EP3881079A1 - Laborsystem mit zumindest teilweise vernetzten laborgeräten und verfahren zur steuerung eines laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten laborgeräten - Google Patents

Laborsystem mit zumindest teilweise vernetzten laborgeräten und verfahren zur steuerung eines laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten laborgeräten

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EP3881079A1
EP3881079A1 EP18814788.8A EP18814788A EP3881079A1 EP 3881079 A1 EP3881079 A1 EP 3881079A1 EP 18814788 A EP18814788 A EP 18814788A EP 3881079 A1 EP3881079 A1 EP 3881079A1
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EP
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laboratory
transport
samples
task
sample processing
Prior art date
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Application number
EP18814788.8A
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Inventor
Rainer Treptow
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Eppendorf SE
Original Assignee
Eppendorf SE
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Publication date
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Definitions

  • Laboratory system with at least partially networked laboratory devices and method for controlling a laboratory system with at least partially networked laboratory devices The present invention relates to a method for controlling a laboratory system with at least partially networked laboratory devices. Furthermore, the present invention relates to a laboratory system with at least partially networked laboratory devices.
  • Different versions of laboratory systems and methods for controlling laboratory systems are known from the prior art. Basically, two currents or two main forms have been established. On the one hand, largely fully automated laboratories or automatic laboratory machines are known, in which a large number of laboratory samples are processed with a laboratory machine that is generally statically configured and set up and largely self-contained.
  • laboratories or laboratory systems are known from the prior art, in which a large number of different laboratory devices are used, each of which is taken individually by corresponding ones Presets, settings and / or configurations can be used more flexibly for processing samples and for carrying out laboratory processes.
  • Presets, settings and / or configurations can be used more flexibly for processing samples and for carrying out laboratory processes.
  • several laboratory processes are usually necessary, which must be carried out accordingly by different laboratory devices, which means that considerable effort is required to deliver the samples to the corresponding laboratory devices .
  • Another disadvantage is that the transfer of the samples to be processed or processed further to the laboratory devices and between the laboratory devices is usually carried out by personnel, so that these activities are generally cost-intensive and nevertheless prone to errors.
  • the object of the present invention to provide a laboratory system with at least partially networked laboratory devices for processing samples and a method for controlling a laboratory system with at least one to propose partially networked laboratory devices for processing samples in which, on the one hand, a large number of different samples can be subjected to an almost unlimited number of processes or analyzes / examinations, whereby the resources of the laboratory system, in particular the laboratory devices, are optimally utilized.
  • this object is achieved in that a process detection step is provided in which the samples to be processed and / or with the samples are to be carried out via a detection unit Laboratory processes are recorded, whereby a status determination step is also provided in which feedback from the networked laboratory devices about the current and / or future status and / or the completion of a sample processing or a laboratory process of the laboratory devices is obtained, with a task update step being carried out in the one generated by a task generation unit at least from the samples and / or laboratory processes and / or based on the status of the laboratory devices, in particular taking into account predefined prioritization rules and / or weighting factors Task list is created or updated at least for the processing of certain samples with a certain laboratory device or a plurality of certain laboratory devices in a certain order, further guidance instructions being generated and output by a control system based on the current task list, with which the shipment is at least indirectly carried
  • the UAV or unmanned aircraft can be, for example, a drone, a quadrocopter, a multicopter or the like. Consequently, any flying robot that can perform a function, for example transport and / or environmental detection and / or a measuring process or the like, should be understood as a UAV in the sense of the present invention.
  • unmanned, flying small and very small robots should also be included in the term UAV, since just a transport weight of just a few grams has to be handled for the transport of individual or several samples, so that they are also small and inexpensive to buy and operate unmanned aircraft can advantageously be used in the system and method according to the invention.
  • the basic idea of the method according to the invention therefore provides, on the one hand, that all samples and the necessary sample processing are recorded centrally and / or decentrally using laboratory processes and updated accordingly, with the respective state or status being recorded or monitored by the laboratory devices provided for processing , in order finally to enable fast, perfectly documentable sample transfers to or from the laboratory devices with the help of means of transport in the form of unmanned aerial vehicles (03) (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), adapted to the current resources and tasks of the laboratory system.
  • UAV Unmanned Aerial Vehicle
  • sample traceability and sample processing documentation or Analysis documentation significantly improved and thus significantly enriched the quality management of the laboratory system.
  • the unmanned aircraft can be used to transport the samples safely, quickly, reliably and fully traceably to the respective laboratory equipment.
  • the networking of the laboratory devices can be implemented, for example, via a server-client structure. However, other network structures can also be used to network the laboratory devices with one another. Decentralized networking of laboratory devices is also possible.
  • the method steps such as the process acquisition step, the status determination step, the task update step, the management step and the means of transport control step, can be carried out centrally, in a decentralized manner, or managed.
  • an operator input interface can be provided with which the samples and the laboratory processes to be carried out with the samples are acquired.
  • the process acquisition step it can also be provided that the samples and / or the sample vessels receive a corresponding identification or identification means.
  • identification means for example barcodes or QR codes, can be used for this purpose.
  • known, predefined laboratory processes can be selected or new laboratory processes can be defined. It may also be possible to enable the import of laboratory processes defined elsewhere by means of appropriate networking with other data processing devices.
  • the status determination step needs a central or uniform component in that the status determination step after Possibility to request the status of all networked laboratory devices at a specific point in time and receive the corresponding feedback. It can be left open, however, whether the feedback of the networked laboratory devices comes together centrally at one point in the system after the generation of a corresponding request to all networked laboratory devices, or whether it is transmitted locally to different points in the system. However, it makes sense if, at least for security or security purposes, the feedback from the networked laboratory devices is received centrally at least at one point in the system and possibly saved.
  • the status determination step can be carried out by means and methods known per se for networking laboratory devices.
  • the laboratory devices can be directly or indirectly wired or wirelessly networked with one another via data processing means. Basically, different methods and means can be used and combined with each other. For example, a wireless connection or networking using wireless local area networks (WLAN) or Bluetooth can take place in addition or as an alternative to a wired networking via local area network, Ethernet or the like.
  • the task update step is a recursive step in the method according to the invention for controlling the laboratory system.
  • the task update step first determines the overall condition of the laboratory system and the samples recorded in or for the laboratory system, and thus also the condition of the laboratory equipment or the status of the laboratory equipment.
  • an optimization process is carried out in which the recorded samples and the associated laboratory processes correspond to corresponding laboratory devices and be assigned to a corresponding sequence of laboratory devices.
  • a "cost optimization” can be carried out, whereby so-called “costs” or “cost factors” are assigned to the samples, the transport routes, the waiting times of the samples, the laboratory processes, the laboratory equipment and many other details of the laboratory system and then with known minimization algorithms current minimum total costs of the system are determined, which in turn leads to a corresponding assignment of samples and laboratory processes to laboratory devices and a corresponding sequence of laboratory devices. Many other approaches which lead to maximization or minimization and thus to an effective distribution and processing of the samples are also known. In the previous example, the so-called “costs” should not necessarily be seen as economic or monetary costs, but rather as a measure of the effort involved in sample processing.
  • the result of this optimization process in the context of the task update step represents the respective current task list in which a corresponding processing plan or at least one currently next processing step is assigned or assigned to the respective samples and the laboratory processes to be carried out with the samples or to be carried out on the samples, whereby under processing step basically Every activity is to be understood that is carried out with or on the samples.
  • a line system As part of the line step, a line system generates and outputs a set of line instructions, or at least one line instruction, based on the current task list, in order to effect the corresponding line of samples or the at least indirect transfer of samples to at least one laboratory device.
  • the control system carries out the measures initiated or theoretically calculated as part of the task update step in order to increase the actual processing of the samples and thus the efficiency of the laboratory system.
  • the line instructions that are generated and output by the control system can include, for example, a combination of one or more samples, possibly with a current sample location and one or more target locations for the one or the plurality of samples.
  • a single line instruction can be created that contains all instructions.
  • a plurality of line instructions can also be generated, which describe or determine the line of the samples in groups for groups of samples or even individually for individual samples.
  • the line instructions can, for example, be output in terms of data technology.
  • a means of transport control system In the means of transport control step, a means of transport control system generates, based on the line instructions generated and output, means of transport control and transmits them to at least one means of transport designed as an unmanned aircraft for the transport of at least the detected samples. It can be provided that the means of transport control system is set up to again carry out an optimization process in which one Optimization with respect to the respective means of transport control instruction and the at least one unmanned aircraft is carried out, so that the sample transport ultimately caused by the means of transport control instructions is also carried out with minimal effort or minimized “costs” and thus the resources of the system, in particular also the unmanned aircraft or the at least one unmanned aircraft Plane, can be used optimally.
  • Means of transport control instructions are checked for freedom from conflict and modified in the event of a conflict with other means of transport control instructions. This makes it possible to ensure that, for example by updating the data relating to the system too high-frequency, in particular the status of the laboratory devices and the recorded and / or partially processed and / or processed samples,
  • Transport control instructions are generated and accordingly the transport, that is to say the at least one unmanned aircraft, is controlled or controlled in a manner that is contradictory or ineffective.
  • the means of transport coordination unit can thus serve as a threshold value or as a flyster reading function in order to prevent contradicting means of transport control instructions.
  • a more extensive conflict check which takes into account not only logical conflicts but also spatial conflicts, can prevent collisions, in particular if more than one unmanned aircraft is used as a means of transport in the laboratory system. Other types of conflicts can also be taken into account through the means of transport coordination.
  • a person preferably already the detected or detected presence of the person and / or the position and / or movement of a person in the room, in particular in the laboratory room, can be taken into account as a status change and as a resultant conflict and in particular can cause a possible safety shutdown .
  • method steps can be provided which recognize and / or detect the presence of people, for example by means of access control to the laboratory room and / or by means of sensors.
  • a means of transport localization is carried out in which at least a current position of at least one means of transport designed as an unmanned aircraft and / or the guidance instructions already transmitted to the unmanned aircraft are determined by the means of transport control system.
  • the determination of the current position of the unmanned aircraft can improve the optimization regarding the sample transfer, since it is possible to determine the “best” drone for the transfer or transport of one or more samples.
  • the location of the means of transportation can also be used to establish the spatial relationship between the means of transportation (s) and the laboratory system at the data technology level.
  • the positions of the unmanned aircraft can be linked to digital laboratory geodata.
  • the laboratory geodata represent the laboratory landscape topology, for example three-dimensionally as a point cloud.
  • the laboratory geodata is advantageously updated regularly.
  • the laboratory geodata can can be read out, for example, from barcodes, in particular 3d barcodes.
  • the method comprises a transport corridor assignment step in which a transport corridor for the transport, in particular of recorded samples, is assigned to a transport means designed as an unmanned aircraft.
  • the method can also include further corridor assignment steps, for example a security corridor assignment step, a movement corridor assignment step or a waiting corridor assignment step, each of which is assigned to at least one means of transport designed as an unmanned aircraft.
  • the corridors can in some cases be spatially separated from one another.
  • the corridors can be separated from the other laboratory by intermediate ceilings or suspended ceilings of the laboratory, of course corresponding entrances and exits to the corridors must be provided.
  • the corridors can also be formed or delimited by networks or comparable collecting devices. If the corridors are not structurally or physically separated from one another, it can also be provided that the system is set up to dynamically change the corridors.
  • a corridor generation unit can be provided which creates, changes or deletes corridors in a corridor generation step, for example depending on the overall situation of the system.
  • the time and thus the presence or absence of human personnel in the laboratory or in the laboratory system is taken into account in order to generate, change or delete corresponding corridors on the part of the system and / or by the method.
  • a large number of corridors for example transport corridors or the like, can be defined and used or flown by the unmanned aircraft that are not provided for collision prevention or collision avoidance can or should be provided if human operators or human personnel are / are present in the laboratory system.
  • a further method alternative provides a consumable demand determination step in which, depending on at least the process acquisition step, preferably also depending on the status determination step and / or the task update step, the need for consumables, preferably on the part of the laboratory devices, is determined, in particular individually for the respective laboratory equipment is determined and taken into account in the task update step.
  • the consumable requirement determination step can be used to determine or forecast in advance which laboratory equipment will use which consumables. This knowledge can in turn be taken into account in the task update step.
  • the consumable requirement determination step and its results can also be used to provide consumables to the laboratory devices early or at least in good time, in order to avoid bottlenecks when processing samples, in particular to avoid bottlenecks in the operation of the laboratory devices to prevent.
  • the consumable requirement determination step is integrated into the method in such a way that not only guidance instructions for the at least indirect disposition of recorded samples are generated and output, but also guidance instructions for the at least indirect disposition of required consumables are generated and output. Both a classic output, for example in paper form, can be provided, which is then carried out or processed by a human operator or laboratory staff.
  • the weight and possibly depending on a hazard class of the consumable it can also be provided that not only guidance instructions are generated and output, but also that transportation control instructions are generated and sent as part of the transport control step the unmanned aerial vehicle or aircraft are transmitted in order to transport consumables to the laboratory equipment. Due to the properties of the unmanned aircraft, consumables with a low weight and / or a small volume are particularly suitable for transportation by the unmanned aircraft.
  • a waste determination step can also be provided, in which, depending on the status notification step and / or depending on current or previous task lists, the waste generation, in particular for the respective laboratory device, is determined and taken into account in the task update step.
  • the waste determination step thus acts in a manner comparable to the consumable demand determination step, but not with regard to the consumables and their needs, but with regard to the waste that arises or arises in the laboratory devices and its Disposal or shipment.
  • guidance instructions for human operators or guidance instructions for the means of transportation control step are generated and output in order to dispose of the waste from the laboratory equipment either by human operators or by means of transportation designed as unmanned aircraft.
  • the type of waste, the amount of waste, in particular the weight and volume of the waste can be taken into account or included in the generation of the guidance instructions.
  • static and dynamic information on the respective laboratory device in particular in addition to sample processing, particularly preferably on planned maintenance or conversion work on laboratory devices, is taken into account in the status determination step.
  • the static information that can be taken into account includes, for example, a device class or a device type.
  • the dynamic information also includes other information, for example the date of a last calibration or calibration of the device and its components. This not only ensures that the sample treatment is optimized in terms of time and cost within the scope of the method according to the invention, but also ensures that an optimal quality management takes place in which certain samples or certain sample processing, in particular laboratory processes, only by appropriately approved or provided Laboratory equipment.
  • a sample tracking method can be provided with which, starting with the acquisition of the sample, the sample processing, in particular based on guidance instructions and / or means of transport instructions and / or means of transport identifiers and / or laboratory device identifiers, particularly preferably together with respective time stamps, tracked and / or logged until completion of the processing, in particular stored in a log database.
  • the method in particular in a form in which the means of transport completely take over the sample transport, enables seamless documentation of the development of each sample or the processing of each sample in the system, as well as the storage of the corresponding documentation for analysis purposes and quality management purposes.
  • the method comprises an optimization proposal method in which, in particular on the basis of a statistical evaluation of current and / or previous task lists and / or guiding instructions, suggestions for expanding the system, in particular with regard to the addition of laboratory devices and / or unmanned aircraft, created and / or issued.
  • the method comprises a sub-method that automatically identifies the bottlenecks, bottlenecks or bottlenecks of the sample processing, this identification being generated on the basis of the actual or previous sample processing and thus individually for the respective laboratory and its tasks or main focuses .
  • Sample quantities and their processing can also be provided so that future sample quantities and their processing are predicted within the framework of prediction methods, for example on the basis of self-learning algorithms or neural networks, the corresponding prediction being included in the proposal or the proposals for expanding the system within the framework of the optimization proposal process are taken into account.
  • the laboratory system can thus be adapted and optimized in a particularly advantageous manner with regard to the devices of the system, that is to say with regard to the hardware of the system, which in turn optimizes and / or shortens the sample treatment or sample processing.
  • a further exemplary embodiment of the method can provide, for example, that the method comprises an experiment planning step which is carried out after the process acquisition step and the status determination step and in which different options for performing sample processing are created and in particular output using the system, preferably subsequently a selection of an option, in particular by an operator, particularly preferably via an input, the selected option is transmitted to the task generation unit and is made the basis of a task update step.
  • This enables the user, for example, to recognize and select different possible sample processing alternatives based on preferences. For example, a situation may arise in which two or more alternative sample processing or sample processing operations are possible, but the respective operations would not be carried out using completely equivalent, alternative laboratory equipment, so that the user or operator has the opportunity to set preferences as to which laboratory equipment be used.
  • sample processing that is shorter in time may be preferred if the sample analysis or processing is particularly urgent, even if this results in a certain degree of accuracy or reliability of the result being lost.
  • an option can be selected for sample processing that accepts a longer processing time, but is only processed and processed using or with laboratory equipment that meets the corresponding high standards fulfill.
