FI122168B - Menetelmä kasvialkioiden lisäämiseksi tehdasvalmisteiseen siemenkuoreen - Google Patents

Description

Menetelmä kasvialkioiden lisäämiseksi tehdasvalmisteiseen siemenkuoreen

Yhteenkuuluva hakemus

Kyseessä oleva keksintö vaatii etuoikeutta väliaikaisesta US-5 patenttihakemuksesta, jonka sarjanumero on 60/150 292, joka on jätetty 23.8.1999.

Keksinnön ala

Kyseessä oleva patentti liittyy yleisesti tehdasvalmisteisiin siemeniin ja tarkemmin järjestelmään kasvialkioiden jakamiseksi eri kasvualustoihin.

10 Keksinnön taustaa

Nykyaikainen maanviljelys, mukaan lukien metsänhoito, vaatii usein suurien määrien olennaisen identtisten kasvien istuttamista, jotka on geneettisesti suunniteltu kasvamaan optimaalisesti tietyssä paikassa tai omaamaan tiettyjä muita toivottuja piirteitä. Uusien kasvien tuottaminen suvullisen lisään-15 tymisen avulla voi olla hidasta ja on usein altis geneettisille rekombinaatiota-pahtumille, jotka johtavat vaihteleviin piirteisiin sen jälkeläisissä. Sen seurauksena suvuttoman lisäämisen on osoitettu tuottavan joillekin lajeille suuria määriä geneettisesti identtisiä alkioita, joista jokaisella on kyky kehittyä normaaliksi kasviksi. Sellaisia alkioita täytyy tavallisesti viljellä edelleen laboratorio-20 olosuhteissa, kunnes ne saavuttavat omavaraisen ’’siementaimen” tilan, jolle on ominaista kyky tuottaa oma ruokansa fotosynteesin kautta, vastustaa kuivumista, tuottaa juuria, jotka pystyvät tunkeutumaan maahan ja torjumaan maaperän mikro-organismeja.

^ Jotkut tutkijat ovat kokeilleet keinotekoisten siemenien tuottamista, cm 25 jotka tunnetaan tehdasvalmisteisina siemeninä, joissa yksittäiset kasvin so- i o maattiset tai tsygoottiset alkiot koteloidaan siemenkuoreen, esimerkiksi sellai- i co seen kuin on julkituotu US-patentissa nro 5 701 699, joka on myönnetty Carlit son ym:lle, jonka julkituonti näin ilmaistuna liitetään tähän viitteenä.

Tyypilliset tehdasvalmisteiset siemenet sisältävät siemenkuoren, £> 30 synteettisen gametofyytin ja kasvialkion. Siemenkuori on yleensä kapseli, jos- § sa on suljettu pää ja avoin pää. Synteettinen gametofyytti sijoitetaan siemen- ^ kuoren sisään siten, että se täyttää olennaisesti siemenkuoren. Sirkkalehden pidäte voidaan sijoittaa synteettisen gametofyytin sisälle sen keskelle. Sirkkalehden pidäte sisältää keskelle sijoitetun syvennyksen, joka jatkuu osittain läpi 2 sen pituuden ja mitoitetaan vastaanottamaan sisäänsä kasvialkio. Tunnettu kasvialkio sisältää alkeisjuuripään ja sirkkalehtipään. Kasvialkio sijoitetaan sirkkalehden pidätteen syvennykseen sirkkalehtipää edellä. Tyypillisesti kasvialkio suljetaan siemenkuoren sisälle vähintään yhden päätytiivisteen avulla.

5 Aikaisemmin kasvialkion jakelussa siemenkuoren sisälle on käytetty nestepohjaista kuljetusjärjestelmää kasvialkion siirtämiseksi tehdassiemenen tuotantolinjan läpi. Sellaisessa nestepohjaisessa kuljetusjärjestelmässä kas-vialkiot sijoitetaan nestesäiliöön niiden suuntaamiseksi vastaavaan suuntaan. Kasvialkiot saadaan kellumaan säiliön yläpäähän siten, että jokainen alkio on 10 ylöspäin säiliön sisällä sirkkalehtipää edellä. Säiliön päältä tulevaa lisänestettä käytetään kasvialkioiden ajamiseksi ulos säiliöstä säilyttäen samalla niiden sirkkalehtipää edellä -suuntauksen. Sitten nestettä käytetään kasvialkioiden kuljettamiseen jäljellä olevien tehdassiemenien tuotantolinjavaiheiden läpi. Vaikka sellaiset nestepohjaiset kasvialkioiden jakelujärjestelmät ovat tehokkai-15 ta kasvialkioiden kuljetuksessa, ne eivät ole ongelmattomia.

