最終シンボルに向かう順序線ｓＬに沿って容器に対する個別の作業を示す作業シンボルと、を有する。

【0088】

順序線ｓＬは、容器に対しなされる作業の順番を意味している。すなわち、容器に対しする作業は、初期シンボルから最終シンボルに向かう順序線ｓＬに沿って該当する作業シンボルが配置される順になされる。また、第１軸方向である順序線ｓＬと、これに交差する第２の軸方向の線が作業線ｗＬである。順序線ｓＬと作業線ｗＬとの交差角度は必ずしも直角でなくともよい。

【0089】

なお、順序線ｓＬは、作業の順番を示す向きを明示するように矢線となっているが、向きを示す記述方法はどのようなものであってもよく、また、ここではプロトコルチャートの上から下へと処理が行われることが明らかであるから、順序線ｓＬは、矢を持たない単なる直線であってもよい。

【0090】

この初期シンボルと、最終シンボルと、両者を接続する順序線ｓＬとからなる組は、一の容器に対しなされる作業過程を示すものである。したがって、１プロトコルにおいて複数の容器を用いる場合には、この組が複数プロトコルチャート上に現れる。異なる容器についての初期シンボルと最終シンボルと順序線ｓＬとからなる組は、離間して配置される。

【0091】

まず、プロトコルチャート中、最上段に記載された“MicroPlate6”と記載された初期シンボルは、マイクロプレートｅ２等の容器の初期状態を示している。初期シンボルに記載された“CO2 Incubator”は、マイクロプレートｅ２等の容器が保管されているインキュベータｅ６等の器具を示している。“Tube50”と記載された初期シンボルは、マイクロチューブｅ３等の容器の初期状態を示している。初期シンボルに記載された“Main rack”は、マイクロチューブｅ３等の容器が収容されているチューブラックｅ９等の器具を示している。

【0092】

ここで、初期シンボル“MicroPlate6”は、インキュベータｅ６からマイクロプレートｅ２を取り出す作業ｗｋ１に対応している。また、初期シンボル“Tube50”は、チューブラックｅ９からマイクロチューブｅ３を取り出す作業ｗｋ７に対応している。

【0093】

“MicroPlate6”と記載された最終シンボルは、マイクロプレートｅ２等の容器の最終状態を示している。最終シンボルに記載された“CO2 Incubator”は、プロトコルの作業の終了後に、マイクロプレートｅ２等の容器を保管するインキュベータｅ６等の器具を示している。

【0094】

ここで、最終シンボル“MicroPlate6”は、作業が終わったマイクロプレートｅ２をインキュベータｅ６に戻す作業ｗｋ９に対応している。また、最終シンボル“Tube50”は、作業が終わったマイクロチューブｅ３をチューブラックｅ９に戻す作業ｗｋ１０に対応している。

【0095】

また、容器に対する作業が、容器の収容量の変化を示すものである場合には、その作業を示す作業シンボルは順序線ｓＬから、第２の軸方向に離間した位置に配置される。

【0096】

例えば、廃棄を意味する“ＤＩＳＣＡＲＤ”と記載された作業シンボルと順序線ｓＬとが作業線ｗＬにより第２の軸方向に接続されている。この作業線ｗＬについて、容器に対する収容物の一部または全部の廃棄であることを明示すべく、順序線ｓＬから離れる向きの矢線となっている。また、追加を意味する“ＡＤＤ”と記載された作業シンボルと順序線ｓＬとが作業線ｗＬにより第２の軸方向に接続されている。この作業線ｗＬについて、容器に対する追加であることを明示すべく、順序線ｓＬに向く矢線となっている。ただし、方向を示す記述方法は特に限定されず、また、作業線ｗＬを矢を持たない単なる直線としてもよい。

【0097】

作業シンボル“ＤＩＳＣＡＲＤ”は、条件として、廃棄する対象の収容物“Supernatant”および、廃棄する量を示している。ここで、記号“--”は、例えば、上澄みを全てまはたできるだけ廃棄することを意味する。作業シンボル“ＡＤＤ”は、条件として、追加する試薬“Reagent A”および加える量を示している。なお、図４に示すように、作業シンボル“ＤＩＳＣＡＲＤ”に対応する作業は、作業ｗｋ２、ｗｋ５で示されている。作業シンボル“ＡＤＤ”に対応する作業は、作業ｗｋ３、ｗｋ６で示されている。

【0098】

また、容器に対する作業が、容器の収容量の変化を示すものでない場合には、その作業を示す作業シンボルは順序線ｓＬ上に配置される。

【0099】

例えば、作業シンボル“ＭＩＸ”は、内容物を撹拌する作業を示している。作業シンボル“ＭＩＸ”は、条件として、撹拌方法（撹拌に使用する器具）、温度、撹拌時間を示している。ここで、撹拌方法として、分注器ｅ１のピペッティングで撹拌する方法、ボルテックスミキサで撹拌する方法、マイクロプレートミキサで撹拌する方法等が挙げられる。作業シンボル“ＭＩＸ”の作業は、作業ｗｋ４に対応している。

【0100】

また、その作業が容器間における移送である場合には、移送元の容器についての順序線ｓＬと移送先の容器についての順序線ｓＬの間に作業シンボル（例えば、作業シンボル“ＴＲＡＮＳＦＥＲ”）が配置され、また順序線ｓＬから順序線ｓＬへの第２の軸方向に沿った作業線ｗＬが配置される。ここでは、矢線とすることによりその移送方向を示している。もちろん、移送方向を示す記述方法は矢線に限らずどのようなものであってもよい。図４に示すように、作業シンボル“ＴＲＡＮＳＦＥＲ”に対応する作業は、作業ｗｋ８で示されている。

【0101】

また、同じ作業を繰り返し行う場合には、順序線ｓＬから繰返の作業を示す繰返線を引き出して、繰り返す作業シンボルの上流で、順序線ｓＬに戻るようにしてもよい。

【0102】

次に、作業および作業に含まれる操作について図を用いて説明する。

【0103】

図４に示すように、プロトコルチャートに示されてる各作業シンボル、初期シンボル、最終シンボル等に対応する作業が、分注・撹拌・遠心等の基本となる作業単位で、コマンドとも称する。これら作業単位は、器具に対するロボット１０による操作にさらに分解できる。プロトコルは、所望の実験等の作業を遂行のためにコマンドを組み合わせた作業手順でもある。