  • a further, particularly preferred embodiment of the method can also provide that a result checking step is carried out in which, after completion of a sample processing, a result, in particular at least one result value, is compared with a predetermined result, in particular at least one predetermined result value and / or an associated threshold value the task update step is carried out in the event of a deviation and / or overshoot, in order to create and / or update a task list repeating the sample processing, wherein preferably other laboratory devices are provided for the new sample processing than those in the already completed sample processing.
  • initiation or reinitiation of a corresponding sample processing is carried out independently or automatically by the system and the method.
  • reserve samples or verification samples are already recorded as part of the sample acquisition, but are still postponed from processing, so that even without further interaction with a user or user, for example to provide a further sample, depending on the result of the result check step of the method, the renewed sample processing or the processing of a reserve sample can be initiated and carried out fully automatically.
  • This measure can also significantly improve the quality management of the laboratory system and the method, since a largely automated option for carrying out test or reference measurements is provided, which also tries to rule out system-related errors or errors caused by the laboratory devices, since preference is given to the creation of the task list other laboratory devices are provided for the sample processing than in the previously performed or completed sample processing.
  • a, preferably periodically carried out, security step can be provided, in which at least one generated or updated task list is transmitted to a security means, in particular a security means comprised of at least one unmanned aircraft, and in particular is stored.
  • the backup means serves as a back-up for possible data loss on the part of the system or on the part of the system.
  • other important information about the system and the method for controlling the system can also be transmitted to the securing means and stored there. For example, the samples intended for processing and the associated laboratory processes can be periodically saved. The determined material requirement or the identified amount of waste can also be transferred to the means of security as part of the security step.
  • each of the unmanned aircraft comprises a corresponding securing means. Accordingly, in the event of a data loss or a partial data loss, this could initially a data exchange between the unmanned aircraft determines which of the unmanned aircraft stores the last or most recent backup of data in the corresponding security means. On the basis of this unmanned aircraft or its security means, a restoration of the data and a further distribution of the data to other instances of the system could then be initiated.
  • the security means is arranged, for example, on a data management device networked with the system or is linked to it.
  • access rights management takes place, in which, starting with the process acquisition and preferably up to the generation of a result of a sample processing, the information and data relating to the sample processing of an, in particular hierarchical, preferably multi-stage, access , in particular reading and / or writing restrictions, which are preferably changed by an operator performing the process acquisition step before, during or after the sample processing.
  • This ensures, on the one hand, that the sample processing itself, insofar as this is not desired, is changed, suspended, interrupted or otherwise manipulated by an operator or a person other than the person who carried out the process acquisition step. This serves primarily for quality assurance.
  • the corresponding data of the sample processing can be released to one or more people or groups of people.
  • a control or monitoring institution whether in the form of a computer or a human being, has access to the data and can possibly also change data during sample processing, right up to the termination of sample processing.
  • the data are made available to a research group or a research network, with read and / or write authorizations being able to be assigned again in stages. This enables in a particularly advantageous manner that the samples processed by the system can be integrated particularly effectively into larger or more complex work processes.
  • an optimal integration of the method for operating the laboratory system into a clinic workflow or into the workflows of a research project can be integrated, with the particular operator who carried out or carried out the process acquisition step being able to determine when and in a particularly advantageous manner for whom the data regarding sample processing can be viewed and / or edited.
  • the above-mentioned object is achieved in that the laboratory system has a detection unit for detecting samples to be processed and / or laboratory processes to be carried out with the samples, the system furthermore a
  • Status determination unit which is at least indirectly connected to the laboratory equipment and which is set up to
  • the laboratory system Task generation unit which is at least indirectly connected at least to the detection unit and the status determination unit and which at least from the recorded samples and / or laboratory processes and / or based on the status of the laboratory equipment, in particular taking into account predefined prioritization rules and / or weighting factors, a task list Processing of certain samples with certain laboratory devices or a plurality of certain laboratory devices in a certain order created or updated and preferably stored in a task database
  • the laboratory system further comprises a control system, which is at least indirectly connected to the task update unit and is set up based on the current task list of the task database, to generate and output guidance instructions with which, at least indirectly, the movement of the acquired samples leads to at least one laboratory device rd
  • the system also has a means of transport control system which is at least indirectly connected to the control system and which is set up
  • the other units of the system can be designed, arranged and linked in different ways. For example, it can be provided that all components, in particular units, are arranged and combined centrally in a data processing system. Alternatively, an arrangement distributed over a corresponding network can also be provided. Finally, it is also possible to integrate the units, devices and systems into the means of transport, i.e. into the unmanned aircraft, whereby on the one hand a corresponding redundancy of the system components can be provided, but on the other hand individual system components can also be assigned to individual unmanned aircraft and thus only single or singular can be provided.
  • the laboratory devices are traditionally arranged in a laboratory or a laboratory room. Basically this is also possible that the laboratory extends over several rooms of a building. An extension over several floors of a building can also be provided in principle.
  • the status determination unit, the task generation unit, the control system, the means of transport control system and the corresponding connections between these system components can be designed as components of a corresponding data processing system. It is possible that different units and systems certain devices or components of the
  • control system is set up to use
  • control system can be equipped with corresponding control mechanisms, which are able, for example, to check the contradiction of
  • Transport means localization system which is set up to determine at least a current position of at least one means of transport designed as an unmanned aircraft and / or the guidance instructions already transmitted to the unmanned aircraft from the means of transport control system.
  • Transport locating unit or the transport locating system can have transponders which are assigned to the unmanned aircraft.
  • the unit or the system can comprise an interrogation or inquiry device that is able to establish a data connection to the transponders, possibly only briefly, and to stimulate the transponders to send corresponding position or localization data back to the calling or inquiry unit .
  • known methods and devices can be used as positioning standards or as a localization mechanism.
  • the transponders can use a triangulation process to determine the current position in space.
  • Optical, in particular three-dimensional, optical methods can also be used to locate the unmanned aircraft in space. On the one hand, it can be provided that both the room itself or the laboratory system itself is monitored with corresponding optical detection units.
  • the unmanned aircraft have optical detection units, in particular for three-dimensional detection of the surroundings, by means of which the position and movement in space or in the laboratory system can be determined.
  • the laboratory system provision can be made for the laboratory system to have a transport corridor assignment unit which is set up to assign a transport corridor for the transport, in particular of recorded samples, to a means of transport designed as an unmanned aircraft.
  • a transport corridor assignment unit which is set up to assign a transport corridor for the transport, in particular of recorded samples, to a means of transport designed as an unmanned aircraft.
  • further function corridors can also be generated by a corresponding corridor assignment unit, changed and assigned to the unmanned aircraft for the respective purposes or in general.
  • the implementation of the transport corridor assignment unit or a comparable corridor assignment unit can turn out to be such that the means of transport control instructions are concretized or restricted in such a way that the unmanned aircraft can only use or fly over the appropriately assigned corridor.
  • the transport corridor assignment unit can also be designed in such a way that it is able to define limit values or boundary surfaces or boundary levels in space that correspond to the unmanned aircraft are transmitted and which serve to limit the movement of the unmanned aircraft in space.
  • a consumable demand determination unit which is set up to receive data from the acquisition unit, preferably also in interaction with the status determination unit and / or the task generation unit, and based on this To determine the need for consumables, preferably on the part of the laboratory devices, in particular to determine them individually for the respective laboratory devices and to transmit them to the task generation unit.
  • the need or the consumption of consumables on the part of the laboratory devices or other system components are both actually measured or monitored by appropriate sensors or are calculated or extrapolated on the basis of reports, in particular status reports of the laboratory devices recorded and received by the status determination unit.
  • the laboratory system comprises a waste determination unit, which is set up to receive data from the status determination unit and / or the task generation unit and, based on this, to determine the amount of waste, in particular for the respective laboratory device, and send it to the To transmit task generation unit.
  • a waste determination unit which is set up to receive data from the status determination unit and / or the task generation unit and, based on this, to determine the amount of waste, in particular for the respective laboratory device, and send it to the To transmit task generation unit.
  • the status determination unit is set up to receive and / or take into account static and dynamic information on the respective laboratory devices, in particular in addition to sample processing, especially on planned maintenance or conversion work on the laboratory device.
  • the task generation unit can generate or update an optimized task list in which corresponding downtimes of the respective laboratory devices or an at least slowed throughput of the laboratory devices already taken into account in a certain period of time. In this way, too, a significantly increased efficiency of use of the laboratory system can be achieved in a particularly advantageous manner.
  • a sample tracking unit is provided, which is set up, starting with the acquisition of the sample, the sample processing, in particular based on guidance instructions and / or means of transport control instructions and / or means of transport identifiers and / or laboratory device identifiers , particularly preferably together with the respective time stamps, to be tracked and logged until completion of the processing, in particular stored in a log database.
  • the sample tracking unit thus represents a particularly advantageous further development of already known digital laboratory books.
  • the unmanned aircraft as a means of transport and the appropriate monitoring or traceability of the means of transport and thus the samples themselves, a clear automation can also be achieved with regard to the digital laboratory book , which in turn means that errors, such as missing documentation, insufficient documentation or incorrect documentation, are avoided or at least minimized.
  • the entire sample transport takes place via the means of transport configured as unmanned aircraft from the time the sample is acquired, the entire sample processing can, for example, be documented fully automatically and stored in a corresponding log database.
  • sample processing not only the sample processing itself, but also corresponding processing results, measurement results or measurement values that arise or are incurred during the sample processing, together with the corresponding data on the course of the process Sample processing can be saved in the log database.
  • the networking between the laboratory devices and the laboratory system can also be used in a particularly advantageous manner, so that the corresponding data relating to a sample are combined both centrally and decentrally, for example in one, both with regard to sample processing and with regard to the results recorded or created by the laboratory devices Network storage or in a cloud storage device.
  • the laboratory system includes an optimization suggestion unit, which is set up for this purpose, in particular on the basis of a statistical evaluation of current and / or previous task lists and / or guiding instructions, suggestions for expanding the system, in particular with regard to the Addition of laboratory equipment and / or means of transport designed as unmanned aircraft to create and / or output.
  • an optimization suggestion unit which is set up for this purpose, in particular on the basis of a statistical evaluation of current and / or previous task lists and / or guiding instructions, suggestions for expanding the system, in particular with regard to the Addition of laboratory equipment and / or means of transport designed as unmanned aircraft to create and / or output.
  • a further particularly preferred embodiment of the laboratory system can comprise a test planning unit, which is set up to create and in particular output different options for carrying out the sample processing with the system, preferably the selected option after a selection of an option, in particular via an input unit Task generation unit is transmitted.
  • a test planning unit which is set up to create and in particular output different options for carrying out the sample processing with the system, preferably the selected option after a selection of an option, in particular via an input unit Task generation unit is transmitted.
  • this also ensures that certain preferences of the user or operator, in particular of the operator who carries out a sample acquisition, can be addressed. For example, an operator can accept a longer sample processing or a longer total time of sample processing if he wants to use correspondingly highly precise or highly accurate laboratory devices for the sample processing, which, however, either allow a lower sample throughput or are more frequently used than less precise laboratory devices.
  • the test planning unit can be set up in such a way that preferences or preference criteria are preset or can be defined manually. For example, preference criteria such as “fast”, “exact” can be predefined.
  • preference criteria such as "fast”, "exact” can be predefined.
  • a hierarchy of alternative laboratory devices can be defined in the context of the definition of planning criteria, the experiment planning unit then trying to implement the test planning with the preferred laboratory devices. This can also be used, for example, to meet customer requirements or externally specified requirements for the laboratory system. Accordingly, it can be provided that the test planning unit and the user interact or communicate with one another via a corresponding user interface and, as a result, create and select a preferred option for carrying out the sample processing.
  • the system includes a result checking unit which is set up to, after completion of a sample processing, a result, in particular at least one result value, with a predetermined result, in particular at least one predetermined result value and / or an associated threshold value, and in the event of a deviation and / or overshoot the task generation unit is to create and / or update a task list repeating the sample processing, preferably other laboratory devices being provided or selected for the new sample treatment than for the sample processing that has already been completed.
  • the result checking unit can further minimize or exclude systematic errors in the sample processing, so that overall the reliability of the results of the sample processing can be significantly increased.
  • the laboratory system can include a securing means, the securing means being particularly preferably comprised of at least one means of transport designed as an unmanned aircraft, and the securing means being set up to preferably receive and generate periodic, generated and updated task lists / or save. Corresponding security mechanisms are thereby introduced which lead to a failure of the laboratory system, for example on the basis of an at least partial data loss, being prevented.
  • a memory device and / or memory structure provided with access rights management is provided, which is set up to begin with the sample and / or process acquisition and preferably until a result of a sample processing is generated to subject the information and data relating to the sample processing to an, in particular hierarchical, access, in particular reading and / or writing restriction, which is preferably performed by an operator performing a sample and / or process acquisition step, can be changed during or after sample processing.
  • the integration of the laboratory system in a larger context for example in a medical institute, a scientific institute, a scientific research community or a hospital or a comparable institution, is particularly preferred because, in addition to the acquisition of the data relating to sample processing, its accessibility and distribution as well as their processing can be carried out particularly easily and at the same time securely, since the corresponding release and / or the granting of corresponding rights for processing the data is subject to a corresponding access restriction, which, however, can be changed or revoked by appropriately authorized users or operators.
  • Fig. 1 is a schematic flow diagram of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic representation of an inventive
  • FIG. 1 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention in accordance with a first embodiment.
  • a process detection step S1 is carried out, in which samples to be processed via a detection unit and / or laboratory processes to be carried out with the samples are recorded.
  • the process acquisition or process acquisition step S1 can be carried out manually or manually as well as partially or fully automated. For example, it can be provided that an operator detects a single or a plurality of samples and either specifies the associated laboratory processes itself or imports them from another location that is networked with the detection unit.
  • the sample or the samples are labeled accordingly so that an assignment of the sample to the processes of the process acquisition step is possible. For example, optical markings can be made on the sample container.
  • test planning can be carried out as part of test planning step S2.
  • the test planning step S2 can also be carried out after a status determination step S3.
  • the status determination step S3 is usually repeated or recursively, it can also be made dependent on the age or the last time the status determination step was carried out, whether the test planning step S2 already follows the process detection step S1 or only after one Status determination step S3 is performed.
  • different options for performing the sample processing with the system are created and, in particular, output, preferably after the selection of an option, for example by input from a user, the selected option is transmitted to the task generation unit and is made the basis of a task update step.
  • test planning step S2 the existing laboratory devices, their capacities or throughputs, their classification or other peculiarities can accordingly be taken into account.
  • predefined or personally defined experiment planning options or experiment planning criteria such as fastest experiment execution or fastest sample processing, can also be selected and / or taken into account.
  • the status determination step S3 follows in the test planning step S2, in which feedback from networked laboratory devices about the current and / or future status and / or the completion of sample processing is obtained from the laboratory devices.
  • a status request can be sent from the system or a central or decentralized point of the system to the individual laboratory devices, which then send back or report back a corresponding response, for example transmitted in a standard protocol, which can then be processed further by the system, in particular in the Task update step S4 can be included.
  • a task generation unit creates a task list, at least for processing specific ones, at least from the recorded samples and / or the recorded laboratory processes for the samples and at least on the basis of the status of the individual laboratory devices, in particular taking into account predefined prioritization rules and / or weighting factors Samples created or updated with a specific laboratory device or a plurality of specific laboratory devices in a specific order.
  • the result of the test planning step S2 can also be taken into account in the task update or the task update step S4.
  • the task list that is generated or updated in task update step S4 therefore contains a list of tasks for each sample, which provides which laboratory devices are required in which order for processing the sample.
  • the remaining processing or the laboratory devices still to be run can be distinguished from the laboratory devices already run through and the task list either updated accordingly or at least are characterized in such a way that a current image or a current image of the processing states of the individual samples is made possible at least from the sequence of the sample processing.
  • a security step can be carried out, in which at least one generated or updated task list of the task update step S4 is transmitted to a security means, in particular a security means comprised of at least one unmanned aircraft, and in particular stored. This ensures that in the event of a partial or complete loss of data, the last known situation of all samples in their processing can be reconstructed and the operation of the system or the method for operating the system can be resumed without any complications.
  • a control system In the following line step S5, a control system generates and outputs at least one control instruction based on the current task list, with which or at least indirectly the movement of acquired samples to at least one laboratory device is effected.
  • the generation and output of the guidance instructions is not restricted to guidance instructions for a machine or a technical device.
  • Guidance instructions to human operators or users of the system can also be performed as part of the line step generated and output, for example in the form of screen displays or other expenses.
  • a means of transport control step S6 can be carried out, in which means of transport control instructions are generated by a means of transport control system on the basis of guidance instructions and are transmitted to at least one means of transport designed as an unmanned aircraft, at least for the transport of detected samples.
  • the means of transport control instructions can have, for example, waypoints and destination points of a means of transport control.