Ensiksi sekä järjestelmän reagointi että kasvialkion liikkeet järjestelmän läpi ovat hitaat, koska nestevirtauksen säätelemiseen tarvitaan sähkömekaanisia käyttölaitteita. Toiseksi kasvialkion käsittely ei ole tarkkaa. On usein vaikea käsitellä nesteeseen suspendoitua kasvialkiota, koska on vaikeaa 20 käsitellä mitä tahansa nesteeseen suspendoituja esineitä. Kolmanneksi on vaikea havaita luotettavasti kasvialkioita johtuen niiden pienestä koosta, suuren läpimitan omaavan kuljetusputken vaatimuksesta ja onteloitumisesta nesteessä. Lisäksi on vaikea analysoida jokaisen kasvialkion laatua silloin, kun se on suspendoitu nesteeseen. Lisäksi kaiken nesteen poistaminen, sen jälkeen 25 kun kasvialkio on sijoitettu sirkkalehtipidätteen syvennykseen, on vaikeaa. Kai-ken nesteen poistaminen alkiosta on toivottavaa, koska neste saattaa aiheutit taa aikaista itämistä tai mädäntymistä. Nestejärjestelmän hidas läpikulku vaatii ^ useita nestejärjestelmiä kokonaistuotannon laatutavoitteiden saavuttamiseksi.

^ Lopuksi komponenttien suuri määrä nesteen jakelujärjestelmässä merkitsee ^ 30 luotettavuusongelmia, yhtä hyvin kuin vaikeuksia järjestelmän ylläpitämisessä.

£ Niinpä on tarvetta kasvialkioiden jakelujärjestelmälle, joka pystyy σ> tuottamaan luotettavasti suuren määrän tehdasvalmisteisia siemeniä suhteelli- 00 g sen edullisesti ja minimoimaan kasvialkion vahingoittumis- tai saastumisriskin.

CSJ

o cnj Keksinnön yhteenveto 35 Kyseessä olevan keksinnön kohteena on se, mitä patenttivaatimuk sissa on esitetty.

3

Kyseessä olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti aikaansaadaan menetelmä, jonka avulla jaetaan viljeltyjä kasvialkioita. Menetelmä sisältää vaiheen, jossa joukko alkioita suunnataan ennalta määrättyyn suuntaan. Menetelmä sisältää myös jokaisen alkion analysoinnin ennalta mää-5 ritettyjen laatukriteerien mukaisesti kvalifioitujen kasvialkioiden tunnistamiseksi. Lisäksi kyseessä olevan keksinnön menetelmä sisältää vaiheet, joissa määritetään kvalifioitujen alkioiden positiomittaukset, ja ensimmäinen siemenkuori asetetaan suhteessa kvalifioituihin alkioihin. Menetelmä sisältää myös vaiheen, jossa yksi kvalifioiduista alkioista pistetään siemenkuoreen kvalifioitujen 10 alkioiden positiomittausten mukaan kvalifioitujen alkioiden vahingoittumisen ja saastumisen minimoimiseksi.

Kyseessä olevan keksinnön kasvialkioiden jakelujärjestelmässä on useita etuja nykyisin saatavissa oleviin kasvialkioiden jakelujärjestelmiin verrattuna. Kyseessä olevan keksinnön jakelujärjestelmä käyttää minirobotin poimi 15 ja aseta -järjestelmiä liikkeen säädön avulla alkioiden jakelujärjestelmän nopeuden ja tarkkuuden lisäämiseksi. Alkion käsittely muuttuu ei-tarkasta ympäristöstä tarkaksi ympäristöksi alkion prosessoinnin etupäässä valmistuslinjalla. Robottijärjestelmissä tarkka tieto kohteesta ja kyvystä siirtää kyseistä kohdetta tarkasti mahdollistaa kohteen siirtämisen nopeammin. Kokonaisjärjestelmä on 20 yksinkertaisempi, koska se käyttää tietokonepohjaista elektroniikkaa ja koneellisesti valvottuja laitteita. Pienemmän komponenttimäärän ja siksi pienemmän välinemäärän käytöstä seuraa luotettavampi järjestelmä. Lisäksi neste poistetaan alkion ympäriltä lähes ensimmäisessä prosessin vaiheessa, näin eliminoidaan sirkkalehden pidätteen mahdollinen saastuminen nesteestä. Lopuksi, 25 alkion elektroninen tarkkailu on yksinkertaisempaa ilman tarkkailuväylällä ole-vaa nestettä.

o Niinpä menetelmällä, jossa kasvialkioita jaetaan tehdasvalmisteisiin

CM

^ siemeniin kyseessä olevan keksinnön mukaisesti, on korkea-asteinen luotetta- ^ vuus, ja se pystyy tehdasvalmisteisten siemenien massatuotantoon tai alkioi- ^ 30 den jakeluun tietyssä suunnassa levyllä, kasvihuoneen säiliössä tai muussa | siemenkonstruktioissa. Lisäksi sellainen kasvialkioiden jakelumenetelmä minien moi myös kasvialkion vahingoittumis- ja saastumisriskin siemenen valmistus- oo g prosessin aikana.