【0104】

例えば、移送作業ｗｋ８において、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、マイクロプレートｅ２を傾けて、分注器ｅ１によりウェルＷの培地ｍを吸引する吸引操作と、図５Ｃに示すように、培地ｍを吐出して細胞ｃを洗い流す吐出操作と、図５Ｄに示すように、分注器ｅ１によりピペッティングでほぐして細胞ｃを分散する操作と、図５Ｅに示すように、マイクロチューブｅ３に細胞ｃを回収する操作と、が行われる。分注器ｅ１およびマイクロプレートｅ２等の器具に対するロボット１０による操作は、いわゆる人間の手技に対応する。ここで、これらの操作は、作業を実施するための基本となり、作業にロボット１０が使用する器具に対する基本操作とする。基本操作は、例えば、プロトコルを始めに設定する際に、作業に対して初期に設定される操作である。また、基本操作は、基本にすべき操作である。

【0105】

図６に示すように、これらの操作には、分注量、吸引時のチップＴの高さ、吐出時のチップＴの高さｈ、吐出速度ｖ、ピペッティング回数ｎ等の基本操作パラメータがある。

【0106】

インキュベータｅ６からマイクロプレートｅ２を取り出す作業ｗｋ１の場合、インキュベータｅ６の扉を開ける操作、インキュベータｅ６からマイクロプレートｅ２を取り出す操作、インキュベータｅ６の扉を閉める操作等が基本操作である。

【0107】

追加作業ｗｋ３、ｗｋ６の場合、分注器ｅ１を把持する操作、分注器ｅ１の先端にチップＴを装着する操作、分注器ｅ１を試薬瓶に移動する操作、試薬瓶から加える液を吸引する操作、マイクロプレートｅ２を把持する操作、マイクロプレートｅ２の各ウェルに所定量の液を吐出する操作等が基本操作で、吐出する量、吐出速度等が基本操作パラメータである。

【0108】

マイクロプレートｅ２の撹拌作業ｗｋ４の場合、マイクロプレートｅ２をマイクロプレートミキサに移動する操作、マイクロプレートミキサに載置する操作等が基本操作で、マイクロプレートミキサの回転数、載置時間等が基本操作パラメータである。

【0109】

マイクロチューブｅ３に遠心分離する作業の場合、遠心分離器ｅ５の蓋を開ける操作、遠心分離器ｅ５にマイクロチューブｅ３をセットする操作、遠心分離器ｅ５の蓋を閉める操作、遠心分離器ｅ５のスイッチを入れて待つ操作、遠心分離器ｅ５のスイッチを切りマイクロチューブｅ３を取り出す操作等が基本操作で、遠心強度、遠心時間等が基本操作パラメータである。

【0110】

マイクロチューブｅ３から、上澄みを廃棄する作業の場合、マイクロチューブｅ３にアスピレータの先端を挿入する操作、マイクロチューブｅ３を傾ける操作、アスピレータで吸引する操作等が基本操作である。アスピレータの先端の高さ、傾ける角度、吸引速度等が基本操作パラメータである。

【0111】

ところで、生物に関する工学の分野においては、微妙な手技、操作の違いが影響して、結果が変わる作業が多くある。そのような作業は、経験のある熟練者にしか良好な結果を得ることができない。また熟練者であっても、必ずしも同じ結果を得るとは限らない。
また、そのようなコツ、経験といったものは、手順書上では“丁寧に”、“手早く”あるいは“正確に”などという暗黙知で表現されており、ロボット１０の作業に翻訳しにくいこともあり、ロボット１０のための基本操作のみでは、良好な結果が得られないことがある。すなわち、実験計画法等で基本操作パラメータを変更してプロトコルを実施しても、所定の評価に達しないことがある。

【0112】

実験計画法等で基本操作パラメータを変更してプロトコルを実施しても、所定の評価に達しない場合、基本操作を補足する補足操作によりプロトコルを修正する。補足操作には、例えば、第１種の補足操作、第２種の補足操作、第３種の補足操作等がある。

【0113】

ここで、生物に関する工学の分野においては、微妙な手技、操作に違いが影響して、結果が変わる作業が多くあるので、人間が作業を行う場合、基本操作パラメータを設定しても、作業にばらつきが生じ、作業の評価が確実ではなかった。さらに、人間は、疲労、勘違い等により、回数を間違えたり、操作をミスしたりするので、作業の結果が、偶然に左右され易かった。

【0114】

一方、ロボット１０であると、作業の再現性が高く、設定されたパラメータに関して、確実に作業を行って結果を出すので、正確な作業の評価ができ、基本操作パラメータを変化させ、パラメータ空間を確実に辿ることができる。従って、ロボット１０の操作であると、所定の評価に達しないことがより確実に分かり、パラメータ空間を辿り尽くしても所定の評価に達しない場合、基本操作の限界であると明確になる。基本操作の限界を踏まえた上で、次のステップである補足操作に移ることができる。

【0115】

以下、第１種の補足操作、第２種の補足操作、第３種の補足操作について図を用いて説明する。

【0116】

第１種の補足操作によるプロトコルの修正は、ロボットプログラムの中にコードとして記述されているが、固定値になっている値を他の値に変えたり、または、固定値をパラメータ化したりする修正である。ここで、固定値は、ロボットプログラムにおいて、予め決めた、固定されている設定値である。基本操作パラメータは、ロボットプログラムにおいて、変更可能にした設定値である。なお、基本操作パラメータは、プロトコルチャートにおいて、インタラクティブに修正できるようになっていてもよい。

【0117】

例えば、図５Ｃに示すような、培地ｍを吐出して細胞ｃを洗い流す吐出操作において、第１種の補足操作は、図７に示すように、チップＴの傾きを変える操作である。第１種の補足操作は、図７に示すように、チップＴの傾きを変えて吐出する操作でもよい。これらの第１種の補足操作が、作業に追加されたり、他の操作と入れ替えられたりすることにより、プロトコルが修正される。第１種の補足操作が、作業を実施する際に追加する補足操作の一例である。第１種の補足操作が、固定されている値を変えることにより生成される補足操作の一例である。

【0118】

ウェルＷの壁とピペットとの相対角度をゼロにして、ウェルＷの壁に沿った角度（例えば、１２０[度]）で、培地ｍを吐出して、ウェルＷの端の細胞ｃも洗い流す操作を実現する。補足操作パラメータとして、ウェルＷの壁とピペットとの相対角度の新たなパラメータが設定されてもよい。