  • a means of transport coordination S7 can be recursively connected to the means of transport control step S6, in which the control system checks new means of transport control instructions for freedom from conflict with other means of transport control by means of guidance instructions and already and / or existing means of transport control and, in the event of a conflict, with existing or still existing means of control
  • Means of transport control instructions are modified to prevent conflicts, in particular conflicts of a logical nature, as well as conflicts that involve a potential for collision of means of transport.
  • a transport corridor assignment step S8 or another corridor assignment step can be carried out, in which a transport corridor or another corridor is assigned to a means of transport, that is to say a means of transport designed as an unmanned aircraft.
  • a sample is then moved from a first location, for example a location of detection, to a second location, for example a laboratory device Implementation of a laboratory process.
  • a second location for example a laboratory device Implementation of a laboratory process.
  • the described method steps S4 to S9 can be repeated or repeated until the respective sample reaches the end of the sample processing or the completion of the last laboratory process Has.
  • a result check step S10 which extends to the last sample processing or to the last transport step S9, for example from a last laboratory device to a storage or ejection point, a result, in particular at least one result value with a predetermined result, in particular, can be obtained after the sample processing has been completed at least one predefined result value and / or an associated threshold value is compared and, in the event of a deviation and / or overshoot, the task update step S4 is carried out in order to create and / or update a task list repeating the sample processing, preferably other laboratory devices are provided for sample processing than for the already completed sample processing.
  • the results can be stored in the context of a storage step S11.
  • the storage step S11 can also be carried out successively in parallel with the respective steps of the sample processing in order to ensure that data or results are not lost during the sample processing.
  • the corresponding results of the sample processing can be published in a publication step S12 or a step for access rights management, the information and data relating to the results of the sample processing corresponding to a hierarchical, preferred multi-level, access, especially read and / or write restrictions.
  • This release is preferably carried out by the operator performing the process acquisition step in order, for example, to release the corresponding information and data to a work group, a connected hospital or a research community.
  • the publication step S12 can already be carried out at another time in the method. It can also be provided that publication steps S12 are provided at various points in order to partially publish, change, undo or only change the degree of publication, that is to say the levels of access restriction, of the information and data.
  • a sample tracking method S13 can be carried out, with which the sample processing, starting in particular with the acquisition of the sample, in particular based on guidance instructions and / or means of transportation control and / or means of transportation identifiers and / or laboratory equipment identifiers, particularly preferably together with respective time stamps, to tracked and / or logged at the end of processing, in particular stored in a log database. Accordingly, it is provided in the embodiment of FIG.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a system 10 according to the invention in accordance with a first embodiment.
  • the system comprises a large number of laboratory devices 01, which in the example of FIG. 2 are networked with a central data processing system 02 via corresponding connections 03.
  • the system 10 comprises a large number of means of transport designed as unmanned aircraft 04.
  • the central data processing system 02 is in turn with a Detection unit 05 connected, which in turn comprises an input and / or output interface 06 and is also linked to a data processing device 07 which is set up to define laboratory processes.
  • the central data processing system 02 for example the status determination unit, the task generation unit, the control system and the means of transport control system can be arranged. However, the corresponding units and systems can also be arranged or integrated elsewhere, for example on the part of the unmanned aircraft 04. Both the central data processing system 02 and the unmanned aircraft 04 can be provided with components of a transport locating unit which serve to determine the at least current position of the unmanned aircraft 04 and / or guidance instructions already transmitted to the unmanned aircraft 04.
  • the unmanned aircraft 04 can be used to move samples 07 from a detection location 08 to the laboratory devices 01.
  • the transport of the samples 07 between the laboratory devices 01 can also be accomplished by the means of transport designed as unmanned aircraft 04.
  • the laboratory devices 01 and other central points for arranging, storing, transferring or staying with samples 07 are provided with landing sites 09 for the unmanned aircraft 04, the landing sites 09 preferably being designed such that when the unmanned vehicles land Aircraft 04 automatically makes electrical contact between a contact point of the landing site 09 and a contact point of the unmanned aircraft 04, so that the unmanned aircraft 04 lies on or sits on the Landing area 09 a charge of an energy store 11 of the unmanned aircraft 04 can be reached.
  • the power supply to the unmanned aircraft 04 can be maintained for a long, preferably unlimited time.
  • Optical landing units comprised by the unmanned aircraft 04 can be used for the landing of the unmanned aircraft 04, in particular for the precise landing for contacting the contact points.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten zur Bearbeitung von Proben mittels von den Laborgeräten ausgeführten Laborprozessen umfassend - einen Prozesserfassungsschritt (S1), in dem über eine Erfassungseinheit (05) zu bearbeitende Proben und/oder mit den Proben durchzuführende Laborprozesse erfasst werden; - einen Statusermittlungsschritt (S3), in dem eine Rückmeldung von vernetzten Laborgeräten über den aktuellen und/oder zukünftigen Status und/oder den Abschluss einer Probenbearbeitung seitens der Laborgeräte eingeholt wird; - einen Aufgabenaktualisierungsschritt (S4), in dem von einer Aufgabenerzeugungseinheit zumindest aus den erfassten Proben und/oder Laborprozessen und/oder auf Grund des Status der Laborgeräte, insbesondere unter Berücksichtigung von vordefinierten Priorisierungsregeln und/oder Gewichtungsfaktoren, eine Aufgabenliste zumindest zur Bearbeitung von bestimmten Proben mit einem bestimmten Laborgerät oder einer Mehrzahl bestimmter Laborgeräte in einer bestimmten Reihenfolge erstellt oder aktualisiert wird; - einen Leitungsschritt (S5), in dem von einem Leitsystem basierend auf der aktuellen Aufgabenliste Leitanweisungen erzeugt und ausgegeben werden, mit denen zumindest mittelbar die Verbringung von erfassten Proben zu zumindest einem Laborgerät bewirkt werden; und - einen Transportmittelsteuerschritt (S6), in dem von einem Transportmittelsteuersystem anhand von Leitanweisungen Transportmittelsteueranweisungen erzeugt und an zumindest ein als ein UAV (unbemanntes Flugzeug (04), unmanned aerial vehicle) ausgebildetes Transportmittel zumindest zum Transport von erfassten Proben übermittelt werden.

Description

Laborsystem mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten und Verfahren zur Steuerung eines Laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Laborsystem mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Ausprägungen von Laborsystemen und Verfahren zur Steuerung von Laborsystemen bekannt. Dabei haben sich grundsätzlich zwei Strömungen oder zwei Hauptausprägungen etabliert. Einerseits sind weitestgehend vollautomatisierte Labore oder Laborautomaten bekannt, bei denen mit einem in der Regel statisch konfigurierten und eingerichteten, in sich weitestgehend geschlossenen Laborautomaten eine hohe Anzahl von Laborproben bearbeitet werden. Einer der Nachteile der bekannten vollautomatisierten oder zumindest hochautomatisierten Laborsysteme liegt bisher darin, dass die besagten Laborautomaten wenig bis keine Flexibilität in der Bearbeitung von Proben zulassen. Dies bedeutet, dass die hoch- oder vollautomatisierten Laborsysteme lediglich in der Lage sind, wenige standardisierte Probenbearbeitungsprozesse auszuführen bzw. Laborprozesse abzuarbeiten. Damit sind derartige Laborsysteme nur geeignet und können nur dann wirtschaftlich betrieben werden, wenn eine besonders hohe Menge an Proben mit einem oder wenigen standardisierten Laborprozessen bearbeitet oder untersucht werden müssen.
Weiter sind aus dem Stand der Technik Labore oder Laborsysteme bekannt, bei denen eine Vielzahl unterschiedlicher Laborgeräte zum Einsatz kommt, die jeweils für sich genommen durch entsprechende Voreinstellungen, Einstellungen und/oder Konfigurierungen flexibler zur Bearbeitung von Proben und zur Durchführung von Laborprozessen genutzt werden können. Um eine Probe vollständig zu bearbeiten, also vollständig zu untersuchen oder zu analysieren, sind dabei jedoch in der Regel mehrere Laborprozesse notwendig, die entsprechend von unterschiedlichen Laborgeräten ausgeführt werden müssen, wobei dementsprechend ein erheblicher Aufwand entsteht, um die Proben an die entsprechenden Laborgeräte zu verbringen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Verbringung der zu bearbeitenden oder weiter zu bearbeitenden Proben zu den Laborgeräten und zwischen den Laborgeräten in der Regel von Personal durchgeführt wird, sodass diese Tätigkeiten insgesamt kostenintensiv und trotzdem fehleranfällig sind. Außerdem ist bei einer Probenbeförderung oder einem Probentransport zwischen den Laborgeräten durch menschliche Bediener oder Bearbeiter nicht ohne weiteres sicherzustellen, dass die Probenbearbeitung korrekt und akkurat protokolliert wird, was jedoch sowohl für die Aussagekraft des Ergebnisses der Probenbearbeitung oder Probenanalyse als auch für die immer wichtiger werdende Zertifizierung von Laboren und Laborsystemen für gewisse Tätigkeiten oder Probebearbeitungen von immanenter Wichtigkeit ist. Schließlich besteht ein weiterer Nachteil darin, dass bei einem Laborsystem mit einer Vielzahl von Laborgeräten durch nicht erkennbare oder erkannte systembedingte Engpässe oder Überkapazitäten die Ressourcen des Laborsystems nur unzureichend genutzt werden können, was einerseits zu einer unnötig langen Bearbeitungszeit der Proben führt und andererseits die durchschnittlichen Kosten der Probenbearbeitung erhöht.
Ausgehend von dem vorangehend beschriebenen Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Laborsystem mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten zur Bearbeitung von Proben sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten zur Bearbeitung von Proben vorzuschlagen, bei dem einerseits eine Vielzahl von unterschiedlichen Proben einer fast unbegrenzten Anzahl von Bearbeitungen oder Analysen/Untersuchungen unterzogen werden kann, wobei gleichzeitig die Ressourcen des Laborsystems, insbesondere der Laborgeräte, optimal ausgenutzt werden.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zur Steuerung eines Laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten zur Bearbeitung von Proben mittels von den Laborgeräten ausgeführten Laborprozessen dadurch gelöst, dass ein Prozesserfassungsschritt vorgesehen ist, in dem über eine Erfassungseinheit die zu bearbeitenden Proben und/oder mit den Proben durchzuführende Laborprozesse erfasst werden, wobei weiter ein Statusermittlungsschritt vorgesehen ist, in dem eine Rückmeldung von den vernetzten Laborgeräten über den aktuellen und/oder zukünftigen Status und/oder den Abschluss einer Probenbearbeitung oder eines Laborprozesses der Laborgeräte eingeholt wird, wobei weiter ein Aufgabenaktualisierungsschritt durchgeführt wird, in dem von einer Aufgabenerzeugungseinheit zumindest aus den erfassten Proben und/oder Laborprozessen und/oder aufgrund des Status der Laborgeräte, insbesondere unter Berücksichtigung von vordefinierten Priorisierungsregeln und/oder Gewichtungsfaktoren, eine Aufgabenliste zumindest zur Bearbeitung von bestimmten Proben mit einem bestimmten Laborgerät oder einer Mehrzahl bestimmter Laborgeräte in einer bestimmten Reihenfolge erstellt oder aktualisiert wird, wobei weiter in einem Leitungsschritt von einem Leitsystem basierend auf der aktuellen Aufgabenliste Leitanweisungen erzeugt und ausgegeben werden, mit denen zumindest mittelbar die Verbringung von erfassten Proben zu zumindest einem Laborgerät bewirkt werden und wobei zudem in einem Transportmittelsteuerschritt, in dem von einem Transportmittelsteuersystem anhand von Leitanweisungen Transportmittelsteueranweisungen erzeugt und insbesondere an zumindest einen als ein UAV (unbemanntes Flugzeug, Unmanned Aerial Vehicle) ausgebildetes Transportmittel zum Transport zumindest von erfassten Proben übermittelt werden.
Bei dem UAV oder unbemannten Flugzeug kann es sich beispielsweise um eine Drohne, einen Quadrocopter, einen Multicopter oder dergleichen handeln. Folglich soll jeglicher fliegender Roboter, der eine Funktion, beispielsweise einen Transport und/oder eine Umgebungserfassung und/oder eine Messvorgang oder dergleichen ausführen kann als UAV im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Insbesondere auch unbemannte, fliegende Klein- und Kleinstroboter sollen vom Begriff UAV mit umfasst sein, da gerade für den Transport von einzelnen oder mehreren Proben nur ein Transportgewicht von wenigen Gramm bewältigt werden muss, so dass auch entsprechend kleine und in der Anschaffung und im Betrieb günstige unbemannte Flugzeuge im erfindungsgemäßen System und Verfahren vorteilhaft zum Einsatz kommen können.
Der erfindungsgemäße Grundgedanke des Verfahrens sieht also einerseits vor, dass alle Proben sowie die notwendige Probenbearbeitung anhand von Laborprozessen zentral und/oder dezentral erfasst und entsprechend aktualisiert werden, wobei gleichermaßen der jeweilige Zustand oder der jeweilige Status von den zur Bearbeitung vorgesehen Laborgeräten erfasst oder überwacht wird, um schließlich mit der Hilfe von Transportmitteln in Form von unbemannten Flugzeugen (03) (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) eine schnelle, an die aktuellen Ressourcen und Aufgaben des Laborsystems angepasste und einwandfrei dokumentierbare Probenverbringung zu oder von den Laborgeräten zu ermöglichen. Dadurch werden einerseits die Effektivität und der Durchsatz des Laborsystems erheblich gesteigert. Gleichzeitig werden die Probenverfolgbarkeit und die Probenbearbeitungsdokumentation oder Analysedokumentation erheblich verbessert und damit insgesamt das Qualitätsmanagement des Laborsystems deutlich bereichert. Schließlich können mit den unbemannten Flugzeugen die Proben sicher, schnell, zuverlässig und vollständig nachverfolgbar zu den jeweiligen Laborgeräten transportiert werden.
Die Vernetzung der Laborgeräte kann beispielsweise über eine Server- Client Struktur realisiert sein. Es können aber auch andere Netzwerkstrukturen verwendet werden, um die Laborgeräte miteinander zu vernetzen. Auch dezentrale Vernetzungen der Laborgeräte sind möglich. Gleichermaßen können die Verfahrensschritte, wie beispielsweise der Prozesserfassungsschritt, der Statusermittlungsschritt, der Aufgabenaktualisierungsschritt, der Leitungsschritt und der Transportmittelsteuerschritt zentral oder dezentral ausgeführt, veranlasst oder verwaltet werden. Für den Prozesserfassungsschritt über die Erfassungseinheit kann beispielsweise eine Bedienereingabeschnittstelle vorgesehen sein, mit der die Proben und die mit den Proben durchzuführenden Laborprozesse erfasst werden. Im Prozesserfassungsschritt kann zudem vorgesehen sein, dass die Proben und/oder die Probengefäße eine entsprechende Kennzeichnung oder Identifizierungsmittel erhalten. Beispielsweise können hierzu optische Identifizierungsmittel, beispielsweise Barcodes oder QR-Codes, zum Einsatz kommen. Im Rahmen des Prozesserfassungsschritts können dabei bekannte, vordefinierte Laborprozesse ausgewählt werden oder neue Laborprozesse definiert werden. Auch kann es möglich sein, über entsprechende Vernetzung mit sonstigen Datenverarbeitungsgeräten einen Import von an anderer Stelle definierten Laborprozessen zu ermöglichen.
Der Statusermittlungsschritt braucht insofern eine zentrale oder einheitliche Komponente, als dass der Statusermittlungsschritt nach Möglichkeit den Status aller vernetzten Laborgeräte zu einem bestimmten Zeitpunkt anfragt und entsprechend zurückgemeldet bekommt. Ob jedoch im Anschluss an die Erzeugung einer entsprechenden Anfrage an alle vernetzten Laborgeräte die Rückmeldung der vernetzten Laborgeräte zentral an einer Stelle des Systems zusammenläuft oder gleich dezentral an verschiedene Stellen des Systems übermittelt wird, kann offen bleiben. Sinnvoll ist es jedoch, wenn zumindest zu Sicherheits- oder Sicherungszwecken die Rückmeldung der vernetzten Laborgeräte zumindest an einer Stelle im System zentral empfangen und ggf. gespeichert wird. Der Statusermittlungsschritt kann über an sich bekannte Mittel und Methoden zur Vernetzung von Laborgeräten erfolgen. Beispielsweise können die Laborgeräte mittelbar oder unmittelbar über Datenverarbeitungsmittel kabelgebunden oder kabellos miteinander vernetzt sein. Hierzu können grundsätzlich verschiedene Methoden und Mittel zum Einsatz kommen und miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann eine kabellose Verbindung oder Vernetzung mittels Wireless Local Area Networks (WLAN) oder Bluetooth zusätzlich oder alternativ zu einer kabelgebundenen Vernetzung über Local Area Network, Ethernet oder dergleichen erfolgen.