C\l o S Piirustusten kuvaus 35 Tämän keksinnön edellä kuvatut aspektit ja monet muut sen muka naan tuomat edut tulevat paremmin ymmärretyiksi viittaamalla seuraavaan yk- 4 sityiskohtaiseen kuvaukseen, kun se otetaan liitteenä olevien piirustusten yhteydessä, joissa: kuvio 1 on osittainen kaaviokuva alkioidenjakelujärjesteimästä, joka on muodostettu kyseessä olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaises- 5 ti; kuvio 2 on osittainen sivutasokuva, joka esittää ensimmäisen robot-tikäden ja kuljetinhihnan alkioidenjakelujärjestelmää varten, joka on muodostettu kyseessä olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti; kuvio 3 on osittainen sivukuva mittauskokoonpanosta alkioidenjake-10 lujärjestelmään, joka on muodostettu kyseessä olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti, esitettynä ei-mittaus-asennossa; kuvio 4 on osittainen sivukuva mittauskokoonpanosta alkioidenjake-lujärjestelmään, joka on muodostettu kyseessä olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti; 15 kuvio 5 on osittainen tasokuva ylhäältä kuvioissa 3 ja 4 näkyvästä mittauskokoonpanosta niin, että näkyvissä oleva mittauskokoonpano on mitta-usasennossa; kuvio 6 on osittainen tasokuva ylhäältä kuvioissa 3 ja 4 näkyvästä mittauskokoonpanosta niin, että mittauskokoonpano näkyy sekä mittausasen-20 nossa että siirtoasennossa; kuvio 7 on osittainen yläkuva toisesta robottikädestä kyseessä olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti muodostettua alkioidenjakelujärjestelmää varten esittäen kasvialkion mittauksia; kuvio 8 on suurennettu kuva kasvialkiosta, joka on otettu kuviossa 7 25 näkyvän toisen robottikäden kärjen sisään; kuvio 9 on osittainen sivutasokuva toisesta robottikädestä kyseessä 5 olevan keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti muodostettua alkioiden- C\1 ^ jakelujärjestelmää varten esittäen robottikäden pyörimisen kasvialkion sijoitta- ° miseksi siemenkuoren sisälle;

CO

^ 30 kuvio 10 on ylätasokuva säilytyslaatikosta kyseessä olevan keksin- | nön yhden suoritusmuodon mukaisesti muodostettua alkioidenjakelujärjestel- o) mää varten; ja 00 g kuvio 11 on suurennettu kuva osasta säiiytyslaatikkoa alkioidenjake- o lujärjestelmään, joka on muodostettu kyseessä olevan keksinnön yhden suori- ^ 35 tusmuodon mukaisesti.

5

Yksityiskohtainen selostus edullisesta suoritusmuodosta

Kuviot 1 - 6 kuvaavat edullisen suoritusmuodon kyseessä olevan keksinnön mukaan rakennetusta alkioidenjakelujärjestelmästä (EDS) 20. Kuvaamisen helpottamisen ja selvyyden vuoksi EDS 20:n eri komponentit on ha-5 jotettu kuvioihin 1 - 6. EDS 20:n yksi suoritusmuoto sisältää neljä pääjakelu-vaihetta. Ensimmäinen vaihe sisältää alkion suuntaamis- ja kuvausjärjestelmän 22 (kuvio 1). Toinen vaihe sisältää ensimmäisen siirtokokoonpanon 24 (kuvio 2). Kolmas vaihe sisältää alkion mittauskokoonpanon 26 (kuviot 3 ja 4). Neljäs vaihe sisältää alkion sijoituskokoonpanon 28 (kuviot 5 - 8) ja kaksiulotteisen 10 asetuspöydän 30 (kuvio 2).

Kuten parhaiten voidaan nähdä viittaamalla kuvioon 1, alkion suuntaamis- ja kuvausjärjestelmä 22 sisältää alkion suuntaamiskokoonpanon 40, ohjauskokoonpanon 42, tyhjöjärjestelmän 44, kuljetinjärjestelmän 46 ja kuvausjärjestelmän 48. Alkion suuntaamiskokoonpano 40 voi olla hyvin tunnettu 15 kokoonpano, esimerkiksi sellainen kuin on julkituotu US-patentissa nro 5 284 765, joka on myönnetty Bryan ym.:lle, jonka julkituonti liitetään tähän täten viitteenä. Alkion suuntaamiskokoonpano 40 sisältää suoja-astian 60 ja säätövent-tiilin 62, joka on yhteydessä ohjauskokoonpanoon 42 tarkoituksena säädellä valikoivasti kasvialkioiden ulostuloa suoja-astiasta 60. Suoja-astia 60 täytetään 20 nesteellä, ja sen sisälle on laitettu joukko kasvialkioita 64. Suoja-astiaan sijoitetut kasvialkiot 64 saadaan edullisesti kellumaan säätämällä suoja-astian 60 sisällä olevan nesteen ominaispaino korkeammaksi kuin alkioiden 64 ominaispaino ennalta määrätyn verran. Kelluvien alkioiden on havaittu säilyttävän prosentuaalisesti suuremman määrän kvalifioituja alkioita, jotka istutetaan tehdas-25 valmisteiseen siemenkuoreen, jäljempänä yksityiskohtaisesti kuvatulla tavalla.

Ohjauskokoonpano 42 sisältää anturit 70a - 70c ja ohjauslaitteen o 72. Ensimmäinen anturi 70a on edullisesti tunnettu valosähköanturi. Muut an- ώ turit, kuten optiset ja infrapuna, ovat myös keksinnön suojapiirissä. Ensimmäi- 0 ^ nen anturi 70a sijoitetaan suoja-astian 60 yläpään viereen. Ohjauslaite 72 saa ^ 30 ensimmäiseltä anturilta 70a havainnot sen määrittämiseksi milloin alkio tai ai- £ kiot 64 ovat kelluneet suoja-astian 60 yläpäähän. Kun ohjauslaite 72 määrittää, että ensimmäinen anturi 70a on havainnut alkion 64, ohjauslaite 72 aktivoi so-o lenoidin (ei näkyvissä). Solenoidi käynnistää vuorostaan venttiilin 62, joka § mahdollistaa nesteen sisään virtauksen suoja-astian 60 yläpäässä alkion 64 C\l 35 ohjaamiseksi putkeen, joka kuljettaa alkion ulos suoja-astiasta 60 kuljetinjär- 6 jestelmään 46. Nestevirta pakottaa alkion 64 putkeen kohti kuljetinjärjestelmää 46.