【0119】

次に、第２種の補足操作によるプロトコルの修正は、器具に対する新たな生み出された操作を、プロトコルの作業に追加、入れ替え等する修正である。観察して発見した操作、顕在化したコツの操作等である。神の手といわれるような熟練者の技を実現した操作の場合もある。これらの第２種の補足操作が、作業に追加されたり、他の操作との入れ替えられたりする。第２種の補足操作が、作業を実施する際に追加する補足操作の一例である。第２種の補足操作が、固定されている値を変えることにより生成される補足操作と異なり、新規に追加された操作の一例である。

【0120】

例えば、図７および図８Ａに示すような、培地ｍを吐出して細胞ｃを洗い流す吐出操作において、ピペッティングの回数を増やしても、同じ点にのみ吐出を繰り返しても、ウェルＷの上部に細胞ｃが残ってしまうことがある。

【0121】

しかし、図８Ｂに示すように、位置（１）→（２）→（３）と円弧状にチップＴを移動させて、チップＴの位置を変えながら吐出すると、細胞ｃの取りこぼしが少なくなり、回収率が増加する。位置（１）で吐出時のチップ角度１２０度で、培地を吐出して細胞を洗い流す操作の代わりに、吐出時のチップ角度１２０度を保ちつつ、位置（１）→（２）→（３）と円弧状にチップＴを移動させながら、培地を吐出して細胞を洗い流す補足操作が、作業に新たに追加される。

【0122】

また、作業シンボル“ＭＩＸ”等の撹拌作業に関して、マイクロプレートｅ２をマイクロプレートミキサ等のミキサｅ４に載置する操作や、マイクロプレートｅ２を揺らして撹拌する操作を、基本操作とした場合、図９に示すような操作、および、図１０に示すような操作が、第２種の補足操作である。

【0123】

図９に示すように、ハンド１４がマイクロプレートｅ２等を把持した状態で、アーム１３に対してハンド１４を、所定の角度の範囲で反復させて回転させる操作が、第２種の補足操作である。これでウェルＷ内部の細胞および培地に重力が働き揺らされることによる撹拌が実現できる。

【0124】

図１０に示すように、マイクロプレートｅ２等を水平に８の字に揺らす操作が、第２種の補足操作である。マイクロプレートｅ２が８の字の軌跡ｔｒで動かされる。この補足操作により、培地量が多い場合でもマイクロプレートｅ２を傾けて培地をこぼすリスクを抑えつつ、遠心力を加えることで、暗黙知で表現された“gently”な撹拌の操作を実現できる。

【0125】

これらの第２種の補足操作をジョブに変換するための情報が、プロトコルデータベース３２ｂに記憶される。

【0126】

次に、第３種の補足操作によるプロトコルの修正は、通常の人間ではできない操作によるプロトコルの修正である。一例として、基本操作パラメータ等の設定範囲を超える値に設定する場合で、第３種の補足操作として、正確に１００回基本操作を繰り返す操作、０．１ｍｍの隙間を保ちつつスクレイパを動かす操作、ある器具を極めて低速で動かす操作等が挙げられる。第３種の補足操作が、作業を実施する際に追加する補足操作の一例である。

【0127】

上位コントローラ３０のようなプロトコル作成装置でアプリケーションソフトウェアが起動されて、プロトコルチャートを読み出し、プロトコルにおける作業の編集、基本操作、補足操作によるプロトコルの修正と言った編集が行われてもよい。

【0128】

プロトコルデータベース３２ｂは、基本操作の情報、第１種の補足操作の情報、第２種の補足操作の情報、第３種の補足操作の情報を、それぞれの操作の分類の情報に関連付けられて、予め記憶しておいてもよい。基本操作の情報は、基本操作パラメータの情報で、例えば、プロトコルの作業ｗｋ８の”TRANSFER”の場合、分注量、吸引時のチップの高さ、吸引速度、吐出時のチップの高さ、吐出速度、ピペッティング回数等である。第１種の補足操作の情報は、例えば、吐出時のチップ角度等のように、変数化が可能な固定値の情報である。第２種の補足操作の情報は、例えば、新たな操作名と、第２種の補足操作をジョブに変換するための情報である。第３種の補足操作の情報は、例えば、各パラメータの範囲、各パラメータの限界値等である。

【0129】

（１．５ 細胞製造装置の機能構成）
次に、細胞製造装置の機能構成について説明する。図１１Ａは、実施形態に係る細胞製造装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図１１Ｂは、細胞製造装置におけるプロトコル変換手段の一例を示すブロック図である。

【0130】

図１１Ａに示すように、細胞製造装置の一例である上位コントローラ３０は、プロトコル取得手段３０ａと、実施手段３０ｂと、プロトコル修正情報取得手段３０ｃと、製造手段３０ｄと、を有する。

【0131】

プロトコル取得手段３０ａは、細胞培養における一連の作業をロボット１０によって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得する。プロトコル取得手段３０ａの一例の制御部３６が、プロトコルチャートで表示可能なプロトコルを、記憶部３２のデータベースから取得してもよいし、外部のサーバ装置からネットワークを介して取得してもよいし、ドライブ装置を使用して記録媒体から取得してもよい。

【0132】

実施手段３０ｂは、ロボット１０がプロトコルに従って作業を実施するように制御する。例えば、実施手段３０ｂの一例の制御部３６が、取得したプロトコルをジョブに変換して動作指令として、ロボットコントローラ２０に送信し、ロボットコントローラ２０が、ジョブに基づいてロボット１０にプロトコルに従った作業を実施させる。図１１Ｂに示すように、上位コントローラ３０は、プロトコル変換手段３０ｅを有する。プロトコル変換手段３０ｅが、ロボット１０によって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルの一例であるプロトコルチャートから、ジョブがコードとして組み込まれたロボットプログラムに変換する。ロボット１０が、ロボットプログラムに従って動作する。

【0133】

プロトコル修正情報取得手段３０ｃは、作業の実施の後、プロトコルを修正するために、作業を実施するための基準となり、作業にロボット１０が使用する器具に対する基本操作、および、当該基本操作を補足する補足操作のうち少なくとも１つの操作の修正情報を取得する。