Wie auch der Statusermittlungsschritt ist der Aufgabenaktualisierungsschritt ein rekursiver Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung des Laborsystems. In dem Aufgabenaktualisierungsschritt wird im weitesten Sinne zunächst der Gesamtzustand des Laborsystems und der im oder für das Laborsystem erfassten Proben ermittelt und damit auch der Zustand der Laborgeräte oder der Status der Laborgeräte erfasst. Auf der Grundlage dieses Gesamtzustandes des Systems, der durch die erfassten Proben und/oder Laborprozesse und auf dem Status der Laborgeräte beruht, wird ein Optimierungsverfahren durchgeführt, bei dem die erfassten Proben und die dazugehörigen Laborprozesse entsprechenden Laborgeräten sowie einer entsprechenden Reihenfolge von Laborgeräten zugeordnet werden. Für den Optimierungsprozess gibt es grundsätzlich eine Vielzahl bekannter Verfahren, die beispielsweise im Rahmen datentechnischer Algorithmen abgebildet und ausgeführt werden können. Beispielsweise kann eine„Kostenoptimierung“ durchgeführt werden, wobei den Proben, den Transportwegen, den Wartezeiten der Proben, den Laborprozessen, den Laborgeräten und vielen weiteren Einzelheiten des Laborsystems sogenannte „Kosten“ oder „Kostenfaktoren“ zugeordnet werden und anschließend mit an sich bekannten Minimierungsalgorithmen die aktuellen Mindestgesamtkosten des Systems bestimmt werden, was wiederum zu einer entsprechenden Zuordnung von Proben und Laborprozessen zu Laborgeräten und einer entsprechenden Reihenfolge von Laborgeräten führt. Auch viele andere Ansätze, die zu einer Maximierung oder Minimierung und damit zu einem effektiven Verteilen und Bearbeiten der Proben führen, sind bekannt. Im vorangegangenen Beispiel sind die sogenannten „Kosten“ nicht zwangsläufig als wirtschaftliche oder monetäre Kosten zu betrachten, sondern vielmehr als Maß für den Aufwand der Probenbearbeitung. Das Ergebnis dieses Optimierungsverfahrens im Rahmen des Aufgabenaktualisierungsschritts stellt die jeweils aktuelle Aufgabenliste dar, in der den jeweiligen Proben und den mit den Proben durchzuführenden oder an den Proben auszuführenden Laborprozessen ein entsprechender Bearbeitungsplan oder zumindest ein aktuell nächster Bearbeitungsschritt zugewiesen oder zugeordnet wird, wobei unter Bearbeitungsschritt grundsätzlich jede Tätigkeit zu verstehen ist, die mit oder an den Proben ausgeführt wird. Dazu gehört insbesondere auch die Verbringung von Proben zu Laborgeräten, aber auch zu anderen Orten, wie beispielsweise Warteplätzen, Lagerplätzen, Ein- und Ausschleusungsplätzen und dergleichen mehr. Es ist jedoch auch vorteilhaft möglich, vor, während und/oder nach der Probenbearbeitung die wirtschaftlichen Kosten mit zu erfassen und ggf. zu minimieren. Dadurch wird ein besonders hohes Maß an Kostentransparenz geschaffen.
Im Rahmen des Leitungsschritts wird von einem Leitungssystem basierend auf der aktuellen Aufgabenliste ein Satz von Leitungsanweisungen, zumindest aber eine Leitungsanweisung, erzeugt und ausgegeben, um die entsprechende Leitung von Proben oder die zumindest mittelbare Verbringung von Proben zu zumindest einem Laborgerät zu bewirken. Damit führt das Leitsystem im Rahmen des Leitungsschrittes die Maßnahmen aus, die im Rahmen des Aufgabenaktualisierungsschritts eingeleitet oder theoretisch berechnet wurden, um die tatsächliche Bearbeitung der Proben und damit die Effizienz des Laborsystems zu steigern. Die Leitungsanweisungen, die vom Leitsystem erzeugt und ausgegeben werden, können beispielsweise eine Kombination aus einer oder mehrerer Proben, ggf. mit einem aktuellen Probenstandort sowie einem oder mehreren Zielorte für die eine oder die Mehrzahl von Proben umfassen. Dabei kann eine einzige Leitungsanweisung erzeugt werden, die alle Anweisungen enthält. Alternativ können aber auch eine Mehrzahl von Leitungsanweisungen erzeugt werden, die gruppiert für Gruppen von Proben oder sogar einzeln für einzelne Proben die Leitung der Proben beschreiben oder bestimmen. Die Ausgabe der Leitungsanweisungen kann beispielsweise datentechnisch erfolgen.
In dem Transportmittelsteuerschritt werden von einem Transportmittelsteuersystem anhand der erzeugten und ausgegebenen Leitungsanweisungen Transportmittelsteueranweisungen erzeugt und an zumindest ein als unbemanntes Flugzeug ausgebildetes Transportmittel zum Transport zumindest von erfassten Proben übermittelt. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Transportmittelsteuersystem dazu eingerichtet ist, wiederum ein Optimierungsverfahren durchzuführen, bei dem eine Optimierung hinsichtlich der jeweiligen Transportmittelsteueranweisung und dem zumindest einen unbemannten Flugzeug durchgeführt wird, sodass der von den Transportmittelsteueranweisungen letztendlich bewirkte Probentransport ebenfalls mit minimiertem Aufwand oder minimierten „Kosten“ durchgeführt wird und somit die Ressourcen des Systems, insbesondere auch die unbemannten Flugzeuge oder das zumindest eine unbemannte Flugzeug, optimal genutzt werden.
Gemäß einer ersten bevorzugten Verfahrensvariante kann zudem vorgesehen sein, dass ein Transportmittelkoordinierungsschritt ausgeführt wird, in dem von dem Leitsystem anhand von Leitanweisungen und bereits bestehenden und/oder noch bestehenden T ransportmittelsteueranweisungen neue
Transportmittelsteueranweisungen auf Konfliktfreiheit überprüft und im Konfliktfall mit anderen Transportmittelsteueranweisungen abgeändert werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass, beispielsweise durch eine zu hochfrequente Aktualisierung der Daten bezüglich des Systems, insbesondere des Status der Laborgeräte und der erfassten und/oder teilbearbeiteten und/oder bearbeiteten Proben,
Transportmittelsteueranweisungen erzeugt werden und entsprechend die Transportmittel, also das zumindest eine unbemannte Flugzeug, in einer Weise angesteuert oder gesteuert wird, die widersprüchlich oder uneffektiv ist. Damit kann die Transportmittelkoordinierungseinheit als Schwellwert oder als Flysteresefunktion dienen, um sich widersprechende Transportmittelsteueranweisungen zu verhindern. Außerdem kann durch eine weitergefasste Konfliktprüfung, die nicht nur logische Konflikte, sondern auch räumliche Konflikte berücksichtigt, eine Kollisionsverhinderung gewährleistet werden, insbesondere wenn mehr als ein unbemanntes Flugzeug in dem Laborsystem als Transportmittel zum Einsatz kommt. Auch weitere Arten von Konflikten können durch den Transportmittelkoordinierungsschritt berücksichtigt werden. Beispielsweise kann auch das Handeln einer Person, bevorzugt bereits die erkannte oder erfasste Anwesenheit der Person und/oder die Position und/oder Bewegung einer Person im Raum, insbesondere im Laborraum, als eine Statusänderung und als daraus resultierender Konflikt berücksichtigt werden und insbesondere eine eventuelle Sicherheitsabschaltung bewirken. Entsprechend können Verfahrensschritte vorgesehen sein, die die Anwesenheit von Personen, beispielsweise mittels einer Zugangskontrolle zum Laborraum und/oder mittels Sensorik, erkennen und/oder erfassen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass in dem Rahmen des Verfahrens ein Transportmittellokalisierungsschritt ausgeführt wird, in dem zumindest eine aktuelle Position zumindest eines als unbemanntes Flugzeug ausgebildeten Transportmittels und/oder die an das unbemannte Flugzeug bereits übermittelten Leitanweisungen vom Transportmittelsteuersystem ermittelt werden. Dadurch kann neben einer grundsätzlichen Kollisionsverhinderung eine aktuelle Kollisionsüberwachung oder Kollisionsvermeidung gewährleistet werden. Außerdem kann durch die Bestimmung der aktuellen Position der unbemannten Flugzeuge die Optimierung bezüglich der Probenverbringung verbessert werden, da es möglich ist, die„beste“ Drohne für die Verbringung oder den Transport einer oder mehrerer Proben zu bestimmen. Durch den Transportmittellokalisierungsschritt kann auch die räumliche Beziehung zwischen dem oder den Transportmittel(n) und dem Laborsystem auf datentechnischer Ebene hergestellt werden. Dazu können die Positionen der unbemannten Flugzeuge mit digitalen Labor-Geodaten verknüpft werden. Die Labor-Geodaten bilden, beispielsweise dreidimensional als Punktwolke, die Laborlandschaftstopologie ab. Vorteilhaft werden die Labor-Geodaten regelmäßig aktualisiert. Die Laborgeodaten können beispielsweise aus Barcodes, insbesondere 3d-Barcodes ausgelesen werden.
Weiter kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Verfahren einen Transportkorridor-Zuweisungsschritt umfasst, in dem einem als unbemanntes Flugzeug ausgebildetes Transportmittel ein Transportkorridor zum Transport, insbesondere erfasster Proben, zugewiesen wird. Neben einem Transportkorridor-Zuweisungsschritt kann das Verfahren auch weitere Korridorzuweisungsschritte, beispielsweise einen Sicherheitskorridor-Zuweisungsschritt, einen Bewegungskorridor- Zuweisungsschritt oder eine Wartekorridor-Zuweisungsschritt umfassen, die jeweils zumindest einem als unbemanntes Flugzeug ausgebildeten Transportmittel zugewiesen werden. Dadurch kann insbesondere beim Einsatz einer Vielzahl von unbemannten Flugzeuge die Betriebssicherheit des gesamten Laborsystems gewährleistet werden, da im dreidimensionalen Raum des Laborsystems den Transportmitteln oder unbemannten Flugzeugen je nach Situation, Aufgabe oder aufgrund anderer Grundlagen entsprechende Aufenthalts- und/oder Bewegungskorridore zugewiesen werden. Die Korridore können dabei teilweise räumlich voneinander getrennt sein. Beispielsweise können die Korridore durch Zwischendecken oder abgehängte Decken des Labors vom sonstigen Labor getrennt sein, wobei entsprechend Zu- und Ausgänge zu den Korridoren selbstredend vorgesehen werden müssen. Alternativ oder zusätzlich können die Korridore auch durch Netze oder vergleichbare Auffangvorrichtungen ausgebildet oder abgegrenzt werden. Soweit die Korridore nicht baulich oder physisch voneinander getrennt sind, kann auch vorgesehen sein, dass das System dazu eingerichtet ist, die Korridore dynamisch zu verändern. Beispielsweise kann eine Korridorerzeugungseinheit vorgesehen sein, die in einem Korridorerzeugungsschritt, beispielsweise abhängig von der Gesamtsituation des Systems, Korridore erzeugt, verändert oder löscht. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Uhrzeit und damit die Anwesenheit oder Abwesenheit von menschlichem Personal im Labor oder im Laborsystem berücksichtigt wird, um seitens des Systems und/oder durch das Verfahren entsprechende Korridore zu erzeugen, zu verändern oder zu löschen. Denn beispielsweise nachts, wenn keine menschlichen Bediener oder Bearbeiter des Laborsystems im Laborsystem anwesend sein können oder dürfen, kann eine Vielzahl von Korridoren, beispielsweise Transportkorridore oder dergleichen, definiert und von den unbemannten Flugzeugen benutzt oder beflogen werden, die zur Kollisionsverhinderung oder zur Kollisionsvermeidung nicht vorgesehen werden können oder vorzusehen sind, wenn menschliche Bediener oder menschliches Personal im Laborsystem anwesend ist/sind.
Eine weitere Verfahrensalternative sieht einen Verbrauchsmittel-Bedarfs ermittlungsschritt vor, in dem in Abhängigkeit von zumindest dem Pro zesserfassungsschritt, bevorzugt auch in Abhängigkeit von dem Status ermittlungsschritt und/oder dem Aufgabenaktualisierungsschritt, der Bedarf an Verbrauchsmitteln, bevorzugt seitens der Laborgeräte, ermittelt, insbesondere einzeln für die jeweiligen Laborgeräte, ermittelt und im Aufgabenaktualisierungsschritt berücksichtigt wird. Dies kann zu unterschiedlichen vorteilhaften Weiterbildungen des Systems und des Verfahrens genutzt werden. Denn einerseits kann durch den Verbrauchsmittel-Bedarfsermittlungsschritt schon im Vorfeld ermittelt oder prognostiziert werden, bei welchem Laborgerät welche Verbrauchsmittel zur Neige gehen. Dieses Wissen kann wiederum bei dem Aufgabenaktualisierungsschritt berücksichtigt werden. Gleichermaßen kann jedoch auch der Verbrauchsmittel-Bedarfsermittlungsschritt und dessen Ergebnisse genutzt werden, um frühzeitig oder zumindest rechtzeitig Verbrauchsmittel an den Laborgeräten zur Verfügung zu stellen, um Engpässe bei der Bearbeitung von Proben, insbesondere um Engpässe bei dem Betrieb der Laborgeräte, zu vermeiden oder vorzubeugen. Weiter kann vorgesehen sein, dass der Verbrauchsmittel- Bedarfsermittlungsschritt derart in das Verfahren eingebunden wird, dass nicht nur Leitanweisungen zum zumindest mittelbaren Verbringen von erfassten Proben erzeugt und ausgegeben werden, sondern dass auch Leitanweisungen zum zumindest mittelbaren Verbringen von benötigten Verbrauchsmitteln erzeugt und ausgegeben werden. Dabei kann sowohl eine klassische Ausgabe, beispielsweise in Papierform, vorgesehen sein, die dann von einem menschlichen Bediener oder Laborpersonal ausgeführt oder abgearbeitet wird. Je nach Verbrauchsmittel, insbesondere abhängig von dem Volumen, dem Gewicht und ggf. in Abhängigkeit einer Gefahrenklasse des Verbrauchsmittels, kann jedoch auch vorgesehen sein, dass nicht nur Leitanweisungen erzeugt und ausgegeben werden, sondern dass auch im Rahmen des T ransportmittelsteuerschritts T ransportmittelsteueranweisungen erzeugt und an das oder die unbemannten Flugzeuge übermittelt werden, um Verbrauchsmittel zu den Laborgeräten zu transportieren. Durch die Eigenschaften der unbemannten Flugzeuge eignen sich dabei insbesondere Verbrauchsmittel mit einem geringen Gewicht und/oder einem geringen Volumen zum Transport durch die unbemannten Flugzeuge.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann zudem ein Abfallermittlungsschritt vorgesehen sein, in dem in Abhängigkeit von dem Statusmitteilungsschritt und/oder in Abhängigkeit von aktuellen oder früheren Aufgabenlisten das Abfallaufkommen, insbesondere für das jeweilige Laborgerät, ermittelt wird und im Aufgabenaktualisierungsschritt berücksichtigt wird. Der Abfallermittlungsschritt wirkt damit in vergleichsbarer Weise wie der Verbrauchsmittel-Bedarfsermittlungsschritt, jedoch nicht bezüglich der Verbrauchsmittel und deren Bedarf, sondern bezüglich des bei den Laborgeräten entstehenden oder anfallenden Abfalls und dessen Entsorgung oder Verbringung. Dementsprechend kann ebenfalls vorgesehen sein, dass Leitanweisungen für menschliche Bediener oder Leitanweisungen für den Transportmittelsteuerschritt erzeugt und ausgegeben werden, um entweder durch menschliche Bediener oder durch die als unbemannte Flugzeuge ausgestaltete Transportmittel den Abfall von den Laborgeräten zu entsorgen. Auch hierbei kann die Art des Abfalls, die Menge des Abfalls, insbesondere das Gewicht und das Volumen des Abfalls, berücksichtigt oder in die Erzeugung der Leitanweisungen einbezogen werden.
Zudem kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass im Statusermittlungsschritt statische und dynamische Informationen zu dem jeweiligen Laborgerät, insbesondere zusätzlich zu einer Probenbearbeitung, besonders bevorzugt zu geplanten Wartungs- oder Umbauarbeiten an Laborgeräten, berücksichtigt werden. Zu den statischen Informationen, die berücksichtigt werden können, zählen beispielsweise eine Geräteklasse oder ein Gerätetyp. Zu den dynamischen Informationen gehören, neben den Wartungs- und Umbauarbeiten an dem Laborgerät, auch sonstige Informationen, beispielsweise das Datum einer letztmaligen Kalibrierung oder Eichung des Geräts und dessen Komponenten. Damit kann nicht nur sichergestellt werden, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zeitliche und kostenmäßige Optimierung der Probenbehandlung stattfindet, sondern auch gewährleistet werden, dass ein optimales Qualitätsmanagement stattfindet, in dem gewisse Proben oder gewisse Probenbearbeitungen, insbesondere Laborprozesse, nur von entsprechend zugelassenen oder vorgesehenen Laborgeräten ausgeführt werden.