Toinen anturi 70b sijoitetaan suoja-astian 60 putken pään viereen. Kun ohjauslaite 72 määrittää, että toinen anturi 70b on havainnut ohi kulkevan 5 alkion 64, se aktivoi kuljetinjärjestelmän 46 tunnetun kuljettimen käyttömootto-rin 86 niin, että alkio 64 siirtyy kuljetinjärjestelmään 46 suuntauksen häiriintymättä, kun se poistetaan suoja-astiasta 60. Toinen anturi 70b on yhteydessä ohjauslaitteeseen 72, ja sitä voidaan säätää sen määrän ja taajuuden säätelemiseksi, jolla kasvialkiot 64 päästetään suoja-astiasta 60.

10 Viitaten yhä kuvioon 1 kasvialkiot 64 poistetaan suoja-astiasta 60 ennalta määrätyssä suunnassa. Jokainen kasvialkio 64 poistetaan suoja-astiasta 60 edullisesti niin, että alkiot 64 tulevat ulos suoja-astiasta 60 sirkka-lehtipää edellä. Vaikka kasvialkioiden suuntaaminen siten, että ne poistetaan edullisesti sirkkalehtipää edellä, on edullista, muut suuntaukset, kuten kasvial-15 kioiden 64 poistaminen juuripää edellä, ovat myös kyseessä olevan keksinnön suojapiirissä. Kasvialkiot 64 poistetaan kuljetinjärjestelmään 46, ja ne kuljetetaan kuvausjärjestelmään 48.

Kuljetinjärjestelmä 46 sisältää tunnetun jatkuvan ja nestettä läpäisevän kuljetinhihnan 80, ja sitä käyttää moottori 86. Alipainejärjestelmä 44 sijoite-20 taan edullisesti lähelle suoja-astian 60 ulostuloa siten, että kun kasvialkiot 64 poistetaan suoja-astiasta 60, ne joutuvat tyhjötilaan lisä- tai ylimääräisen nesteen poistamiseksi kasvialkioiden 64 päältä. Alipainejärjestelmä 44 imuroi ylimääräisen nesteen kasvialkioista 64 huokoisen kuljetinhihnan 80 läpi. Vaikka on edullista, että alipaineprosessi tapahtuu yhdessä kohdassa, lisäkohdat, ku-25 ten jatkuva kasvialkion imurointi sen ollessa siirrettävänä kuvausjärjestelmään, ovat myös kyseessä olevan keksinnön suojapiirissä. o Kun kasvialkioihin 64 on kohdistettu alipainejärjestelmä 44, kuljetin- ^ järjestelmä 46 aktivoidaan kasvialkioiden 64 siirtämiseksi kuvausjärjestelmään ^ 48. Kolmas anturi 70c sijoitetaan lähelle kuvausjärjestelmää 48. Kun ohjauslai- ^ 30 te 72 määrää rekisteröinnin perusteella, että kolmas anturi 70c on havainnut

X

£ alkion 64, se antaa merkin kuljettimen käyttömoottorille 86 mennä pois päältä σ> ja sillä tavalla sijoittaa alkion 64 sopivaan paikkaan kuvausjärjestelmän 48 ku- g vausta varten.

C\J

g Kuvausjärjestelmä 48 sisältää kuvauskameran 82, kuten esimerkiksi ^ 35 digitaalisen kameran, ja tunnetun anturin (ei näkyvissä). Kun kasvialkio 64 siir retään anturin ulottuville, anturi lähettää merkin päätietokoneeseen 84. Päätie- 7 tokone 84 lähettää puolestaan merkin ohjauslaitteelle 72 kuljetinhihnan 80 pysäyttämiseksi, ja sillä tavalla sijoittuu kasvialkio 64 digitaalisen kameran 82 alle. Kamera 82 ottaa ja tallentaa digitaalisesti kuvia, jotka käytetään sen määrittämiseen, pidetäänkö alkiota kvalifioituna tullakseen sijoitetuksi valmistettuun 5 siemeneen.

Kuvauskamerasta 82 saadut tiedot lähetetään päätietokoneeseen 84 ja käsitellään tietokoneohjelmalla, kuten esimerkiksi sellaisella, joka on julkituotu PCT -hakemussarjassa nro PCT/US99/12128, otsikolla: Method for Classification of Somatic Embryos, joka on jätetty 1.6.1999, jonka julkituonti lii-10 tetään näin ilmaistuna tähän viitteenä. Tietokoneohjelma tekee kasvialkion 64 laatumäärityksen ja ennalta määritettyihin parametreihin perustuen päättää ja tallentaa, mitä kasvialkioita pidetään kvalifioituina ja mitä pidetään ei-kvalifioituina alkioina.