【0134】

例えば、作業の実施の後、実施した結果の結果物に対して計測器を適用した計測結果や、結果物や作業の様子の画像に対する画像処理により、評価が行われる。評価に基づき、プロトコル修正情報取得手段３０ｃは、基本操作、第１種の補足操作、第２種の補足操作、および、第３種の補足操作のうち少なくとも１つの操作の分類の情報を、プロトコルの修正情報として取得する。基本操作の場合、基本操作パラメータの値が、プロトコルの修正情報でもよい。

【0135】

第１種の補足操作の場合、プロトコルの修正情報は、例えば、固定値になっている値を他の値に変えたり、または、固定値をパラメータ化したりする情報である。

【0136】

第２種の補足操作の場合、プロトコルの修正情報は、器具に対する新たな生み出された操作を、プロトコルの作業に追加、入れ替え等する情報である。

【0137】

第３種の補足操作の場合、プロトコルの修正情報は、基本操作パラメータ等の設定範囲を超える値に設定する情報である。

【0138】

プロトコルデータベース３２ｂが参照されて、基本操作パラメータの変更によりプロトコルが修正されたり、第１種の補足操作、第２種の補足操作、または、第３種の補足操作の追加よりプロトコルが修正されたりする。基本操作と補足操作とを組み合わせて、プロトコルが修正されてもよい。プロトコルの修正情報は、作業の追加、または、作業を入れ替える情報でもよい。基本操作と補足操作と組み合わせて、新たな作業が作成されてもよい。

【0139】

製造手段３０ｄは、ロボット１０が、操作に対する修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、細胞を製造する。例えば、製造手段３０ｄの一例の制御部３６が、修正したプロトコルを含む一連のプロトコルをジョブに変換して動作指令として、ロボットコントローラ２０に送信し、ロボットコントローラ２０が、ジョブに基づいてロボット１０に、一連のプロトコルに従った、一連の作業を実施させて、細胞を製造する。各プロトコルのプロトコルチャートから、一連のプロトコルに対応したロボットプログラムが生成され、このロボットプログラムに従って、ロボット１０が、細胞を製造する。

【0140】

［２． 細胞製造システムＳの動作例］
細胞製造システムＳの動作例について、図を用いて説明する。

【0141】

（２．１ 細胞製造工程）
まず、細胞の製造工程について図１２Ａおよび図１２Ｂを用いて説明する。図１２Ａおよび図１２Ｂは、実施形態に係る細胞製造工程の一例を示すブロック図である。

【0142】

図１２に示すように、細胞製造工程は、入荷ｐ１と、受入検査ｐ２と、細胞培養ｐ３と、検査ｐ４と、保管ｐ５と、出荷検査ｐ６と、出荷ｐ７と、を有する。

【0143】

入荷ｐ１の工程では、入荷した作業対象の作業対象ＩＤ、作業対象の種類ＩＤ等のＩＤが割り照られる。作業対象は、体細胞、生殖細胞、幹細胞、がん細胞、それら由来の初代細胞・株化細胞である。作業対象はゲノム編集された細胞・人工細胞、遺伝子導入されたそれら細胞・人工細胞等でもよい。

【0144】

上位コントローラ３０が、入荷のプロトコルを実施するようにロボットコントローラ２０に動作指令を送信する。ロボットコントローラ２０の制御によりロボット１０が、入荷のプロトコルに従い、入荷した作業対象にＩＤを割り当てる。ロボット１０が、作業対象の入荷元等の住所等を撮像して、文字認識によりデータ化してもい。人が、入荷コード等をコードリーダにより読み取って、上位コントローラ３０が、読み取った情報を受け付けてもよい。

【0145】

受入検査ｐ２の工程では、検体、試料等の作業対象が凍結状態で入荷して来た場合には、解凍して作業対象の検査が行われる。例えば、入荷された細胞の生死状態等といった所定の検査が行われれる。上位コントローラ３０が、受入検査のプロトコルを実施するようにロボットコントローラ２０に動作指令を送信する。ロボットコントローラ２０の制御によりロボット１０が、受入検査のプロトコルに従い、入荷した作業対象を検査する。人が作業対象を検査して、上位コントローラ３０が、検査結果を受け付けてもよい。

【0146】

細胞培養ｐ３の工程を実施するプロトコルとして、（１）細胞の播種に関するプロトコル、（２）培地を交換に関するプロトコル、（３）細胞の確認プロトコル、（４）細胞の継代を行うプロトコル等がある。上位コントローラ３０が、各プロトコルを順に実施するように、ロボットコントローラ２０に動作指令を送信する。ロボットコントローラ２０の制御によりロボット１０が細胞培養の各プロトコルにおける各作業を行う。

【0147】

ここで、細胞の播種に関するプロトコルは、例えば、細胞を、マイクロプレートｅ２に播種し、インキュベータｅ６に収納するプロトコルである。

【0148】

培地を交換に関するプロトコルは、例えば、１日から３日に１回の割合で、培地を交換するプロトコルである。

【0149】

細胞の確認プロトコルは、インキュベータｅ６で培養中、カビの発生等コンタミネーションの確認プロトコルや、プレート面積のうち細胞数が所定量まで増えたかの確認プロトコルである。

【0150】

細胞の継代を行うプロトコルは、トリプシン処理して培養した細胞を回収するプロトコル等である。

【0151】

細胞培養ｐ３の工程は、細胞を培養して、細胞が代謝して生産する細胞培養物の処理や、細胞を培養して再生医療用細胞、細胞製剤、人工臓器、およびオルガノイド等を生産する工程でもよい。または、インシュリン、インターフェロン、抗体等の産生細胞を培養する工程でもよい。または、細胞培養の工程の品質管理を行うための検査工程でもよい。細胞が培養される前に、ＤＮＡ、ＲＮＡ等を細胞、細菌等に組み込む作業が行われてもよい。組み込むＤＮＡ、ＲＮＡ等は、入荷した検体から抽出されてもよい。

【0152】

検査ｐ４の工程では、生存細胞数の確認及びマイコプラズマ汚染等の検査が行われる。検査のプロトコルに従い、ロボット１０が、製造された細胞を検査する。上位コントローラ３０が、検査のプロトコルを実施するようにロボットコントローラ２０に動作指令を送信する。ロボットコントローラ２０の制御によりロボット１０が、検査のプロトコルに従い、製造された細胞を検査する。人が製造された細胞を検査して、上位コントローラ３０が、検査結果を受け付けてもよい。