Wie bereits vorangehend an verschiedenen Stellen erwähnt, besteht ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Möglichkeit, die Probenverfolgung zu effektivieren und von Fehlern zu befreien. Um diese Möglichkeit zu verwirklichen, kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ein Probenverfolgungsverfahren vorgesehen sein, mit dem, beginnend mit dem Erfassen der Probe, die Probenbearbeitung, insbesondere basierend auf Leitanweisungen und/oder Transportmittelanweisungen und/oder Transportmittelidentifikatoren und/oder Laborgeräte-Identifikatoren, besonders bevorzugt zusammen mit jeweiligen Zeitstempeln, bis zum Abschluss der Bearbeitung nachverfolgt und/oder protokolliert, insbesondere in einer Protokolldatenbank gespeichert wird. Damit ermöglicht das Verfahren, insbesondere in einer Ausprägung, in der die Transportmittel den Probentransport vollständig übernehmen, eine lückenlose Dokumentation des Werdegangs einer jeden Probe oder der Bearbeitung einer jeden Probe im System sowie die Speicherung der entsprechenden Dokumentation zu Analysezwecken und Zwecken des Qualitätsmanagements.
Zudem kann in einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen sein, dass das Verfahren ein Optimierungsvorschlagsverfahren umfasst, in dem, insbesondere auf der Basis einer statistischen Auswertung von aktuellen und/oder früheren Aufgabenlisten und/oder Leitanweisungen, Vorschläge zur Erweiterung des Systems, insbesondere bezüglich der Ergänzung von Laborgeräten und/oder unbemannten Flugzeugen, erstellt und/oder ausgegeben werden. Dies bedeutet mit anderen Worten ausgedrückt, dass das Verfahren ein Teilverfahren umfasst, welches automatisch die Engstellen, Engpässe oder Flaschenhälse der Probenbearbeitung identifiziert, wobei diese Identifikation aufgrund der tatsächlich aktuellen oder früheren Probenbearbeitung und damit individuell für das jeweilige Labor und dessen Aufgaben oder Schwerpunkten erzeugt wird. Neben der Berücksichtigung von Daten bezüglich dem aktuellen oder früheren Probenaufkommen und deren Bearbeitung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass im Rahmen von Vorhersageverfahren, beispielsweise auf der Grundlage selbstlernender Algorithmen oder neuronaler Netzwerke, ein zukünftiges Probenaufkommen und deren Bearbeitung vorhergesagt wird, wobei die entsprechende Vorhersage in den Vorschlag oder die Vorschläge zur Erweiterung des Systems im Rahmen des Optimierungsvorschlagsverfahrens berücksichtigt werden. Damit kann das Laborsystem auf besonders vorteilhafte Weise hinsichtlich der Vorrichtungen des Systems, also hinsichtlich der Hardware des Systems, angepasst und optimiert werden, wodurch wiederum die Probenbehandlung oder Probenbearbeitung optimiert und/oder verkürzt wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens kann beispielsweise vorsehen, dass das Verfahren ein Versuchsplanungsschritt umfasst, welcher im Anschluss an den Prozesserfassungsschritt und den Statusermittlungsschritt ausgeführt wird und in dem unterschiedliche Optionen zur Durchführung der Probenbearbeitung mit dem System erstellt und insbesondere ausgegeben werden, wobei bevorzugt im Anschluss an eine Auswahl einer Option, insbesondere durch einen Bediener, besonders bevorzugt über eine Eingabe, die gewählte Option der Aufgabenerzeugungseinheit übermittelt und zur Grundlage eines Aufgabenaktualisierungsschritt gemacht wird. Dies ermöglicht dem Benutzer beispielsweise anhand von Präferenzen unterschiedliche mögliche Alternativen der Probenbearbeitung zu erkennen und auszuwählen. Beispielsweise kann eine Situation entstehen, in der zwei oder mehr alternative Probenbearbeitungen oder Durchführungen einer Probenbearbeitung möglich sind, die jeweiligen Durchführungen aber nicht mittels vollständig gleichwertigen, alternativen Laborgeräten durchgeführt werden würden, sodass der Benutzer oder Bediener die Chance hat, Präferenzen zu setzen, welche Laborgeräte verwendet werden. Damit kann beispielsweise eine zeitlich kürzere Probenbearbeitung bevorzugt werden, wenn die Probenanalyse oder die Probenbearbeitung besonders eilig ist, auch wenn dadurch ein gewisses Maß an Genauigkeit oder Verlässlichkeit des Resultats eingebüßt wird. Andererseits kann bei einer Probenbearbeitung, die ein besonders hohen Wert auf die Genauigkeit des Ergebnisses legt, eine Option zu einer Probenbearbeitung gewählt werden, die eine längere Bearbeitungszeit in Kauf nimmt, dafür aber ausschließlich über oder mit Laborgeräten bearbeitet und prozessiert wird, die entsprechend hohe Standards erfüllen.
Eine weitere, besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens kann zudem vorsehen, dass ein Ergebnisprüfschritt durchgeführt wird, in dem nach Abschluss einer Probenbearbeitung ein Ergebnis, insbesondere zumindest ein Ergebniswert, mit einem vorgegebenen Ergebnis, insbesondere zumindest einem vorgegebenen Ergebniswert und/oder einem dazugehörigen Schwellwert, verglichen wird und bei einer Abweichung und/oder Überschreitung der Aufgabenaktualisierungsschritt durchgeführt wird, um eine die Probenbearbeitung wiederholende Aufgabenliste zu erstellen und/oder zu aktualisieren, wobei bevorzugt andere Laborgeräte für die erneute Probenbearbeitung vorgesehen werden, als die bei der bereits abgeschlossenen Probenbearbeitung. Dadurch kann in besonders vorteilhafter Art und Weise realisiert werden, dass systematische, insbesondere durch die Laborgeräte verursachte Fehler bei der Probenbearbeitung ausgeschlossen werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Initiierung oder Reinitiierung einer entsprechenden Probenbearbeitung selbständig bzw. automatisch von dem System und dem Verfahren ausgeführt werden. Zu diesem Zwecke aber auch zu ähnlichen oder verwandten Zwecken kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im Rahmen der Probenerfassung Reserveproben oder Verifikationsproben bereits erfasst, aber von der Bearbeitung noch zurückgestellt werden, sodass auch ohne eine weitere Interaktion mit einem Anwender oder Benutzer, beispielsweise zur Bereitstellung einer weiteren Probe, abhängig vom Ergebnis des Ergebnisprüfungsschritts des Verfahrens die erneute Probenbearbeitung oder die Bearbeitung einer Reserveprobe vollständig automatisiert initiiert und durchgeführt werden kann. Auch durch diese Maßnahme lässt sich das Qualitätsmanagement des Laborsystems sowie des Verfahrens deutlich verbessern, da eine weitgehend automatisierte Möglichkeit zur Durchführung von Test- oder Referenzmessungen vorgesehen ist, die zudem systembedingte oder von den Laborgeräten verursachte Fehler versucht auszuschließen, da bei der Erstellung der Aufgabenliste bevorzugt andere Laborgeräte für die Probenbearbeitung vorgesehen werden, als bei der vorangehend durchgeführten oder abgeschlossenen Probenbearbeitung.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Variante des Verfahrens kann ein, bevorzugt periodisch durchgeführter, Sicherungsschritt vorgesehen sein, in dem zumindest eine erzeugte oder aktualisierte Aufgabenliste an ein Sicherungsmittel, insbesondere ein von zumindest einem unbemannten Flugzeug umfasstes Sicherungsmittel, übertragen und insbesondere gespeichert wird. Das Sicherungsmittel dient als Back-up für einen möglichen Datenverlust seitens des Systems oder eines Teils des Systems. Neben der Aufgabenliste können auch weitere wichtige Informationen des Systems und des Verfahrens zur Steuerung des Systems an das Sicherungsmittel übertragen und dort gespeichert werden. Beispielsweise können die zur Bearbeitung vorgesehenen Proben sowie die dazugehörigen Laborprozesse periodisch gesichert werden. Auch der festgestellte Materialbedarf oder das identifizierte Abfallaufkommen kann im Rahmen des Sicherungsschritts an das Sicherungsmittel übertragen werden. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass jedes der unbemannten Flugzeuge ein entsprechendes Sicherungsmittel umfasst. Dementsprechend könnte dann im Fall eines Datenverlusts oder eines Teildatenverlusts zunächst durch einen Datenaustausch zwischen den unbemannten Flugzeugen festgestellt werden, welches der unbemannten Flugzeuge die letzte oder jüngste Sicherung von Daten in dementsprechenden Sicherungsmitteln bevorratet. Ausgehend von diesem unbemannten Flugzeug bzw. dessen Sicherungsmittel könnte dann eine Wiederherstellung der Daten und eine Weiterverbreitung der Daten an andere Instanzen des Systems initiiert werden. Zusätzlich oder alternativ zu der Anordnung der Sicherungsmittel in dem oder in den unbemannten Flugzeug(en) kann auch vorgesehen sein, dass das Sicherungsmittel beispielsweise auf einem mit dem System vernetzten Datenverwaltungsgerät angeordnet oder mit diesem verknüpft ist.
Ebenfalls kann in einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens vorgesehen sein, dass eine Zugriffsrechteverwaltung stattfindet, in der beginnend mit der Prozesserfassung und bevorzugt bis zu einer Erzeugung eines Ergebnisses einer Probenbearbeitung die die Probenbearbeitung betreffende Informationen und Daten einer, insbesondere hierarchischen, bevorzugt mehrstufigen, Zugriffs-, insbesondere Lese- und/oder Schreibbeschränkung, unterliegen, welche bevorzugt von einem den Prozesserfassungsschritt durchführenden Bediener vor, während oder nach der Probenbearbeitung geändert werden kann. Dadurch wird einerseits sichergestellt, dass die Probenbearbeitung selbst, soweit dieses nicht gewünscht ist, von einem anderen Bediener oder einer anderen Person als derjenigen, die den Prozesserfassungsschritt durchgeführt hat, verändert, ausgesetzt, abgebrochen oder in sonstiger Weise manipuliert wird. Dies dient in erster Linie der Qualitätssicherung. Weiter kann jedoch, soweit dies gewünscht ist, nicht nur aber gerade auch, im Nachgang zum Abschluss der Probenbearbeitung die entsprechenden Daten der Probenbearbeitung an jeweils eine oder mehrere Personen oder Personengruppen freigegeben werden. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass schon bereits während der Probenbearbeitung eine Kontroll- oder Überwachungsinstitution, sei es in Form eines Computers oder eines Menschen, Zugriff auf die Daten erhält und ggf. auch Daten ändern kann, bis hin zu einem Abbruch einer Probenbearbeitung. Aber auch nach der Probenbearbeitung kann, beispielsweise zu wissenschaftlichen Kooperationszwecken, vorgesehen sein, dass die Daten einer Forschungsgruppe oder einem Forschungsnetzwerk zur Verfügung gestellt werden, wobei abermals abgestuft Lese- und/oder Schreibberechtigungen vergeben werden können. Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise ermöglicht, dass die von dem System bearbeitenden Proben besonders effektiv in größere oder komplexere Arbeitsabläufe integriert werden können. Beispielsweise kann dadurch eine optimale Integration des Verfahrens zum Betrieb des Laborsystems in einen Klinikworkflow oder in die Abläufe eines Forschungsprojekts eingebunden werden, wobei besonders vorteilhaft zunächst der jeweilige Bediener, der den Prozesserfassungsschritt durchführt oder durchgeführt hat, in der Lage ist, zu bestimmen, wann und für wen die Daten bezüglich der Probenbearbeitung einsehbar und/oder bearbeitbar sind.
Bezüglich des Laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten zur Bearbeitung von Proben mittels von den Laborgeräten ausgeführten Laborprozessen wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Laborsystem eine Erfassungseinheit zur Erfassung von zu bearbeitenden Proben und/oder mit den Proben durchzuführenden Laborprozesse aufweist, wobei das System ferner eine
Statusermittlungseinheit umfasst, welche zumindest mittelbar mit den Laborgeräten verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist,
Rückmeldungen von vernetzten Laborgeräten über den aktuellen und/oder zukünftigen Status und/oder den Abschluss einer Probenbearbeitung seitens der Laborgeräte anzufragen und/oder zu empfangen und/oder zusammenzufassen, und wobei das Laborsystem darüber hinaus eine Aufgabenerzeugungseinheit umfasst, welche zumindest mittelbar zumindest mit der Erfassungseinheit und der Statusermittlungseinheit verbunden ist und welche zumindest aus den erfassten Proben und/oder Laborprozessen und/oder aufgrund des Status der Laborgeräte, insbesondere unter Berücksichtigung von vordefinierten Priorisierungsregeln und/oder Gewichtungsfaktoren, eine Aufgabenliste zumindest zur Bearbeitung von bestimmten Proben mit bestimmten Laborgeräten oder einer Mehrzahl bestimmter Laborgeräte in einer bestimmten Reihenfolge erstellt oder aktualisiert und bevorzugt in einer Aufgabendatenbank speichert, wobei das Laborsystem außerdem ein Leitsystem umfasst, wobei dieses zumindest mittelbar mit der Aufgabenaktualisierungseinheit verbunden ist und dazu eingerichtet ist, basierend auf der aktuellen Aufgabenliste der Aufgabendatenbank, Leitanweisungen zu erzeugen und auszugeben, mit denen zumindest mittelbar die Verbringung von erfassten Proben zu zumindest einem Laborgerät bewirkt wird, und wobei das System außerdem ein Transportmittelsteuersystem aufweist, welches zumindest mittelbar mit dem Leitsystem verbunden ist und welches dazu eingerichtet ist, anhand von Leitanweisungen Transportmittelanweisungen zu erzeugen und an zumindest ein als unbemanntes Flugzeug (UAV, Unmanned Aerial Vehicle) ausgebildetes Transportmittel, zumindest zum Transport von erfassten Proben zu übermitteln.
Im Zusammenhang mit dem Laborsystem soll grundsätzlich auch auf die vorangehende Beschreibung des Verfahrens zu dessen Betrieb verwiesen werden, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden. Auch hinsichtlich der vorteilhaften Wirkungen der Systemkomponenten kann, soweit dieses bereits erfolgt ist, auf die entsprechenden Verfahren oder Verfahrensschritte verwiesen werden, welche in Bezug auf das Verfahren zur Steuerung des Laborsystems bereits beschrieben wurden. Auch bei dem erfindungsgemäßen Laborsystem besteht die Grundidee darin, einen möglichst genauen und aktuellen Überblick über den Gesamtzustand, also über die erfassten Proben sowie die an den Proben durchzuführenden Laborprozesse und die Laborgeräte, zu erhalten, um basierend darauf zumindest den Transport der Proben zwischen den Laborgeräten sowie zu und von den Laborgeräten dahingehend zu optimieren, dass die Ressourcen des Systems optimal genutzt und der Transport gleichzeitig schnell, sicher und dokumentierbar abgearbeitet wird. Dadurch wird ebenfalls ermöglicht, dass das System den Benutzer in die Lage versetzt, eine deutliche Verbesserung bei der
Probennachverfolgbarkeit bzw. bei der Probendokumentation zu erreichen, indem die von den als unbemannte Flugzeuge ausgestalteten Transportmittel ausgeführten Transportvorgänge ohne weiteres exakt dokumentiert und gespeichert werden können.