Viitaten kuvioon 2 ensimmäinen siirtokokoonpano 24 kuvataan nyt 15 yksityiskohtaisemmin. Ensimmäinen siirtokokoonpano 24 sisältää robottikäsi-kokoonpanon 90, joka on kiinnitetty liikutettavasti raiteeseen 92. Robottikäsi-kokoonpano 90 sisältää kotelon 94 ja varren 96. Varren 96 alapää sisältää ali-paineisen kärkipään, joka on sovitettu tarttumaan valikoivasti kasvialkioon 64. Ei-rajoittavana esimerkkinä, jos tietokoneohjelma pitää kasvialkiota 64 kvalifioi-20 tuna, jotta se tulee sijoitetuksi tehdassiemeneen, robottikäden 96 alipaineinen kärjen pää poimii sen pois kuljetinhihnalta 80. Alipainekärki tarttuu kasvialkion 64 keskiosaan ja siirtää kvalifioidun kasvialkion alkionmittauskokoonpanoon 26. Hylätyt kasvialkiot poistetaan kuljettimen päässä jäteastiaan 81. Vaikka ro-bottikäsikokoonpanon edullisessa käytössä on kaksiakselinen liike, useampi 25 kuin kaksiakselinen liike, esimerkiksi kolmiakselinen järjestelmä, on myös ky-seessä olevan keksinnön suojapiirissä.

o Viitaten kuvioihin 3 - 5 alkion mittauskokoonpano 26 sisältää tarkan £ robottikäden käsittävän alkion pidikekokoonpanon 100 ja ensimmäisen laser- ^ mikrometrin 102. Tarkan robottikäden käsittävässä alkion pidikekokoonpanos- ^ 30 sa 100 on kaksiakselinen liike, jossa ensimmäinen akseli on lasermikrometrin £ käsittävään mittaustasoon 108, ja kuvioiden 3 ja 4 Z-suunnan esittämällä taval- σ> la. Toinen liikeakseli on vaakasuoraan kohtisuorassa mittaustasoon 108 näh- 00 g den, ja kuvion 5 X-suunnan esittämällä tavalla.

CM

g Tarkan robottikäden käsittävä alkion pidikekokoonpano 100 sisältää ™ 35 alipainekäyttöisen alkion pidikekokoonpanon 104, ja se sovitetaan vastaanot tamaan irrottavasti kasvialkio 64 ensimmäisestä robottikädestä 96 (kuvio 2).

8

Toiminnan aikana, saatuaan kasvialkion 64 ensimmäistä robotti kädestä 96 alkion pidikekokoonpano 104 liukuu koteloa 106 pitkin kasvialkion 64 juuripään kärjen siirtämiseksi tunnettuun kaksiulotteiseen lasermikrometrimittaustasoon 108, jota säteilytetään lasermikrometristä 102. XYZ-sarjan positiomittaukset 5 kerätään kasvialkion 64 juuripään kärjen ympäriltä. Lasermikrometristä saadaan XY-sarjan positiotiedot, ja Z-positio saadaan uudestaan alkion mittaus-kokoonpanon 26 tunnetusta etäisyydestä suhteessa lasermikrometrin mittaus-tasoon 108. Kasvialkion 64 juuripään kärjen XY-positiomittaus mahdollistaa kasvialkion 64 siirtämisen tarkasti alkion sijoituskokoonpanoon 28.

10 Viitaten nyt kuvioihin 5-9 alkion sijoituskokoonpano 28 kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin. Kuten parhaiten nähdään viittaamalla kuvioon 9 alkion sijoituskokoonpano 28 sisältää kolmannen robottikäden käsittävän alkion pidikkeen 120, kotelon 122 ja raiteen 124. Kotelo 122 kiinnitetään tappiliitok-sella raiteeseen 124 tappi-ja liukukokoonpanon 126 avulla. Viitaten jälleen ku-15 vioon 5 sen jälkeen kun kasvialkion 64 kärkipään XYZ-positiomittaukset on määritetty, kasvialkio 64 siirretään alkion mittauskokoonpanosta 26, pidetään paikallaan alkion pidikekokoonpanon 104 avulla ja tarkasti kolmanteen robotti-käden käsittävään alkion pidikkeeseen 120. Tässä asennossa alkionpidike 104 pitää kasvialkiota 64 ennalta määrätyssä asennossa.

20 Kolmas robottikäden käsittävä alkionpidike 120, joka kiinnitetään ko teloon 122 raiteen 124 avulla, siirretään käyttämällä tietoja, jotka on saatu kasvialkion 64 juuripään kärjen asennosta, asentoon, jossa kolmannen robottikäden käsittävän alkionpidikkeen 120 syvennys 130 sijoitetaan kasvialkion 64 juuripään kärjen yli. Alipaine käynnistetään alkion poimimiseksi ja sammute-25 taan alkion pidikkeeseen, ja sillä tavalla siirretään kasvialkion 64 pidikeohjaus alkion mittauskokoonpanosta 26 alkion sijoituskokoonpanoon 28. Tässä asen-o nossa tarkan robottikäden käsittävä alkion pidikekokoonpano 100 kääntyy pois ώ lasermikrometristä 102 tunnettuun stop-asentoon ja nuolen 128 osoittamaan

O

^ suuntaan (kuvio 6). Tässä tarkassa stop-asennossa kasvialkio 64 siirretään al- ^ 30 kion pidikekokoonpanosta 104 alkion sijoituskokoonpanon 28 kolmannen ro-

X

a. bottikäden käsittävään alkionpidikkeeseen 120.