【0153】

保管ｐ５の工程では、例えば、凍結保護剤入りの培地を有するクライオチューブ等に、製造された細胞を入れて、－80℃で凍結させて液体窒素容器内で保管される。上位コントローラ３０が、保管のプロトコルを実施するようにロボットコントローラ２０に動作指令を送信する。ロボットコントローラ２０の制御によりロボット１０が、保管のプロトコルに従い、製造された細胞を保存する。人が製造された細胞を保存して、上位コントローラ３０が、保存結果を受け付けてもよい。

【0154】

出荷検査ｐ６の工程では、クライオチューブが取り出され、一部、解凍されて、出荷前の検査が行われる。上位コントローラ３０が、出荷前の検査のプロトコルを実施するようにロボットコントローラ２０に動作指令を送信する。ロボットコントローラ２０の制御によりロボット１０が、出荷前の検査のプロトコルに従い、細胞を検査する。人が細胞を検査して、上位コントローラ３０が、検査結果を受け付けてもよい。

【0155】

出荷ｐ７の工程では、出荷するクライオチューブが保冷用のバッグ等に詰められて出荷される。上位コントローラ３０の動作指令に基づき、ロボットコントローラ２０の制御によりロボット１０が、保冷用のバッグに出荷するクライオチューブを詰める。人が出荷作業をして、上位コントローラ３０が、作業結果を受け付けてもよい。

【0156】

上位コントローラ３０が、各工程の工程ＩＤに関連付けて、各工程の情報を管理データベース３２ａに記憶する。

【0157】

なお、インターフェロン等の細胞製剤を製造する場合、図１２Ｂに示すように、細胞培養ｐ３の工程と検査ｐ４の工程との間に、濃縮精製ｐｐの工程が入る。濃縮精製ｐｐの工程では、産生細胞が産出するインシュリン、インターフェロン、抗体等が濃縮される。濃縮精製ｐｐの後の工程では、細胞製剤の検査、保管、出荷検査、出荷が行われる。

【0158】

（２．２ 細胞製造システムの動作例）
次に、細胞製造システムの動作例について、図を用いて説明する。なお、細胞の継代を行うプロトコルチャートにおいて、特に、トリプシン処理に関するプロトコルチャートの事例を用いて、プロトコルをできるだけ最適化して、細胞の製造を行う動作について説明する。

【0159】

図１３は、細胞製造システムの動作例を示すフローチャートである。図１４および図１５は、画面の一例を示す模式図である。

【0160】

図１３に示すように、細胞製造システムＳは、プロトコルを取得する（ステップＳ１）。具体的には、上位コントローラ３０が、プロトコルデータベース３２ｂを参照して、プロトコルの情報を取得する。例えば、細胞培養ｐ３の工程の細胞の継代を行うプロトコル段階におけるトリプシン処理に関する図４に示すようなプロトコルチャートの情報を取得する。人が入力する場合、図４に示すように、画面４０において、入力部３４により“File”のボタンがクリックされ、プルダウンメニューからトリプシン処理に関するプロトコルが選択され、プロトコルチャートがプロトコルデータベース３２ｂから読み出される。上位コントローラ３０が、外部のサーバ装置からネットワークを介して、プロトコルを取得してもよい。

【0161】

上位コントローラ３０が、入力部３４、端末装置等からプロトコルの入力を受け付けてもよい。人による入力を受け付ける場合、図４に示すように、画面４０において、入力部３４により“File”のボタンがクリックされ、“開く”メニューから、プロトコルの一覧が表示されて、実施するプロトコルが選択される。

【0162】

このように、上位コントローラ３０が、細胞培養における一連の作業をロボットによって実行可能な形式になるように作成されたプロトコルを取得するプロトコル取得手段の一例として機能する。

【0163】

次に、細胞製造システムＳは、プロトコルを実施する（ステップＳ２）。具体的には、上位コントローラ３０が、プロトコルＩＤに基づきプロトコルデータベース３２ｂを参照して、取得したプロトコルをジョブに変換して、動作指令を生成する。上位コントローラ３０が、動作指令を、ロボットコントローラ２０に送信する。ロボットコントローラ２０が、受信したジョブに基づいて、ロボット１０を動作させる動作信号を生成して、ロボット１０の動作を制御する。ロボット１０が各作業を行う。

【0164】

上位コントローラ３０が、入力部３４、端末装置等からプロトコルの実施を受け付けてもよい。人の入力を受け付ける場合、図４に示すように、画面４０において、入力部３４により“JobGenerate”のボタンがクリックされ、プロトコルチャートからジョブが生成される。画面４０において、入力部３４により“Run”のボタンがクリックされると、動作指令が、上位コントローラ３０からロボットコントローラ２０に送信され、ロボットコントローラ２０によりロボット１０が制御されてプロトコルが実施される。

【0165】

ロボット１０が、プロトコルチャートの作業ｗｋ１～作業ｗｋ１０の一連の作業を実施する。なお、ロボット１０が、他の一連のプロトコルも実行する。

【0166】

このように、上位コントローラ３０が、ロボットがプロトコルに従って作業を実施するように制御する実施手段の一例として機能する。

【0167】

次に、細胞製造システムＳは、実施結果を評価する（ステップＳ３）。具体的には、ロボット１０が、上位コントローラ３０が、評価データベース３２ｃを参照して、ロボット１０のセンサのデータ、ロボット１０が使用する器具の一例の計測器の測定データ、分析器等の分析データ等から、実施結果を評価する。

【0168】

上位コントローラ３０が、ハンド１４のカメラ等が撮像した画像から画像処理して、特徴量を抽出し数値化して、評価データベース３２ｃを参照して、実施結果を算出し、評価を行う。

【0169】

例えば、細胞培養の場合、実施結果として、マイクロプレートｅ２、マイクロチューブｅ３、細胞計数盤における画像や測定データから、細胞密度、シングルセル分散度、細胞の生存率等の測定を行う。細胞密度、シングルセル分散度は、細胞の画像等の特徴量との照合や、テンプレート画像のマッチングや、機械学習等により、測定される。細胞の生存率は、生細胞と死細胞の画像等の特徴量との照合や、テンプレート画像のマッチングや、機械学習等により、測定される。

【0170】

ロボット１０が、実施した結果の結果物を、自動で各種計測器にかけて、測定結果を
求めてもよい。上位コントローラ３０が、評価のプロトコルを実施して、ロボット１０が、チューブに回収した細胞懸濁液の一部を取り出して、計測器にかけて、測定結果を計測器から取得する。