Neben den Laborgeräten und Mitteln zur Vernetzung der Laborgeräte, den als unbemannte Flugzeuge ausgestalteten Transportmitteln sowie der Erfassungseinheit zur Erfassung von zu bearbeitenden Proben können die sonstigen Einheiten des Systems auf unterschiedliche Art und Weise ausgestaltet, angeordnet und verknüpft sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass alle Bestandteile, insbesondere Einheiten, zentral in einer Datenverarbeitungsanlage angeordnet und zusammengefasst sind. Alternativ kann aber auch eine über ein entsprechendes Netzwerk verteilte Anordnung vorgesehen sein. Schließlich ist auch möglich, die Einheiten, Vorrichtungen und Systeme in die Transportmittel, also in die unbemannten Flugzeuge, zu integrieren, wobei einerseits eine entsprechende Redundanz der Systemkomponenten vorgesehen sein kann, andererseits jedoch auch einzelne Systemkomponenten einzelnen unbemannten Flugzeugen zugeordnet und damit nur einfach oder singulär vorgesehen sein können. Die Laborgeräte sind klassischerweise in einem Labor oder einem Laborraum angeordnet. Dabei ist grundsätzlich auch möglich, dass sich das Labor über mehrere Räume eines Gebäudes erstreckt. Auch eine Erstreckung über mehrere Etagen eines Gebäudes kann grundsätzlich vorgesehen werden. Die Statusermittlungseinheit, die Aufgabenerzeugungseinheit, das Leitsystem, das Transportmittelsteuersystem sowie die entsprechenden Verbindungen zwischen diesen Systemkomponenten können als Bestandteile einer entsprechenden Datenverarbeitungsanlage ausgestaltet sein. Dabei ist es möglich, dass verschiedene Einheiten und Systeme gewisse Vorrichtungen oder Komponenten der
Datenverarbeitungsanlage gemeinsam nutzen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass verschiedene Einheiten auf die gleiche Speichereinrichtung zurückgreifen, die gleiche Recheneinheit benutzen oder den gleichen Arbeitsspeicher verwenden. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass einzelne oder alle Einheiten und
Komponenten des Systems an sich abgeschlossene oder einzelne Datenverarbeitungseinheiten ausbilden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung des Laborsystems kann vorgesehen sein, dass das Leitsystem dazu eingerichtet ist, anhand von
Leitanweisungen und bereits erzeugten und/oder noch bestehenden Transportmittelanweisungen neue Transportmittelanweisungen auf
Konfliktfreiheit zu überprüfen und im Konfliktfall mit anderen
Transportmittelanweisungen abzuändern. Dazu kann das Leitsystem mit entsprechenden Kontrollmechanismen ausgestattet sein, die beispielsweise in der Lage sind, die Widersprüchlichkeit von
Transportmittelsteueranweisungen zu identifizieren und/oder in der Lage sind, mögliche Kollisionen zwischen Transportmitteln basierend auf dem aktuellen Satz von Transportmittelanweisungen zu identifizieren. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Laborsystems kann zudem vorgesehen sein, dass eine Transportmittellokalisierungseinheit oder ein
Transportmittellokalisierungssystem vorgesehen ist, welches dazu eingerichtet ist, zumindest eine aktuelle Position zumindest eines als unbemanntes Flugzeug ausgebildeten Transportmittels und/oder die an das unbemannte Flugzeug bereits übermittelten Leitanweisungen vom Transportmittelsteuersystem zu ermitteln. Die
Transportmittellokalisierungseinheit oder das Transportmittellokalisierungssystem kann Transponder aufweisen, die den unbemannten Flugzeugen zugeordnet sind. Ferner kann die Einheit oder das System eine Abfrage- oder Anfrageeinrichtung umfassen, die dazu in der Lage ist, eine Datenverbindung zu den Transpondern, ggf. nur kurzzeitig, aufzubauen und die Transponder anzuregen, entsprechende Positions- oder Lokalisierungsdaten an die Aufruf- oder Anfrageeinheit zurückzusenden. Als Positionierungsstandards oder als Lokalisierungsmechanismus können grundsätzlich bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann von den Transpondern mittels eines Triangulationsverfahrens die aktuelle Position im Raum bestimmt werden. Aber auch optische, insbesondere dreidimensionale optische Verfahren können zur Lokalisierung der unbemannten Flugzeuge im Raum verwendet werden. Dabei kann einerseits vorgesehen sein, dass sowohl der Raum selbst oder das Laborsystem selbst mit entsprechenden optischen Erfassungseinheiten überwacht wird. Zudem kann vorgesehen sein, dass die unbemannten Flugzeuge optische Erfassungseinheiten, insbesondere zur dreidimensionalen Erfassung der Umgebung, aufweisen, anhand derer die Position und Bewegung im Raum bzw. im Laborsystem ermittelt werden können. In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des Laborsystems kann vorgesehen sein, dass das Laborsystem eine Transportkorridor-Zuweisungseinheit aufweist, welche dazu eingerichtet ist, einem als unbemanntes Flugzeug ausgebildeten Transportmittel ein Transportkorridor zum Transport, insbesondere erfasster Proben, zuzuweisen. Wie oben bereits bezüglich des Verfahrens zum Betrieb des Laborsystems beschrieben, können auch weitere Funktionskorridore von einer entsprechenden Korridorzuweisungseinheit erzeugt, verändert und dem unbemannten Flugzeug zu den jeweiligen Zwecken oder allgemein zugewiesen werden. Die Umsetzung der Transportkorridor- Zuweisungseinheit oder vergleichbarer Korridorzuweisungseinheit kann dergestalt ausfallen, dass die Transportmittelsteueranweisungen derart konkretisiert oder eingeschränkt werden, dass die unbemannten Flugzeuge lediglich den entsprechend zugewiesenen Korridor benutzen oder befliegen können. Soweit die Transportmittelsteueranweisungen weniger konkret ausfallen, und beispielsweise nur einen Zielpunkt oder Wegpunkte und einen Zielpunkt angeben, kann die Transportkorridor- Zuweisungseinheit auch derart ausgestaltet sein, dass sie in der Lage ist, Grenzwerte oder Grenzflächen oder Grenzebenen im Raum zu definieren, die dem unbemannten Flugzeug übermittelt werden und die zur Bewegungsbegrenzung des unbemannten Flugzeugs im Raum dienen.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Laborsystems kann vorgesehen sein, dass von diesem eine Verbrauchsmittel-Bedarfsermittlungseinheit umfasst ist, welche dazu eingerichtet ist, Daten von der Erfassungseinheit, bevorzugt auch in Wechselwirkung mit der Statusermittlungseinheit und/oder der Aufgabenerzeugungseinheit zu erhalten und basierend darauf den Bedarf an Verbrauchsmitteln, bevorzugt seitens der Laborgeräte, zu ermitteln, insbesondere einzeln für die jeweiligen Laborgeräte zu ermitteln und an die Aufgabenerzeugungseinheit zu übermitteln. Dabei kann der Bedarf oder der Verbrauch von Verbrauchsmitteln seitens der Laborgeräte oder anderen Systemkomponenten sowohl tatsächlich durch entsprechende Sensorik gemessen oder überwacht werden oder aber anhand von Berichten, insbesondere von der Statusermittlungseinheit erfassten und empfangenen Statusberichten der Laborgeräte, berechnet oder hochgerechnet werden. Dadurch wird, wie oben bereits ausgeführt, erreicht, dass das Laborsystem möglichst störungs- und unterbrechungsfrei betrieben werden kann, da im Optimalfall zu jedem Zeitpunkt ausreichend viele oder ausreichend viel Verbrauchsmittel zur Verfügung stehen. Dabei kann die zur Verfügungsstellung der Verbrauchsmittel sowohl durch menschliche Bediener, durch die unbemannten Flugzeuge oder aber durch andere Transportmittel, beispielsweise Roboter, erfolgen.
Weiter kann in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Laborsystem eine Abfallermittlungseinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, Daten von der Statusermittlungseinheit und/oder der Aufgabenerzeugungseinheit zu empfangen und basierend darauf das Abfallaufkommen, insbesondere für das jeweilige Laborgerät, zu ermitteln und an die Aufgabenerzeugungseinheit zu übermitteln. Auch dadurch kann ein effektiviertes Betreiben des Laborsystems erreicht werden.
Vorteilhaft kann zudem vorgesehen sein, dass die Statusermittlungseinheit dazu eingerichtet ist, statische und dynamische Informationen zu den jeweiligen Laborgeräten, insbesondere zusätzlich zu einer Probenbearbeitung, besonders zu geplanten Wartungs- oder Umbauarbeiten an dem Laborgerät, zu empfangen und/oder zu berücksichtigen. Dadurch kann in besonders vorteilhafter Weise die Aufgabenerzeugungseinheit eine optimierte Aufgabenliste erzeugen oder aktualisieren, in der entsprechende Stillstandszeiten der jeweiligen Laborgeräte oder ein zumindest verlangsamter Durchsatz der Laborgeräte in einer gewissen Zeitspanne bereits Berücksichtigung findet. Auch hierdurch kann in besonders vorteilhafter Weise eine deutlich gesteigerte Nutzungseffizienz des Laborsystems erreicht werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des Systems kann zudem vorgesehen sein, dass eine Probenverfolgungseinheit vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, beginnend mit dem Erfassen der Probe, die Probenbearbeitung, insbesondere basierend auf Leitanweisungen und/oder Transportmittelsteueranweisungen und/oder Transportmittelidentifikatoren und/oder Laborgeräteidentifikatoren, besonders bevorzugt zusammen mit jeweiligen Zeitstempeln, bis zum Abschluss der Bearbeitung nachzuverfolgen und zu protokollieren, insbesondere in einer Protokolldatenbank zu speichern. Damit stellt die Probenverfolgungseinheit eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung bereits bekannter digitaler Laborbüchern dar. Denn durch die Verwendung der unbemannten Flugzeuge als Transportmittel und durch die entsprechende Überwach barkeit oder Nachverfolgbarkeit der Transportmittel und damit der Proben selbst, kann auch hinsichtlich des digitalen Laborbuchs eine deutliche Automatisierung erreicht werden, die wiederum dazu führt, dass Fehler, beispielsweise fehlende Dokumentation, unzureichende Dokumentation oder falsche Dokumentation, unterbleiben oder zumindest weitestgehend minimiert werden. Für den Fall, dass beispielsweise der gesamte Probentransport ab der Erfassung der Probe über die als unbemannte Flugzeuge ausgestalteten Transportmittel stattfindet, kann beispielsweise die gesamte Probenbearbeitung vollautomatisch dokumentiert und in einer entsprechenden Protokolldatenbank gespeichert werden. Dabei kann ggf. auch vorgesehen sein, dass nicht nur die Probenbearbeitung selbst, sondern auch entsprechende Bearbeitungsergebnisse, Messergebnisse oder Messwerte, die im Rahmen der Probenbearbeitung entstehen oder anfallen, zusammen mit den entsprechenden Daten über den Verlauf der Probenbearbeitung in der Protokolldatenbank gespeichert werden. Dazu kann in besonders vorteilhafter Weise ebenfalls auf die Vernetzung zwischen den Laborgeräten und dem Laborsystem zurückgegriffen werden, sodass die entsprechenden Daten bezüglich einer Probe sowohl bezüglich der Probenbearbeitung als auch bezüglich der von den Laborgeräten erfassten oder erstellten Ergebnisse zusammengeführt und zentral oder dezentral, beispielsweise in einem Netzwerkspeicher oder in einer Cloud-Speichereinrichtung, gespeichert werden.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung des Laborsystems kann vorsehen, dass das Laborsystem eine Optimierungsvorschlagseinheit umfasst, welche dazu eingerichtet ist, insbesondere auf der Basis einer statistischen Auswertung von aktuellen und/oder früheren Aufgabenlisten und/oder Leitanweisungen, Vorschläge zur Erweiterung des Systems, insbesondere bezüglich der Ergänzung von Laborgeräten und/oder als unbemannte Flugzeuge ausgestalteter Transportmittel, zu erstellen und/oder auszugeben. Dadurch wird erreicht, dass das Laborsystem stetig mit den Anforderungen an das Laborsystem mitwachsen und sich erweitern kann, wobei zusätzlich zu einer statistischen Auswertung von Daten bezüglich der Vergangenheit und der Präsenz auch vorgesehen sein kann, dass eine Prognose oder Hochrechnung in die Zukunft, beispielsweise auf der Grundlage von neuronalen Netzwerken oder Maschinenlernen, durchgeführt und in die Vorschläge der Optimierungsvorschlagseinheit eingebunden werden.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführung des Laborsystems kann eine Versuchsplanungseinheit umfassen, welche dazu eingerichtet ist, unterschiedliche Optionen zur Durchführung der Probenbearbeitung mit dem System zu erstellen und insbesondere auszugeben, wobei bevorzugt im Anschluss einer Auswahl einer Option, insbesondere über eine Eingabeeinheit, die gewählte Option der Aufgabenerzeugungseinheit übermittelt wird. Dadurch wird neben einer besonders effektiven Ausnutzung der Kapazitäten des Laborsystems auch sichergestellt, dass auf bestimmte Präferenzen des Benutzers oder Bedieners, insbesondere desjenigen Bedieners, der eine Probenerfassung durchführt, eingegangen werden kann. Beispielsweise kann ein Bediener eine längere Probenbearbeitung oder eine längere Gesamtzeit der Probenbearbeitung in Kauf nehmen, wenn er für die Probenbearbeitung selbst auf entsprechend hochpräzise oder hochgenaue Laborgeräte zurückgreifen möchte, die jedoch entweder einen geringeren Probendurchsatz erlauben oder aber stärker frequentiert werden als weniger genaue Laborgeräte. Die Versuchsplanungseinheit kann dabei derart eingerichtet sein, dass Präferenzen oder Präferenzkriterien voreingestellt sind oder manuell definierbar sind. Beispielsweise können Präferenzkriterien wie„schnell“, „genau“ vordefiniert sein. Zudem kann im Rahmen der Definition von Planungskriterien eine Hierarchie von alternativen Laborgeräten definiert werden, wobei dann die Versuchsplanungseinheit versucht, die Versuchsplanung mit den bevorzugten Laborgeräten zu realisieren. Dies kann beispielsweise auch genutzt werden, um den Kundenanforderungen oder extern vorgegebenen Anforderungen an das Laborsystem zu entsprechen. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass über eine entsprechende Benutzerschnittstelle die Versuchsplanungseinheit und der Nutzer miteinander in Wechselwirkung oder Kommunikation treten und dabei im Ergebnis eine bevorzugte Option zur Durchführung der Probenbearbeitung erstellen und auswählen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Laborsystems kann vorgesehen sein, dass eine Ergebnisprüfungseinheit vom System umfasst ist, welche dazu eingerichtet ist, nach dem Abschluss einer Probenbearbeitung ein Ergebnis, insbesondere zumindest ein Ergebniswert, mit einem vorgegebenen Ergebnis, insbesondere zumindest einem vorgegebenen Ergebniswert und/oder einem dazugehörigen Schwellwert, zu vergleichen und bei einer Abweichung und/oder Überschreitung die Aufgabenerzeugungseinheit veranlasst, eine die Probenbearbeitung wiederholende Aufgabenliste zu erstellen und/oder zu aktualisieren, wobei bevorzugt andere Laborgeräte für die erneute Probenbehandlung vorgesehen oder ausgewählt werden als bei der bereits abgeschlossen Probenbearbeitung. Durch die Ergebnisprüfungseinheit können zusätzlich zu dem zumindest durch die unbemannten Flugzeuge bewerkstelligten Probentransport weiterhin systematische Fehler in der Probenbearbeitung minimiert oder ausgeschlossen werden, sodass insgesamt die Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Probenbearbeitung deutlich gesteigert werden kann.
Ebenfalls kann von dem Laborsystem gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante ein Sicherungsmittel umfasst sein, wobei besonders bevorzugt das Sicherungsmittel von zumindest einem als unbemanntes Flugzeug ausgebildeten Transportmittel umfasst ist, und wobei das Sicherungsmittel dazu eingerichtet ist, bevorzugt periodisch, erzeugte und aktualisierte Aufgabenlisten zu empfangen und/oder zu speichern. Dadurch werden entsprechende Sicherungsmechanismen eingeführt, die dazu führen, dass ein Ausfall des Laborsystems, beispielsweise auf der Grundlage eines zumindest teilweisen Datenverlusts, verhindert wird. Ebenfalls kann in einer zusätzlichen vorteilhaften Ausführungsform des Laborsystems vorgesehen sein, dass eine mit einer Zugriffsrechteverwaltung versehene Speichereinrichtung und/oder Speicherstruktur vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, beginnend mit der Proben- und/oder Prozesserfassung und bevorzugt bis zu einer Erzeugung eines Ergebnisses einer Probenbearbeitung, die die Probenbearbeitung betreffenden Informationen und Daten einer, insbesondere hierarchischen, Zugriffs-, insbesondere Lese- und/oder Schreibbeschränkung, zu unterwerfen, welche bevorzugt von einem Proben- und/oder Prozesserfassungsschritt durchführenden Bediener vor, während oder nach der Probenbearbeitung geändert werden kann. Damit kann die Einbindung des Laborsystems in einen größeren Kontext, beispielsweise in ein medizinisches Institut, in ein wissenschaftliches Institut, eine wissenschaftliche Forschungsgemeinschaft oder ein Krankenhaus oder eine vergleichbare Institution besonders bevorzugt erfolgen, da neben der Erfassung der Daten bezüglich der Probenbearbeitung auch deren Zugänglichmachung und Verteilung sowie deren Bearbeitung besonders einfach und gleichzeitig sicher erfolgen kann, da die entsprechende Freigabe und/oder die Einräumung entsprechender Rechte zur Bearbeitung der Daten einer entsprechenden Zugriffsbeschränkung unterworfen ist, die jedoch von entsprechend berechtigten Benutzern oder Bedienern geändert oder aufgehoben werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
Fig. 1 ein schematisiertes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen
Verfahrens in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen
Systems gemäß einer ersten Ausführungsform
Fig. 1 zeigt ein schematisiertes Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform.