05 Kuten parhaiten nähdään viittaamalla kuvioon 8 kolmannen robotti- o käden käsittävä alkionpidike 120 sisältää kartiomaisen syvennyksen 130 ali-

CNI

§ paineputken 132 yhteydessä. Kun kasvialkio 64 siirretään alkion mittausko-

C\J

35 koonpanosta 26 alkion sijoituskokoonpanoon 28, kasvialkion 64 juuripää otetaan kartiomaisen kärjen omaavaan syvennykseen 130 ja pidetään siellä ali- 9 paineputken 132 avulla. Tässä asennossa kolmannen robottikäden käsittävä alkionpidike 120, joka kiinnitetään koteloon 122 ja liukukokoonpanoon 126, siirretään pois lasermikrometrimittaustasosta 10, kunnes kasvialkio 64 siirtyy täysin pois lasermikrometrimittaustasosta 108. Tässä asennossa kasvialkion 5 64 sirkkalehtipää työntyy ulos kokoonpanosta 120.

Tultuaan otetuksi kolmannen robottikäden käsittävän alkionpidik-keen 120 sisälle alkion sijoituskokoonpano 28 kääntyy takaisin kohti lasermik-rometriä 102. Kasvialkion 64 sirkkalehtipään keskiosan tarkkuusmittaus lasketaan, ja sirkkalehtipään ulkoneman pituus, jota etäisyys X kuvaa, kolmannen 10 robottikäden käsittävän alkionpidikkeen 120 päästä lasketaan myös. Sirkkalehtipään ympärysmitta on standardi mittaus, joka saadaan tunnetusta lasermik-rometristä. Kasvialkion 64 sirkkalehtipään keskikohta voidaan laskea tarkasti tuosta mittauksesta.

Kuten parhaiten voidaan nähdä viittaamalla kuvioon 9 sen jälkeen 15 kun kasvialkion 64 sirkkalehtipään keskikohta ja pituus on määritetty, kotelo 122 ja kolmannen robottikäden käsittävä alkionpidike 120 kääntyy akselissa alaspäin kohti kaksiulotteista asetuspöytää 30. Kaksiulotteinen asetuspöytä 30 kääntyy valikoivasti kahteen ulottuvuuteen. Erityisesti pöytä 30 voi liikkua pituussuunnassa kuin myös sivusuunnassa. Vaikka kaksiulotteinen pöytä on 20 suositeltava, pöytä, joka pystyy liikkumaan muihin suuntiin, esimerkiksi kolmiulotteinen pöytä, on myös kyseessä olevan keksinnön suojapiirissä.

Pöydän 30 päälle on sijoitettu säilytyslaatikko 134. Säilytyslaatikko 134 sisältää useita syvennyksiä 136, jotka jatkuvat kohtisuorassa sen läpi. Säi-lytyslaatikkoon 134 voidaan sijoittaa edullisesti kokonaiset 96 syvennystä. Kui-25 tenkin säilytyslaatikko 134, jossa on enemmän tai vähemmän syvennyksiä, on myös kyseessä olevan keksinnön suojapiirissä.

o Jokaisen syvennyksen 136 sisälle on vastaanotettu tunnettu teh-

CNJ

£ dasvalmisteinen siemen 38, esimerkiksi sellainen kuin on paljastettu US- ^ patentissa nro 5 701 699, joka on myönnetty Carlson ym.:lle, jonka julkituonti ™ 30 liitetään tähän näin viitteenä. Kaksiulotteinen asetuspöytä 30 sisältää kuvaus- | kameran (ei näkyvissä), jotta tehdassiemenessä olevan sirkkalehden pidätteen σ> aukon keskikohta tulee tarkasti paikallistetuksi ja tallennetuksi. Kun on saatu g positiotiedot tehdassiemenen sirkkalehtipidätteen aukosta ja positiotiedot alki- o on 64 sirkkalehtipäästä, jota alkiota kolmannen robottikäden käsittävän alkion- ^ 35 pidikkeen 120 alipainekärki pitelee, kolmannen robottikäden käsittävä alkionpi dike 120 sijoittaa alkion 64 tehdassiemenen sirkkalehtipidätteen aukon yläpuo- 10 lelle. Kolmannen robottikäden käsittävä alkionpidike 120 sijoittaa alkion 64 sirkkalehtipidätteen aukon yläpuolelle ja laskee alkion 64 sen sisälle ennalta määrättyyn syvyyteen aukon sisälle aukon pohjan yläpuolelle. Tässä kohdassa alipainekärki käännetään pois päältä, ja lyhyt ilmapurkaus irrottaa hellästi alki-5 on 64 alipainekärjestä 120 ja tehdassiemenen sirkkalehtipidätteeseen.

EDS:n toiminta voidaan parhaiten ymmärtää viittaamalla kuvioihin 1-11. Kun alkio 64 on jaettu tehdassiemenen tuotantolinjalta, alkio 64 sijoitetaan alkion suuntauskokoonpanon 40 säilytysastiaan 60. Kuten edellä on huomautettu, alkiot sijoitetaan säilytysastian 60 sisälle kelluvien alkioiden erot-10 tamiseksi ei-kelluvista alkioista 64. Kasvialkiot saadaan kellumaan säiliön yläpäähän siten, että kasvialkio kelluu ylöspäin säiliön sisällä sirkkalehtipää edellä. Säiliön yläpäästä käsin käytetään lisää nestettä kasvialkioiden ajamiseksi ulos säiliöstä samalla säilyttäen niiden sirkkalehtipää edellä -suuntauksen.