【0171】

上位コントローラ３０が、評価データベース３２ｃを参照して、測定結果と、所定の細胞数や、所定の生存率とを比較して、評価を行う。

【0172】

上位コントローラ３０が、各操作の画像から、“泡を出さない”、“液垂れをしない”、“均等に混ぜる”等の良い操作であるかを判定する。泡や正常細胞のテンプレート画像等とのマッチングや、機械学習等により判定が行われてもよい。

【0173】

また、上位コントローラ３０が、入力部３４、端末装置等から、実施した結果の結果物を測定結果や、評価結果や、総合評価の入力を受け付けてもよい。上位コントローラ３０等のプロトコル作成装置でアプリケーションソフトウェアが起動されて、プロトコルチャートを読み出し、測定結果や評価結果が入力されてもよい。

【0174】

上位コントローラ３０が、実施の結果を評価する評価手段の一例として機能する。

【0175】

次に、上位コントローラ３０が、図１４に示すように、画面４１の評価結果を出力部３３に表示する。上位コントローラ３０が、評価結果を、実施ＩＤやプロトコルＩＤ、作業ＩＤ、操作ＩＤ等と関連付けて、履歴データベース３２ｄに記録する。

【0176】

次に、細胞製造システムＳは、所定値以上か否かを判定する（ステップＳ４）。具体的には、上位コントローラ３０の制御部３６は、評価データベース３２ｃを参照して、測定結果または評価結果が、所定値以上か否かを判定する。図１４に示すように、細胞密度、シングルセル分散度、細胞の生存率等を組み合わせた総合評価が、所定値以上か否かを、制御部３６は判定する。

【0177】

実施結果の評価が所定値以上の場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、細胞製造システムＳは、細胞を製造する（ステップＳ７）。具体的には、上位コントローラ３０からの動作指令に基づき、ロボット１０が、細胞の播種に関するプロトコル、培地を交換に関するプロトコル、細胞の確認プロトコル、細胞の継代を行うプロトコル等の一連のプロトコルを順に実施して、細胞を製造する。

【0178】

プロトコル実施による評価が所定値以上である一連のプロトコルを順に従い、上位コントローラ３０に制御されて、ロボット１０が、細胞を製造する。

【0179】

細胞培養ｐ３の工程においては、細胞の播種に関するプロトコル、培地を交換に関するプロトコル、細胞の確認プロトコル、細胞の継代を行うプロトコル等のプロトコルに順に従い、ロボット１０が、細胞を製造する。

【0180】

入荷ｐ１から出荷ｐ７まで、それぞれの一連のプロトコルに従い、ロボット１０により細胞が製造されて、出荷される。

【0181】

このように、上位コントローラ３０が、ロボットが、修正情報に基づき修正されたプロトコルを使用して、細胞を製造するように制御する製造手段の一例として機能する。

【0182】

所定値以上でない場合（ステップＳ４；ＮＯ）、細胞製造システムＳは、プロトコルの修正情報を取得する（ステップＳ５）。具体的には、上位コントローラ３０が、基本操作、第１種の補足操作、第２種の補足操作、および、第３種の補足操作のうち少なくとも１つの操作の分類の情報を、プロトコルの修正情報として取得する。

【0183】

例えば、基本操作パラメータの変更の所定の範囲において、未だ試す基本操作パラメータがある場合、または、実験計画法で基本操作パラメータを変更していない場合等において、制御部３６は、基本操作によりプロトコルを修正するため、操作の分類の情報を、基本操作に設定する。

【0184】

試す基本操作パラメータがない場合、第１種の補足操作によりプロトコルを修正するため、操作の分類の情報を、第１種の補足操作に設定する。なお、第２種の補足操作、または、第３種の補足操作が設定されてもよい。これら操作の分類の情報が、作業を実施する際に追加する補足操作の情報の一例である。

【0185】

試す第１種の補足操作パラメータの範囲が終了した場合、第１種の補足操作によりプロトコルを修正するため、操作の分類の情報を、第２種の補足操作または第３の補足操作に設定する。

【0186】

基本操作の場合、図４に示すような画面４０において、プロトコル編集”Edit”のメニューが選択され、作業ｗｋ８の”TRANSFER”がクリックされ、図１５に示すように、基本操作パラメータの値を変更のための入力画面４２が出力部３３に表示されてもよい。上位コントローラ３０が、プロトコルの修正情報として、入力画面４２から、基本操作パラメータの変更の入力を受け付けてもよい。

【0187】

このように、上位コントローラ３０が、作業の実施の後、プロトコルを修正するために、作業を実施するための基準となり、作業にロボットが使用する器具に対する基本操作、および、当該基本操作を補足する補足操作のうち少なくとも１つの操作に対する修正情報を、取得するプロトコル修正情報取得手段の一例として機能する。

【0188】

次に、細胞製造システムＳは、プロトコルを修正する（ステップＳ６）。具体的には、上位コントローラ３０が、プロトコル修正のサブルーチンを実行して、受け付けた修正情報が基本操作の修正か補足操作の修正かの判定をして、プロトコルデータベース３２ｂを参照して、基本操作または補足操作の修正を行う。詳細は、プロトコル修正のサブルーチンにおいて後述する。

【0189】

（２．３ プロトコルの修正のサブルーチン）
次に、プロトコルの修正のサブルーチンについて、図を用いて説明する。

【0190】

図１６は、プロトコルの修正のサブルーチンを示すフローチャートである。図１７から図１９は、画面の一例を示す模式図である。

【0191】

図１６に示すように、細胞製造システムＳは、基本操作の修正か否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、上位コントローラ３０が、操作の分類の情報に基づき、取得したプロトコルの修正情報が基本操作の修正であるか否かを判定する。

【0192】

基本操作の修正の場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、細胞製造システムＳは、基本操作を修正する（ステップＳ１１）。具体的には、上位コントローラ３０がプロトコルデータベース３２ｂを参照して、基本操作パラメータの情報（操作の修正情報、基本操作の修正情報の一例）を取得する。上位コントローラ３０が、変更する基本操作パラメータを選択して、基本操作パラメータの値を変更して、変更された基本操作パラメータに基づいたプロトコルを生成する。例えば、基本操作パラメータの値の変更は、実験計画法により、様々な基本操作パラメータの組み合わせで実施された結果に基づき変更される。

【0193】

図１５に示すように、分注量、吸引時のチップＴの先端の高さ、吸引速度、吐出時のチップＴの先端の高さ、吐出速度、ピペッティングの繰り返し回数等が、基本操作パラメータの値の一例である。