In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Prozesserfassungsschritt S1 durchgeführt, in dem über eine Erfassungseinheit zu bearbeitende Proben und/oder mit den Proben durchzuführende Laborprozesse erfasst werden. Die Prozesserfassung oder der Prozesserfassungsschritt S1 kann dabei händisch oder manuell sowie teil- oder vollautomatisiert ausgeführt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Bediener eine einzelne oder eine Mehrzahl von Proben erfasst und die dazugehörigen Laborprozesse entweder selbst festlegt oder von einer anderen Stelle, die mit der Erfassungseinheit vernetzt ist, importiert. Im Prozesserfassungsschritt kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die Probe oder die Proben entsprechend gekennzeichnet werden, damit eine Zuordnung der Probe zu den Vorgängen des Prozesserfassungsschrittes möglich wird. Beispielsweise können optische Markierungen an dem Probenbehältnis vorgenommen werden.
In einem zweiten Verfahrensschritt kann im Anschluss an die Prozesserfassung eine Versuchsplanung im Rahmen eines Versuchsplanungsschritts S2 durchgeführt werden. Der Versuchsplanungsschritt S2 kann alternativ auch im Anschluss an einen Statusermittlungsschritt S3 ausgeführt werden. Da jedoch der Statusermittlungsschritt S3 in der Regel regelmäßig wiederholt oder rekursiv ausgeführt wird, kann es auch vom Alter oder von dem Zeitpunkt des letztmaligen Ausführens des Statusermittlungsschritts abhängig gemacht werden, ob der Versuchsplanungsschritt S2 bereits im Anschluss an den Prozesserfassungsschritt S1 oder erst im Anschluss an einen Statusermittlungsschritt S3 durchgeführt wird. Im Versuchsplanungsschritt S2 werden unterschiedliche Optionen zur Durchführung der Probenbearbeitung mit dem System erstellt und insbesondere ausgegeben, wobei bevorzugt im Anschluss an eine Auswahl einer Option, beispielsweise über eine Eingabe eines Benutzers, die gewählte Option der Aufgabenerzeugungseinheit übermittelt und zur Grundlage eines Aufgabenaktualisierungsschritts gemacht wird. Bei dem Versuchsplanungsschritt S2 können dementsprechend die vorhandenen Laborgeräte, deren Kapazitäten oder Durchsätze, deren Klassifikation oder sonstige Eigenheiten berücksichtigt werden. Bei der Versuchsplanung oder im Versuchsplanungsschritt S2 können zudem vordefinierte oder persönlich definierte Versuchsplanungsoptionen oder Versuchsplanungskriterien, wie beispielsweise schnellste Versuchsdurchführung oder schnellste Probenbearbeitung, gewählt und/oder berücksichtigt werden.
Im Beispiel des Verfahrensablaufs der Fig. 1 folgt im Anschluss an den Versuchsplanungsschritt S2 der Statusermittlungsschritt S3, in dem eine Rückmeldung von vernetzten Laborgeräten über den aktuellen und/oder zukünftigen Status und/oder den Abschluss einer Probenbearbeitung seitens der Laborgeräte eingeholt wird. Dazu kann beispielsweise eine Statusanfrage von dem System oder einer zentralen oder dezentralen Stelle des Systems an die einzelnen Laborgeräte ausgesandt werden, die dann eine entsprechende, beispielsweise in einem Standardprotokoll übermittelte Rückantwort zurücksenden oder rückmelden, die dann vom System weiter verarbeitet werden können, insbesondere in dem Aufgabenaktualisierungsschritt S4 einbezogen werden kann.
In dem Aufgabenaktualisierungsschritt S4 wird von einer Aufgabenerzeugungseinheit zumindest aus den erfassten Proben und/oder den erfassten Laborprozessen zu den Proben sowie zumindest auf der Grundlage des Status der einzelnen Laborgeräte, insbesondere unter Berücksichtigung von vordefinierten Priorisierungsregeln und/oder Gewichtungsfaktoren eine Aufgabenliste zumindest zur Bearbeitung von bestimmten Proben mit einem bestimmten Laborgerät oder einer Mehrzahl bestimmter Laborgeräte in einer bestimmten Reihenfolge erstellt oder aktualisiert. Im Beispiel der Fig. 1 kann bei der Aufgabenaktualisierung oder dem Aufgabenaktualisierungsschritt S4 zusätzlich noch das Ergebnis des Versuchsplanungsschritts S2 berücksichtigt werden. Die Aufgabeliste, die im Aufgabenaktualisierungsschritt S4 erzeugt oder aktualisiert wird, beinhaltet also für jede Probe eine Liste von Aufgaben, die vorsieht, welche Laborgeräte in welcher Reihenfolge zur Probenbearbeitung der besagten Probe notwendig sind. Außerdem kann in der Aufgabenliste, da diese auch den Statusermittlungsschritt S3 berücksichtigt, bei einer teilbearbeiteten Probe oder einer bereits in Bearbeitung befindlichen Probe jeweils die noch verbleibende Bearbeitung oder die noch zu durchlaufenden Laborgeräte von den bereits durchlaufenen Laborgeräten unterschieden und die Aufgabenliste entweder entsprechend aktualisiert oder zumindest dahingehend gekennzeichnet werden, dass zumindest vom Ablauf der Probenbearbeitung her ein aktuelles Bild bzw. eine aktuelle Abbildung der Bearbeitungszustände der einzelnen Proben ermöglicht wird.
In einem nachgeordneten Verfahrensschritt S4.1 kann beispielsweise ein Sicherungsschritt durchgeführt werden, in dem zumindest eine erzeugte oder aktualisierte Aufgabenliste des Aufgabenaktualisierungsschritts S4 an ein Sicherungsmittel, insbesondere ein von zumindest einem unbemannten Flugzeug umfassten Sicherungsmittel, übertragen, und insbesondere gespeichert werden. Dadurch wird sichergestellt, dass im Fall eines teilweisen oder vollständigen Datenverlustes die zuletzt bekannte Situation aller Proben in deren Bearbeitung rekonstruiert und der Betrieb des Systems oder das Verfahren zum Betrieb des Systems möglichst ohne Komplikationen wieder aufgenommen werden kann.
Im folgenden Leitungsschritt S5 wird von einem Leitsystem basierend auf der aktuellen Aufgabenliste zumindest eine Leitanweisung erzeugt und ausgegeben, mit der oder mit denen zumindest mittelbar die Verbringung von erfassten Proben zu zumindest einem Laborgerät bewirkt werden. Ganz grundsätzlich ist die Erzeugung und Ausgabe der Leitanweisungen nicht auf eine Leitanweisung für eine Maschine oder eine technische Vorrichtung beschränkt. Auch Leitanweisungen an menschliche Bediener oder Benutzer des Systems können im Rahmen des Leitungsschritts erzeugt und ausgegeben werden, beispielsweise in Form von Bildschirmanzeigen oder sonstigen Ausgaben.
In einem anschließenden Verfahrensschritt kann ein Transportmittelsteuerschritt S6 ausgeführt werden, in dem von einem Transportmittelsteuersystem anhand von Leitanweisungen Transportmittelsteueranweisungen erzeugt und an zumindest einen als ein unbemanntes Flugzeug ausgebildetes Transportmittel zumindest zum Transport von erfassten Proben übermittelt werden. Die Transportmittelsteueranweisungen können beispielsweise Wegpunkte und Zielpunkte einer Transportmittelsteuerung aufweisen. An den Transportmittelsteuerschritt S6 kann sich rekursiv ein Transportmittelkoordinierungsschritt S7 anschließen, in dem von dem Leitsystem anhand von Leitanweisungen und bereits und/oder noch bestehenden Transportmittelsteueranweisungen jeweils neue Transportmittelsteueranweisungen auf Konfliktfreiheit mit sonstigen Transportmittelsteueranweisungen überprüft werden und im Konfliktfall mit bereits bestehenden oder noch bestehenden
Transportmittelsteueranweisungen abgeändert werden, um Konflikte, insbesondere Konflikte logischer Natur als auch Konflikte, die ein Kollisionspotential von Transportmitteln bergen, zu verhindern.
Im nachgeordneten Verfahrensschritt kann ein Transportkorridor- Zuweisungsschritt S8 oder ein sonstiger Korridorzuweisungsschritt ausgeführt werden, in dem einem Transportmittel, also einem als unbemanntes Flugzeug ausgebildeten Transportmittel, ein Transportkorridor oder ein sonstiger Korridor zugewiesen wird.
Im anschließenden Transportschritt S9 erfolgt dann eine Verbringung einer Probe von einem ersten Ort, beispielsweise einem Ort der Erfassung, zu einem zweiten Ort, beispielsweise einem Laborgerät zur Durchführung eines Laborprozesses. Im Anschluss an den Transportschritt S9 können jeweils im Anschluss an die jeweilige Probenbearbeitung oder Durchführung eines Laborprozesses seitens des jeweiligen Laborgeräts die beschriebenen Verfahrensschritte S4 bis S9 so oft durchlaufen oder wiederholt werden, bis die jeweilige Probe das Ende der Probenbearbeitung oder den Abschluss des letzten Laborprozesses erreicht hat.
An dieser Stelle sei zudem erwähnt, dass das Ablaufdiagramm der Fig. 1 lediglich den Weg oder das Verfahren betreffend einer einzelnen Probe beschreibt und dass selbstredend zusätzlich zu dem Ablaufdiagramm der Fig. 1 eine oder mehrere weitere entsprechende Prozesse parallel, ggf. zeitversetzt, ablaufen können, die jeweils dazu führen, dass die einzelne Probe das Ende der Probenbearbeitung erreicht. In diesem Verfahren oder in diesen Verfahrensteilen ist es dementsprechend auch nicht zwangsläufig notwendig, dass alle Transportschritte S9 zwangsläufig von einem als unbemanntes Flugzeug ausgebildeten Transportmittel durchgeführt werden. Besonders bevorzugt kann jedoch vorgesehen sein, dass jedweder Transport einer Probe von einem entsprechenden unbemannten Flugzeug bewerkstelligt wird.
In einem Ergebnisprüfschritt S10, der sich an die letzte Probenbearbeitung oder an den letzten Transportschritt S9, beispielsweise von einem letzten Laborgerät zu einem Lager- oder Ausschleusungspunkt, erstreckt, kann nach Abschluss der Probenbearbeitung ein Ergebnis, insbesondere zumindest ein Ergebniswert mit einem vorgegebenen Ergebnis, insbesondere zumindest einem vorgegebenen Ergebniswert und/oder einem dazugehörigen Schwellwert verglichen wird und bei einer Abweichung und/oder Überschreitung der Aufgabenaktualisierungsschritt S4 durchgeführt wird, um eine die Probenbearbeitung wiederholende Aufgabenliste zu erstellen und/oder zu aktualisieren, wobei bevorzugt andere Laborgeräte für die Probenbearbeitung vorgesehen werden, als bei der bereits abgeschlossenen Probenbearbeitung.
Im Anschluss an den Ergebnisprüfschritt S10 kann eine Speicherung der Ergebnisse im Rahmen eines Speicherschritts S11 vorgesehen sein. Der Speicherschritt S11 kann jedoch auch sukzessive parallel zu den jeweiligen Schritten der Probenbearbeitung durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass nicht während der Probenbearbeitung bereits Daten oder Ergebnisse verloren gehen. Im Anschluss an den Speicherschritt S11 , ggf. aber auch schon bereits parallel zur Probenbearbeitung, kann in einem Veröffentlichungsschritt S12 oder einem Schritt zur Zugriffsrechteverwaltung eine Veröffentlichung der entsprechenden Ergebnisse der Probenbearbeitung erfolgen, die die Ergebnisse der Probenbearbeitung betreffenden Informationen und Daten entsprechend einer hierarchischen, bevorzugt mehrstufigen, Zugriffs-, insbesondere Lese- und/oder Schreibbeschränkung, freigeben. Bevorzugt wird diese Freigabe von dem den Prozesserfassungsschritt durchführenden Bediener vorgenommen, um beispielsweise einer Arbeitsgruppe, einem angeschlossenen Krankenhaus oder einer Forschungsgemeinschaft die entsprechenden Informationen und Daten freizugeben.
Der Veröffentlichungsschritt S12 kann dabei auch zu einem anderen Zeitpunkt des Verfahrens bereits vorgenommen werden. Auch kann vorgesehen sein, dass an verschiedenen Stellen Veröffentlichungsschritte S12 vorgesehen sind, um Veröffentlichungen der Informationen und Daten teilweise vorzunehmen, zu ändern, rückgängig zu machen oder lediglich den Grad der Veröffentlichung, also die Stufen der Zugriffsbeschränkung, zu verändern.
Zusätzlich zu den beschriebenen Verfahrensschritten S1 bis S12 können weitere Verfahrensschritte parallel zu den Verfahrensschritten durchgeführt werden, wobei teilweise eine entsprechende Wechselwirkung mit den bereits beschriebenen Verfahrensschritten stattfinden kann. Beispielsweise kann im Verfahrensschritt ein Probenverfolgungsverfahren S13 durchgeführt werden, mit dem beginnend mit der Erfassung der Probe die Probenbearbeitung, insbesondere basierend auf Leitanweisungen und/oder T ransportmittelsteueranweisungen und/oder T ransportmittelidentifikatoren und/oder Laborgeräte-Identifikatoren, besonders bevorzugt zusammen mit jeweiligen Zeitstempeln, bis zum Abschluss der Bearbeitung nachverfolgt und/oder protokolliert, insbesondere in einer Protokolldatenbank gespeichert wird. Dementsprechend ist in der Ausführungsform der Fig. 1 vorgesehen, dass die Ergebnisse des Probenverfolgungsverfahrens im Verfahrensschritt S11 mit der sonstigen Speicherung der Informationen und Daten bezüglich der Probenbearbeitung zusammengeführt werden. Außerdem kann im Rahmen eines rekursiv durchgeführten Abfallermittlungsschritts S15 sowie eines Verbrauchsmittel- Bedarfsermittlungsschritts S16, die beide bevorzugt rekursiv während der Schritte S1 bis S12 wiederkehrend durchgeführt werden, der Bedarf an Verbrauchsmitteln und das Aufkommen an Abfall, bevorzugt an den jeweiligen Laborgeräten, ermittelt und ebenfalls periodisch oder rekursiv so in dem System oder in dem Verfahren berücksichtigt werden, dass der Verbrauchsmittelbedarf und der Abfall im Aufgabenaktualisierungsschritt S4 berücksichtigt wird.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das System umfasst eine Vielzahl von Laborgeräten 01 , welche im Beispiel der Fig. 2 mit einer zentralen Datenverarbeitungsanlage 02 über entsprechende Verbindungen 03 vernetzt sind. Zudem umfasst das System 10 eine Vielzahl von als unbemannte Flugzeuge 04 ausgeführten Transportmitteln. Die zentrale Datenverarbeitungsanlage 02 ist wiederum mit einer Erfassungseinheit 05 verbunden, die ihrerseits eine Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle 06 umfasst und zudem mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 07 verknüpft ist, die dafür eingerichtet ist, Laborprozesse zu definieren.
In der in der Fig. 2 als zentrale Datenverarbeitungsanlage 02 dargestellten Einheit können beispielsweise die Statusermittlungseinheit, die Aufgabenerzeugungseinheit, das Leitsystem und das Transportmittelsteuersystem angeordnet sein. Die entsprechenden Einheiten und Systeme können jedoch auch andernorts, beispielsweise aufseiten der unbemannten Flugzeuge 04 angeordnet oder integriert sein. Sowohl die zentrale Datenverarbeitungsanlage 02 als auch die unbemannten Flugzeuge 04 können mit Komponenten einer Transportmittellokalisierungseinheit versehen sein, die dazu dienen, die zumindest aktuelle Position der unbemannten Flugzeuge 04 und/oder an die unbemannten Flugzeuge 04 bereits übermittelten Leitanweisungen zu ermitteln.
Mit den unbemannten Flugzeugen 04 kann die Verbringung von Proben 07 von einem Erfassungsort 08 zu den Laborgeräten 01 bewerkstelligt werden. Auch die Verbringung der Proben 07 zwischen den Laborgeräten 01 kann durch die als unbemannte Flugzeuge 04 ausgestalteten Transportmittel bewerkstelligt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Laborgeräte 01 und andere zentrale Punkte zur Anordnung, Lagerung, Verbringung oder zum Verbleib von Proben 07 mit Landeplätzen 09 für die unbemannten Flugzeuge 04 versehen sind, wobei bevorzugt die Landeplätze 09 so ausgeführt sind, dass beim Landen der unbemannten Flugzeuge 04 automatisch ein elektrischer Kontakt zwischen einer Kontaktstelle des Landeplatzes 09 und einer Kontaktstelle des unbemannten Flugzeugs 04 hergestellt wird, sodass während dem Aufliegen oder Aufsitzen des unbemannten Flugzeugs 04 auf dem Landeplatz 09 eine Ladung eines Energiespeichers 11 des unbemannten Flugzeugs 04 erreicht werden kann. Dadurch kann in bevorzugter Weise die Energieversorgung des unbemannten Flugzeugs 04 über eine lange, bevorzugt unbegrenzte Zeit aufrechterhalten werden.