Kun alkioiden havaitaan poistuneen jakeluputkesta, anturi 70 saa 15 ohjauslaitteen 72 käynnistämään huokoisen kuljetinhihnan 80, joka liikkuu siten, että alkiot 64 sijoittuvat kuljetinhihnalla 80 lähekkäin ja samalla nopeudella jolla ne poistuvat jakeluputkesta. Tämä varmistaa sen, että alkiot 64 sijoittuvat kuljetinhihnalle 80 ja säilyttävät suuntauksensa mieluummin kuin putoavat hihnalle 80 ja kadottavat umpimähkään suuntauksensa ponnahtaessaan hihnalle 20 80 asettuessaan. Samanaikaisesti alipaine 44 käynnistyy, ja kuljetinhihnan 80 alle sijoitettu alipainesuutin imee liian nesteen kasvialkion ympäriltä, joka on tyhjentynyt huokoisen hihnan 80 päälle ja suodattunut hihnan 80 alle.

Liikkuessaan eteenpäin kuljetinhihnalla 80 alkion 64 on jälleen havainnut tunnettu valosähköanturi, ja ohjauslaite 42 pysäyttää kuljetinhihnan 80 25 oikeaan asentoon kuvauskameraa 82 varten. Kuvauskamera 82 ottaa ja tallen-taa digitaalisesti tarvittavat kuvat, joita käytetään sen määrittämiseksi, voi-o daanko alkiota 64 pitää kvalifioituna, jotta se tulee asetetuksi valmistettuun

CM

ώ siemeneen.

^ Jos alkio 64 kvalifioidaan, jotta se tulee sijoitetuksi tehdassieme- ^ 30 neen, ensimmäisen varren 96 päähän sijoitettu alipaineinen kärki poimii sen

X

£ pois kuljetinhihnalta 80. Alipainekärki poimii alkion 64 alkion 64 keskikohdasta, o) asettaa alkion 64 alkion sijoitusmittauksen 26 toisen alipainekärjen päälle. Al- g kion pidikekokoonpano 104 pitää alkion 64 alapintaa niin, että juuripää työntyy

CM

g sivuttain alipainekärjestä. Alipainekärki kiinnitetään kaksiakselisen liikkeen 35 omaavaan ohjauspöytään, joka siirtää alkion 64 kärjen kaksiulotteiseen laser-mikrometrikenttään 108, ja sillä tavalla laskee XYZ-sarjan positiomittaukset ai- 11 kion 64 juuripään ympärillä. XY-sarjan positiotiedot saadaan lasermikrometris-tä 102, ja Z-positio saadaan säätöpöydän ohjauslaitteen tarkkuusliikkeestä.

Kun kolmiulotteiset positiotiedot on saatu alkion 64 juuripään kärkeä varten, täsmäliikuteltava ohjauspöydän ohjauslaite siirtää kärjen asentoon, jo-5 ka mahdollistaa sen, että alkion 64 juuripää voidaan asettaa tarkalleen alkion sijoituskokoonpanon 28 toisen alipainekärjen aukkoon. Kolmannen robottikä-den käsittävän alkionpidikkeen 120 pitelemä alkio 64 siirtyy sitten takaisin la-sermikrometriin 102, jossa lasketaan alkion 64 sirkkalehtipään keskikohdan positiomittaus ja myös sirkkalehtipään ulkoneman pituus alipainekärjen päästä 10 mitataan.

Kuten edellä on huomautettu, samanaikaisesti tai ennen tarkkojen tietojen saantia alkiosta toinen kuvausjärjestelmä, esimerkiksi OMRON Vision Systems Model F350, F300 tai F200 sijoittaa sirkkalehtipidätteen aukon asennon tehdassiemeneen, joka on kiinnitetty kaksiulotteiseen asetuspöytään 30. 15 Sen seurauksena, kun on saatu sekä tehdassiemenen sirkkalehtipidätteen aukon positiotiedot että alkion sirkkalehtipään positiotiedot, kolmas robottikäden käsittävä alkionpidike 120 sijoittaa alkion sirkkalehtipidätteen aukon yläpuolelle ja laskee täsmällisesti alkion 64 sirkkalehtipidätteen sisälle.

Aiemmin kuvattu versio kyseessä olevasta keksinnöstä antaa useita 20 etuja mitä tulee nykyisin saatavilla oleviin alkion jakelujärjestelmiin. Ensiksi kokonaisjärjestelmä on yksinkertaisempi ja luotettavampi kuin nykyisin saatavissa olevat nestepohjaiset järjestelmät, joissa käytetään robottien, tietokoneiden, kuvajärjestelmien, liikeohjattujen komponenttien, lasermikrometrien ja muun peruselektroniikan yhdistelmiä. Lisäksi alkiot voidaan sijoittaa tarkasti sirkka-25 lehtipidätteeseen vahingoittamatta tai saastuttamatta alkioita. Niinpä kyseessä olevan keksinnön mukaisesti muodostettu menetelmä ja laite, joiden avulla o kasvialkioita jaetaan tehdasvalmisteiseen siemeneen, omaa korkean luotetta-

CN

yij vuuden, pystyy valmistettujen siemenien massatuotantoon ja minimoi kasvial- ^ kion vahingoittumis- ja saastumisriskin siemenen valmistusprosessin aikana.