【0194】

または、上位コントローラ３０が、評価結果に基づき、変更する基本操作パラメータを選択して、基本操作パラメータの値を変更してもよい。例えば、ステップＳ３における評価において、密度が低い場合は、上位コントローラ３０が、吐出時チップ先端の高さｈを低くして、ピペッティング回数ｎを上げる。また、シングルセル分散が少ない場合は、上位コントローラ３０が、吐出速度ｖとピペッティング回数ｎを上げる。生存率が低い場合は、上位コントローラ３０が、吐出時チップ先端の高さｈを高くして、吐出速度ｖとピペッティング回数ｎを下げる。

【0195】

図１７に示すように、上位コントローラ３０が、評価データベース３２ｃ、履歴データベース３２ｄ等を参照して、出力部３３に表示された”Suggestion”の画面４３を表示してもよい。プロトコルの修正情報として、修正する基本操作の候補や、修正する基本操作パラメータの値の候補、修正の方向性が算出される。

【0196】

上位コントローラ３０が、履歴データベース３２ｄを参照して機械学習等された結果に基づき、変更する基本操作パラメータを選択して基本操作パラメータの値を変更してもよい。上位コントローラ３０が、評価結果に基づき、評価データベース３２ｃ、履歴データベース３２ｄ等を参照して、機械学習のような人工知能を使用して、プロトコルの修正情報として、どのプロトコルに原因があるか特定し、プロトコルのどの作業に原因があるか、作業のどの操作に原因があるかを特定してもよい。

【0197】

なお、ステップＳ５において、上位コントローラ３０の制御部３６が、プロトコルの修正情報として、図１５に示すような入力画面４２を表示して、入力画面４２から基本操作パラメータの変更を単に受け付ける。そして、上位コントローラ３０が、基本操作パラメータの値を変更して、変更された基本操作パラメータに基づいたプロトコルを生成してもよい。例えば、ピペッティング回数の項目が選択され、回数が“３”から“４”に変更されたプロトコルが生成される。

【0198】

次に、ステップＳ２に戻り、修正されたプロトコルにより、細胞製造システムＳは、プロトコルを実施する。

【0199】

基本操作の修正でない場合（ステップＳ１０；ＮＯ）、細胞製造システムＳは、補足操作によりプロトコルを修正する（ステップＳ１２）。具体的には、基本操作の修正のみでは、プロトコルの実施結果の評価の十分な向上が得られない場合、上位コントローラ３０が、操作の分類の情報に基づき、第１種の補足操作、第２種の補足操作、または、第３種の補足操作によりプロトコルを修正する。

【0200】

第１種の補足操作の場合、具体的には、上位コントローラ３０がプロトコルデータベース３２ｂを参照して、プロトコルの修正情報として、値を変える固定値の情報を取得する。上位コントローラ３０が、値を変える固定値を選択して、固定値を他の値に変更して、第１種の補足操作に基づいたプロトコルを生成する。

【0201】

制御部３６が、図７に示すようなチップＴの傾きを変える第１種の補足操作を、プロトコルに加える。例えば、制御部３６が、プロトコルの作業ｗｋ８の”TRANSFER”の操作の中に、図７に示すようなチップＴの傾きを変えた第１種の補足操作を挿入する。

【0202】

なお、図１８に示すような入力画面４４が表示できるように、プロトコルの編集、実行等を行うプロトコルのアプリケーションソフトウェアが修正されてもよい。入力画面４４は、補足操作を表現した項目表示の一例として、第１種の補足操作に対応するパラメータの名称４４ａと、第１種の補足操作に対応するパラメータの入力欄４４ｂとを有する。これらのように、第１種の補足操作の固定値をパラメータ化してもよい。

【0203】

プロトコルのアプリケーションソフトウェアにおいて、プロトコルを編集して、第１種の補足操作が追加されてもよい。

【0204】

なお、ステップＳ５において、制御部３６が、出力部３３に入力画面４４を表示して、プロトコルの修正情報として、入力欄４４ｂから、第１種の補足操作によるプロトコルを修正を受け付けてもよい。

【0205】

このように、上位コントローラ３０が、補足操作の入力を受け付けるために、補足操作を表現した項目表示する表示手段の一例として機能する。

【0206】

上位コントローラ３０が、固定値を他の固定値に変えてもよいし、プログラム上、固定値になっている操作パラメータを変数化してもよい。制御部３６が、ロボットプログラムの中にコードとして記述されているが、未だ固定値になっている操作パラメータを変数化して、ある値に設定して、第１種の補足操作を生成してもよい。第１種の補足操作パラメータの値の変更は、実験計画法により、様々な補足操作パラメータの組み合わせで実施された結果に基づき変更されてもよい。

【0207】

次に、第２種の補足操作の場合、具体的には、上位コントローラ３０がプロトコルデータベース３２ｂを参照して、追加するまたは入れ替える第２種の補足操作を読み出す。上位コントローラ３０が、プロトコルにおいて、追加するまたは入れ替える操作のプロトコルの位置を特定して、第２種の補足操作を追加または入れ替えて、第２種の補足操作に基づいたプロトコルを生成する。

【0208】

制御部３６が、図８Ｂに示すように、分注器ｅ１により吐出するチップＴの位置を複数変える第２種の補足操作を、プロトコルの作業に加える。または、制御部３６が、図９または図１０に示すように、マイクロプレートｅ２を動かす第２種の補足操作を、プロトコルの作業に加えたり入れ替えたりする。

【0209】

プロトコルのアプリケーションソフトウェアにおいて、プロトコルを編集して、第２種の補足操作が追加されてもよい。

【0210】

上位コントローラ３０が、プロトコルにおいて、第２種の補足操作を追加、または、他の操作と入れ替える。上位コントローラ３０が、プロトコルからジョブに変換する際、ロボットプログラムに、第２種の補足操作を含むコードを生成する。

【0211】

図８Ｂに示すような第２種の補足操作の場合、図１９に示すように、入力画面４５が表示できるように、プロトコルのアプリケーションソフトウェアが修正されてもよい。入力画面４５は、補足操作を表現した項目表示の一例として、第２種の補足操作に対応するパラメータの名称４５ａと、第２種の補足操作に対応するパラメータの入力欄４５ｂとを有する。基本操作と区別でき補足操作と分かるように、名称４５ａおよびパラメータの入力欄４５ｂの表示が強調されてもよい。