Zur Landung der unbemannten Flugzeuge 04, insbesondere zur genauen Landung zur Kontaktierung der Kontaktstellen können von dem unbemannten Flugzeugen 04 umfasste, optische Erfassungseinheiten, beispielsweise 2D- oder 3D-Kameras, zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste
01 Laborgerät
02 Datenverarbeitungsanlage
03 Verbindung
04 Flugzeug
05 Erfassungseinheit
06 Ausgabeschnittstelle
07 Datenverarbeitungseinrichtung
08 Erfassungsort
09 Landeplätze
10 System
1 1 Energiespeicher
51 Prozesserfassungsschritt
52 Versuchsplanungsschritt
53 Statusermittlungsschritt
54 Aufgabenaktualisierungsschritt
S4.1 nachgeordneter Verfahrensschritt
55 Leitungsschritt
56 Transportmittelsteuerschritt
57 T ransportmittelkoordinationsschritt
58 Zuweisungsschritt
S9 Transportschritt
510 Ergebnisprüfschritt
511 Speicherschritt
512 Veröffentlichungsschritt
513 Probenverfolgungsverfahren
S16 Verbrauchsmittel-Bedarfsermittlungsschritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Laborsystems mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten zur Bearbeitung von Proben mittels von den Laborgeräten ausgeführten Laborprozessen umfassend
- einen Prozesserfassungsschritt (S1 ), in dem über eine
Erfassungseinheit (05) zu bearbeitende Proben und/oder mit den Proben durchzuführende Laborprozesse erfasst werden;
- einen Statusermittlungsschritt (S3), in dem eine Rückmeldung von vernetzten Laborgeräten über den aktuellen und/oder zukünftigen Status und/oder den Abschluss einer Probenbearbeitung seitens der Laborgeräte eingeholt wird;
- einen Aufgabenaktualisierungsschritt (S4), in dem von einer
Aufgabenerzeugungseinheit zumindest aus den erfassten Proben und/oder Laborprozessen und/oder auf Grund des Status der
Laborgeräte, insbesondere unter Berücksichtigung von vordefinierten Priorisierungsregeln und/oder Gewichtungsfaktoren, eine
Aufgabenliste zumindest zur Bearbeitung von bestimmten Proben mit einem bestimmten Laborgerät oder einer Mehrzahl bestimmter Laborgeräte in einer bestimmten Reihenfolge erstellt oder aktualisiert wird;
- einen Leitungsschritt (S5), in dem von einem Leitsystem basierend auf der aktuellen Aufgabenliste Leitanweisungen erzeugt und ausgegeben werden, mit denen zumindest mittelbar die Verbringung von erfassten Proben zu zumindest einem Laborgerät bewirkt werden; und
- einen Transportmittelsteuerschritt (S6), in dem von einem
Transportmittelsteuersystem anhand von Leitanweisungen
Transportmittelsteueranweisungen erzeugt und an zumindest ein als ein UAV (unbemanntes Flugzeug (04), unmanned aerial vehicle) ausgebildetes Transportmittel zumindest zum Transport von erfassten Proben übermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
einen Transportmittelkoordinierungsschritt (S7), in dem von dem Leitsystem anhand von Leitanweisungen und bereits und/oder noch bestehenden Transportmittelsteueranweisungen neue
Transportmittelsteueranweisungen auf Konfliktfreiheit überprüft und im Konfliktfall mit anderen Transportmittelsteueranweisungen abgeändert werden.
Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
einen Transportmittellokalisierungsschritt, in dem zumindest eine aktuelle Position zumindest eines als UAV ausgebildeten
Transportmittels und/oder die an das UAV bereits übermittelten Leitanweisungen vom Transportmittelsteuersystem ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch
einen Transportkorridorzuweisungsschritt, in dem einem als UAV ausgebildeten Transportmittel ein Transportkorridor zum Transport, insbesondere erfasster Proben, zugewiesen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
einen Verbrauchsmittelbedarfsermittlungsschritt, in dem in
Abhängigkeit von zumindest dem Prozesserfassungsschritt (S1 ), bevorzugt auch in Abhängigkeit von dem Statusermittlungsschritt (S3) und/oder dem Aufgabenaktualisierungsschritt (S4), der Bedarf an Verbrauchsmitteln, bevorzugt seitens der Laborgeräte, ermittelt, insbesondere einzeln für die jeweiligen Laborgeräte ermittelt und im Aufgabenaktualisierungsschritt (S4) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch
einen Abfallermittlungsschritt, in dem in Abhängigkeit von dem Statusermittlungsschritt (S3) und/oder in Abhängigkeit von aktuellen oder früheren Aufgabenlisten das Abfallaufkommen, insbesondere für das jeweilige Laborgerät, ermittelt wird und im
Aufgabenaktualisierungsschritt (S4) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Statusermittlungsschritt (S3) statische und dynamische Informationen zu den jeweiligen Laborgeräten, insbesondere zusätzlich zu einer Probenbearbeitung, besonders bevorzugt zu geplanten Wartungs- oder Umbauarbeiten an dem Laborgerät, berücksichtigt werden. [Klasse, Umbauten ggf. Softwareupdate]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch
eine Probenverfolgungsverfahren (S13), mit dem beginnend mit dem Erfassen der Probe die Probenbearbeitung, insbesondere basierend auf Leitanweisungen und/oder Transportmittelsteueranweisungen und/oder Transportmittelidentifiakatoren und/oder
Laborgeräteidentifikatoren , besonders bevorzugt zusammen mit jeweiligen Zeitstempeln, bis zum Abschluss der Bearbeitung nachverfolgt und/oder protokolliert, insbesondere in einer
Protokolldatenbank gespeichert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch
ein Optimierungsvorschlagsverfahren, in dem, insbesondere auf der Basis einer statistischen Auswertung von aktuellen und/oder früheren Aufgabenlisten und/oder Leitanweisungen, Vorschläge zur
Erweiterung des Systems (10), insbesondere bezüglich der
Ergänzung von Laborgeräten und/oder als UAV ausgebildeter Transportmitteln, erstellt und/oder ausgegeben werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch
einen Versuchsplanungsschritt (S2), welcher im Anschluss an den Prozesserfassungsschritt (S1 ) und/oder den Statusermittlungsschritt (S3) ausgeführt wird und in dem unterschiedliche Optionen zur Durchführung der Probenbearbeitung mit dem System (10) erstellt und insbesondere ausgegeben werden, wobei bevorzugt im
Anschluss an eine Auswahl einer Option, insbesondere über eine Eingabe, die gewählte Option der Aufgabenerzeugungseinheit übermittelt und zur Grundlage eines Aufgabenaktualisierungsschritts (S4) gemacht wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch
einen Ergebnisprüfschritt (S10), in dem nach Abschluss einer Probenbearbeitung ein Ergebnis, insbesondere zumindest ein
Ergebniswert mit einem vorgegebenen Ergebnis, insbesondere zumindest einem vorgegebenen Ergebniswert und/oder einem dazugehörigen Schwellwert verglichen wird und bei einer
Abweichung und/oder Überschreitung der
Aufgabenaktualisierungsschritt (S4) durchgeführt wird, um eine die
Probenbearbeitung wiederholende Aufgabenliste zu erstellen und/oder zu aktualisieren, wobei bevorzugt andere Laborgeräte für die erneute Probenbearbeitung vorgesehen werden, als bei der bereits abgeschlossenen Probenbearbeitung.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
gekennzeichnet durch
einen, bevorzugt periodisch durchgeführten, Sicherungsschritt, in dem zumindest eine erzeugte oder aktualisierte Aufgabenliste an ein Sicherungsmittel, insbesondere einem von zumindest einem als UAV ausgebildeten Transportmittel umfassten Sicherungsmittel übertragen, und insbesondere gespeichert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
gekennzeichnet durch
eine Zugriffsrechteverwaltung, in der beginnend mit der
Prozesserfassung und bevorzugt bis zu einer Erzeugung eines Ergebnisses einer Probenbearbeitung die die Probenbearbeitung betreffenden Informationen und Daten einer, insbesondere
hierarchischen, bevorzugt mehrstufigen, Zugriffs-, insbesondere Lese- und/oder Schreibbeschränkung, unterliegen, welche bevorzugt von einem den Prozesserfassungsschritt (S1 ) durchführenden Bediener vor, während oder nach der Probenbearbeitung geändert werden kann.
14. Laborsystem mit zumindest teilweise vernetzten Laborgeräten zur Bearbeitung von Proben mittels von den Laborgeräten ausgeführten Laborprozessen umfassend
eine Erfassungseinheit (05) zur Erfassung von zu bearbeitenden Proben und/oder mit den Proben durchzuführende Laborprozesse; eine Statusermittlungseinheit (S3), welche zumindest mittelbar mit den Laborgeräten verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist Rückmeldungen von vernetzten Laborgeräten über den aktuellen und/oder zukünftigen Status und/oder den Abschluss einer
Probenbearbeitung seitens der Laborgeräte anzufragen und/oder zu empfangen und/oder zusammenzufassen;
eine Aufgabenerzeugungseinheit, welche zumindest mittelbar zumindest mit der Erfassungseinheit (05) und der
Statusermittlungseinheit (S3) verbunden ist und welche zumindest aus den erfassten Proben und/oder Laborprozessen und/oder auf Grund des Status der Laborgeräte, insbesondere unter
Berücksichtigung von vordefinierten Priorisierungsregeln und/oder Gewichtungsfaktoren, eine Aufgabenliste zumindest zur Bearbeitung von bestimmten Proben mit einem bestimmten Laborgerät oder einer Mehrzahl bestimmter Laborgeräte in einer bestimmten Reihenfolge erstellt oder aktualisiert, und bevorzugt in einer Aufgabendatenbank speichert;
einen Leitsystem, welches zumindest mittelbar mit der
Aufgabenaktualisierungseinheit verbunden ist und welches dazu eingerichtet ist basierend auf der aktuellen Aufgabenliste
Leitanweisungen zu erzeugen und auszugeben, mit denen
zumindest mittelbar die Verbringung von erfassten Proben zu zumindest einem Laborgerät bewirkt werden; und
ein Transportmittelsteuersystem, welches zumindest mittelbar mit dem Leitsystem verbunden ist und welches dazu eingerichtet ist anhand von Leitanweisungen Transportmittelsteueranweisungen zu erzeugen und an zumindest ein als UAV ausgebildetes
Transportmittel zumindest zum Transport von erfassten Proben zu übermitteln.
15. Laborsystem nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Leitsystem dazu eingerichtet ist anhand von Leitanweisungen und bereits erzeugten und/oder noch bestehenden T ransportmittelsteueranweisungen neue
Transportmittelsteueranweisungen auf Konfliktfreiheit zu überprüfen und im Konfliktfall mit anderen Transportmittelsteueranweisungen abzuändern.
16. Laborsystem nach Anspruch 14 oder 15,
gekennzeichnet durch
eine Transportmittellokalisierungseinheit, welche dazu eingerichtet ist zumindest eine aktuelle Position zumindest eines als UAV
ausgebildeten Transportmittels und/oder die an das UAV bereits übermittelten Leitanweisungen vom Transportmittelsteuersystem zu ermitteln [online Kollisionsüberwachung und Bestimmung der „besten“ Drohne für einen Transport]
17. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
gekennzeichnet durch
eine Transportkorridorzuweisungseinheit, welche dazu eingerichtet ist einem als UAV ausgebildeten Transportmittel ein
Transportkorridor zum Transport, insbesondere erfasster Proben, zuzuweisen.
18. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
gekennzeichnet durch
eine Verbrauchsmittelbedarfsermittlungseinheit, welche dazu eingerichtet ist Daten von der Erfassungseinheit (05), bevorzugt auch in Wechselwirkung mit der Statusermittlungseinheit (S3) und/oder der Aufgabenerzeugungseinheit, zu erhalten und basierend darauf den Bedarf an Verbrauchsmitteln, bevorzugt seitens der Laborgeräte, zu ermitteln, insbesondere einzeln für die jeweiligen Laborgeräte zu ermitteln, und an die Aufgabenerzeugungseinheit zu übermitteln.
19. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, gekennzeichnet durch
eine Abfallermittlungseinheit, welche dazu eingerichtet ist Daten von der Statusermittlungseinheit (S3) und/oder der
Aufgabenerzeugungseinheit zu empfangen und basierend darauf das Abfallaufkommen, insbesondere für das jeweilige Laborgerät, zu ermitteln und an die Aufgabenerzeugungseinheit zu übermitteln. 20. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Statusermittlungseinheit (S3) dazu eingerichtet ist statische und dynamische Informationen zu den jeweiligen Laborgeräten, insbesondere zusätzlich zu einer Probenbearbeitung, besonders bevorzugt zu geplanten Wartungs- oder Umbauarbeiten an dem
Laborgerät, zu empfangen und/oder zu berücksichtigen. [Klasse, Umbauten ggf. Softwareupdate]
21. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20,
gekennzeichnet durch
eine Probenverfolgungseinheit, welche dazu eingerichtet ist beginnend mit dem Erfassen der Probe die Probenbearbeitung, insbesondere basierend auf Leitanweisungen und/oder
T ransportmittelsteueranweisungen und/oder
Transportmittelidentifiakatoren und/oder Laborgeräteidentifikatoren , besonders bevorzugt zusammen mit jeweiligen Zeitstempeln, bis zum Abschluss der Bearbeitung nachzuverfolgen und zu
protokollieren, insbesondere in einer Protokolldatenbank zu speichern.
22. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 21 ,
gekennzeichnet durch eine Optimierungsvorschlagseinheit, welche dazu eingerichtet ist, insbesondere auf der Basis einer statistischen Auswertung, von aktuellen und/oder früheren Aufgabenlisten und/oder
Leitanweisungen, Vorschläge zur Erweiterung des Systems (10), insbesondere bezüglich der Ergänzung von Laborgeräten und/oder als UAV ausgestalteter Transportmitteln, zu erstellt und/oder auszugeben.
23. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 22,
gekennzeichnet durch
einen Versuchsplanungseinheit, welche dazu eingerichtet ist unterschiedliche Optionen zur Durchführung der Probenbearbeitung mit dem System (10) zu erstellen und insbesondere auszugeben, wobei bevorzugt im Anschluss an eine Auswahl einer Option, insbesondere über eine Eingabeeinheit, die gewählte Option der Aufgabenerzeugungseinheit übermittelt wird.
24. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 23,
gekennzeichnet durch
eine Ergebnisprüfeinheit, welche dazu eingerichtet ist nach dem Abschluss einer Probenbearbeitung ein Ergebnis, insbesondere zumindest ein Ergebniswert, mit einem vorgegebenen Ergebnis, insbesondere zumindest einem vorgegebenen Ergebniswert und/oder einem dazugehörigen Schwellwert, zu vergleichen und bei einer Abweichung und/oder Überschreitung die
Aufgabenerzeugungseinheit veranlasst eine die Probenbearbeitung wiederholende Aufgabenliste zu erstellen und/oder zu aktualisieren, wobei bevorzugt andere Laborgeräte für die erneute
Probenbearbeitung vorgesehen werden, als bei der bereits abgeschlossenen Probenbearbeitung.
25. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 24, gekennzeichnet durch
Sicherungsmittel, insbesondere einem von zumindest einem als UAV ausgebildeten Transportmittel umfasstes Sicherungsmittel welche dazu eingerichtet sind, bevorzugt periodisch, erzeugte oder aktualisierte Aufgabenliste n zu empfangen und/oder zu speichern.
26. Laborsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 25,
gekennzeichnet durch
eine mit einer Zugriffsrechteverwaltung versehene
Speichereinrichtung und/oder Speicherstruktur, insbesondere eine bereichsweise zugriffsbeschränkten Cloudspeicher, welcher dazu eingerichtet ist, beginnend mit der Prozesserfassung und bevorzugt bis zu einer Erzeugung eines Ergebnisses einer Probenbearbeitung die die Probenbearbeitung betreffenden Informationen und Daten zu erfassen und einer, insbesondere hierarchischen, Zugriffs-, insbesondere Lese- und/oder Schreibbeschränkung, zu unterwerfen, welche bevorzugt von einem den Prozesserfassungsschritt (S1 ) durchführenden Bediener vor, während oder nach der
Probenbearbeitung geändert werden kann.
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