^ 30 Edellä olevasta kuvauksesta voidaan nähdä, että alkioidenjakelujär- | jestelmä, joka on muodostettu kyseessä olevan keksinnön mukaisesti, omaa σ> monia uutuustunnusmerkkejä ja tarjoaa merkittäviä etuja nykyisin saatavissa

CO

g oleviin järjestelmiin verrattuna. Vaikka keksinnön nyt edulliset suoritusmuodot o on kuvattu ja selostettu, on ymmärrettävää, että liitteenä olevien patenttivaati- ^ 35 musten suojapiirissä voidaan tehdä erilaisia muutoksia poikkeamatta keksin nön suojapiiristä.

Claims (22)

1. Menetelmä kasvialkion lisäämiseksi tehdasvalmisteiseen siemen-kuoreen, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) valitaan kvalifioituja kasvialkioita joukosta kasvialkioita; 5 b) sijoitetaan siemenkuori suhteessa ainakin yhteen kvalifioiduista kasvialkioista, jolloin vaihe, jossa kvalifioituja kasvialkioita valitaan kasvialkio-joukosta, sisältää vaiheen, jossa joukko kasvialkioita analysoidaan ennalta määrättyjen laatukriteerien mukaan kvalifioitujen kasvialkioiden tunnistamiseksi; ja 10 c) asetetaan ainakin yksi kvalifioitu kasvialkio siemenkuoreen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa joukosta kasvialkioita otetaan kuvia jokaisen kasvialkion analysoimiseksi ennalta määritettyjen laatukriteerien perusteella kvalifioitujen kasvialkioiden tunnistamiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa joukko kasvialkioita suunnataan ennalta määrättyyn asentoon.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa joukko kasvialkioita suunnataan ennalta 20 määrättyyn asentoon nestesäiliön sisällä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa jokainen kasvialkioista pakotetaan ulos säiliöstä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa määritetään se nopeus, jolla jokainen ^ kasvialkio pakotetaan ulos säiliöstä.

*7 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, CO 9 että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa jokainen kasvialkio kuljetetaan olennai- CO cm sesti samalla nopeudella kuin jokainen kasvialkio pakotetaan ulos säiliöstä. i 30

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, CL ^ että vaihe, jossa jokainen kasvialkio kuljetetaan, sisältää vaiheen, jossa kulje- eo tinhihna säädettävästi käynnistetään jokaisen kasvialkion asettamiseksi kulje- o tinhihnalle olennaisesti samalla nopeudella kuin jokainen kasvialkio siirretään o ^ säiliöstä jokaisen kasvialkion ennalta määrätyn asennon säilyttämiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa jokaisesta kasvialkiosta poistetaan ylimääräinen neste.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu sii-5 tä, että vaihe, jossa ylimääräinen neste poistetaan jokaisesta kasvialkiosta, sisältää vaiheen, jossa jokainen kasvialkio imuroidaan.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa kasvialkiojoukosta otetaan kuvia jokaisen kasvialkion analysoimiseksi ennalta määrättyjen laatukriteerien perus- 10 teella kvalifioitujen kasvialkioiden tunnistamiseksi.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa jokainen kvalifioitu kasvialkio siirretään ensimmäisestä paikasta toiseen paikkaan.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu επί 5 tä, että vaihe, jossa jokainen kvalifioitu kasvialkio siirretään, sisältää ali- painekärjen käsittävän siirtokokoonpanon, joka siirtää kontrolloidusti kvalifioidun kasvialkion toiseen paikkaan.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa jokainen kvalifioitu kasvialkio mita- 20 taan.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa saadaan kolmiulotteisia mittauksia kvalifioidusta kasvialkiosta.

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu sii-25 tä, että jossa jokainen kvalifioitu kasvialkio mitataan, sisältää lasermikrometrin kolmiulotteisten mittausten tekemiseksi kvalifioidun kasvialkion toisesta päästä.

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu sii- c\i ^ tä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa kvalifioitu kasvialkio siirretään kontrolli loidusti toisesta paikasta kolmanteen paikkaan. ™ 30

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, t u n n e tt u sii- | tä, että vaihe, jossa kvalifioitu kasvialkio siirretään kontrolloidusti toisesta pai- oi kasta kolmanteen paikkaan, sisältää toisen alipainekärjen käsittävän siirtoko- oo g koonpanon.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu sii- ™ 35 tä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa mitataan kvalifioidun kasvialkion toi nen pää kvalifioidun kasvialkion toisen pään keskikohdan määrittämiseksi.

20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa paikannetaan useita aukkoja sisältävän laatikon yksi aukko.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu sii-5 tä, että laatikko sisältää valmistetun siemenkuoren jokaisen aukon sisällä.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa kvalifioitu kasvialkio pistetään kontrolloidusti valmistettuun siemenkuoreen. o CM CD cp CO C\l X oc CL 05 CO co o C\l o o C\l