【0212】

図１９に示すように、第２種の補足操作のような新たな手技には特定の名称を付けて、プロトコルのアプリケーションソフトウェアから選択可能にする。例えば、制御部３６が、プロトコルチャートの作業ｗｋ５をクリックして”Parameter of TRANSFER”のページおいて、”細胞回収手技：円弧かけ手技”の新操作の表示できるように表示を制御する。新操作の名称は、単なる識別名称でも、発案者の名前でも構わない。

【0213】

プロトコルのアプリケーションソフトウェアにおいて編集して、作成した新手技の第２種の補足操作は、補足操作ＩＤに関連付けて、新手技の名称、対応するジョブの情報と共に、プロトコルデータベース３２ｂに記憶される。プロトコルデータベース３２ｂにおける第２種の補足操作の内容は、他のロボットと共有化してもよい。

【0214】

なお、ステップＳ５において、制御部３６が、出力部３３に入力画面４５を表示して、プロトコルの修正情報として、入力欄４５ｂから、第２種の補足操作によるプロトコルを修正を受け付けてもよい。

【0215】

このように、上位コントローラ３０が、補足操作の入力を受け付けるために、補足操作を表現した項目表示する表示手段の一例として機能する。

【0216】

次に、第３種の補足操作の場合、具体的には、上位コントローラ３０がプロトコルデータベース３２ｂを参照して、値を大幅に変える操作パラメータ（基本操作パラメータ、補足操作をパラメータ化した補足操作パラメータ）および、操作パラメータの設定範囲の情報を、プロトコルの修正情報として取得する。上位コントローラ３０が、操作パラメータを選択して、操作パラメータ値の予め決められた限界値を超えた値に設定して、第３種の補足操作に基づいたプロトコルを生成する。上位コントローラ３０が、評価データベース３２ｃおよび履歴データベース３２ｄ等を参照して、機械学習等により、操作パラメータを選択して、変更するパラメータ値を設定してもよい。

【0217】

プロトコルのアプリケーションソフトウェアにおいて、プロトコルを編集して、第３種の補足操作が追加されてもよい。ステップＳ５において、制御部３６が、第３種の補足操作によるプロトコルの修正を、プロトコルの修正情報として受け付けてもよい。

【0218】

上位コントローラ３０が、基本操作および補足操作を組み合わせて、プロトコルの修正を行ってもよい。上位コントローラ３０が、履歴データベース３２ｄを参照して機械学習等された結果に基づき、プロトコルの修正を行ってもよい。

【0219】

次に、ステップＳ２に戻り、修正されたプロトコルにより、細胞製造システムＳは、プロトコルを実施する。

【0220】

（２．４ プロトコルチャートの作成）
次に、図４のプロトコルチャートの作成について説明する。

【0221】

プロトコルチャート作成装置として、例えば、上位コントローラ３０が、初期シンボル配置手段として、作業対象が収容される容器の初期状態を表す初期シンボルを配置する。

【0222】

次に、上位コントローラ３０が、順序線配置手段として、初期シンボルから第１の軸に沿った方向に容器に対する作業順序を示す順序線ｓＬを配置する。

【0223】

次に、上位コントローラ３０が、作業シンボル配置手段として、容器になされる作業を表す作業シンボルを、順序線ｓＬに沿って配置し、一の容器に対しなされる作業が複数ある場合に、当該作業を表す作業シンボルを順序線ｓＬに沿って並べて配置する。

【0224】

次に、上位コントローラ３０が、離間手段として、異なる容器についての初期シンボル、順序線ｓＬ及び作業シンボルの配置を、第１の軸に交差する第２の軸（例えば、作業線ｗＬ）に沿った方向に離間させる。

【0225】

次に、上位コントローラ３０が、修正情報表示手段として、作業シンボルの作業を実施するための基本となり、作業にロボット１０が使用する容器を含む器具に対する基本操作、および、当該基本操作を補足する補足操作のうち少なくとも１つの操作の修正情報を、当該作業シンボルに対応して表示させる。

【0226】

例えば、図４に示すような作業シンボルを選択すると、制御部３６が、図１５に示すように、基本操作の修正情報を、出力部３３に表示する。作業シンボルを選択すると、制御部３６が、図１８に示すように、基本操作および補足操作の修正情報として、パラメータの名称４４ａおよびパラメータの入力欄４４ｂを、出力部３３に表示する。作業シンボルを選択すると、制御部３６が、図１９に示すように、基本操作および補足操作の修正情報として、パラメータの名称４５ａおよびパラメータの入力欄４５ｂを、出力部３３に表示する。

【0227】

以上、本実施形態によれば、基本操作および補足操作のうち少なくとも１つの操作の修正情報により修正されたプロトコルで、均一な作業が可能なロボット１０が動作して、より効率的な作業を行い、細胞を製造するので、安定で歩留まりが高い細胞培養等を行い、細胞の製造の生産性を高めることができる。

【0228】

基本操作の修正情報が、基本操作における基本操作パラメータのパラメータ値であり、補足操作の修正情報が、作業を実施する際に追加する補足操作の情報である場合、基本操作がパラメータにより改善され、追加された補足操作により、修正されたプロトコルでロボット１０が動作して、より効率的な作業を行い、細胞を製造するので、安定で歩留まりが高い細胞培養等を行い、細胞の製造の生産性を高めることができる。

【0229】

補足操作に対するの修正情報が、プロトコルに従ってロボット１０に実行させるためのプログラムコードにおいて固定されている値を変える情報である場合、より効率的な作業に到達できる可能性がある。

【0230】

補足操作が、固定されている値を変えることにより生成される補足操作と異なり、新規に追加された操作である場合、より効率的な作業に到達できる可能性がある。

【0231】

補足操作の入力を受け付けるために、補足操作を表現した項目表示する場合、補足操作を選択できることにより、より簡易にプロトコルを修正できる。

【0232】

細胞培養が、細胞培養物の処理を含む場合、細胞培養物の製造の生産性を高めることができる。

【0233】

実施の結果が評価される場合、プロトコルに従った作業の実施を検証できる。

【0234】

さらに、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。上記各実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【符号の説明】

【0235】

１０：ロボット（細胞製造装置）
１４：ハンド
２０：ロボットコントローラ（細胞製造装置）
３０：上位コントローラ（細胞製造装置）
Ｓ：細胞製造システム
Ｗｋ１～Ｗｋ１０：作業
ｅ１～ｅ１１：器具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】