JP2022168691A - 検体採取ロボットシステムおよびロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】被検者からの感染リスクを低減することが可能な検体採取ロボットシステムおよびロボットシステムを提供する。【解決手段】このロボットシステム１００は、検体採取部材１０１を用いて被検者Ｓから検体を採取するスレーブロボット１０を備える。そして、検体採取部材１０１の変形量に基づいて検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を補正するとともに、補正された相対位置に基づいて検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容するようにスレーブロボット１０の動作を制御する制御装置６０を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、検体採取ロボットシステムおよびロボットシステムに関する。

従来、被検者から検体を採取するための検体採取用ボックスが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１には、新型コロナウイルス（ＣＯＶＩＤ－１９）による感染症対策として被検者から検体を採取するための検体採取用ボックスが開示されている。この検体採取用ボックスは、検体採取用本体ボックスと、検体採取用本体ボックスに設けられた保護グローブとを備えている。この検体採取用ボックスでは、検体採取用本体ボックス内に入った採取者が保護グローブを装着した状態で、被検者から検体を採取する検体採取作業を行うことが可能なように構成されている。

実用新案登録第３２２８９９９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、採取者（処置者）は、検体採取用本体ボックス内に入った状態で、保護グローブを介して被検者に対して処置を行う。したがって、処置者と被検者との距離が近くなる。また、処置者が検体採取用本体ボックス内に入るため、検体採取用本体ボックス内に空気を取り込む必要がある。したがって、被検者に対して検体の採取、または、診察などの処置をする際に、処置者が感染するリスクが高いという問題点がある。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本開示の１つの目的は、被検者からの感染リスクを低減することが可能な検体採取ロボットシステムおよびロボットシステムを提供することである。

上記目的を達成するために、本開示の第１の局面による検体採取ロボットシステムは、検体採取部材を用いて被検者から検体を採取するとともに、検体を採取した検体採取部材を検体容器に収容するロボットと、検体採取部材の変形量を検出する検出部と、ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、検出部によって検出された検体採取部材の変形量に基づいて検体採取部材と検体容器との相対位置を補正するとともに、補正された相対位置に基づいて検体採取部材を検体容器に収容するようにロボットの動作を制御する。

本開示の第１の局面による検体採取ロボットシステムでは、上記のように、検体採取部材を用いて被検者から検体を採取するとともに、検体を採取した検体採取部材を検体容器に収容するロボットを備える。これにより、処置者が直接的に被検者から検体を採取することなく、かつ、処置者が直接的に検体を採取した検体採取部材を検体容器に収容することなく、ロボットによって被検者からの検体の採取および収容を行うことができる。そのため、被検者からの感染リスクを低減することができる。また、被検者から検体を採取した検体採取部材が、個体差または被検者との接触などにより変形している場合がある。その場合には、検体採取部材が検体容器の開口部に接触する（ひっかかる）ことに起因して、検体採取部材を検体容器に収容することが困難となる恐れがある。そこで、上記第１の局面による検体採取ロボットシステムでは、制御部は、検出部によって検出された検体採取部材の変形量に基づいて検体採取部材と検体容器との相対位置を補正するとともに、補正された相対位置に基づいて検体採取部材を検体容器に収容するようにロボットの動作を制御する。これにより、ロボットの動作を制御する制御部によって検体採取部材と検体容器との相対位置を補正することができるので、被検者から検体を採取した検体採取部材が、個体差または被検者との接触などにより変形している場合にも、ロボットにより検体採取部材を検体容器に適切に収容することができる。そのため、検体採取部材の形状が変形していて一定ではない（ばらつきがある）場合にも、検体採取部材と検体容器との相対位置を自動的に補正することによって検体採取部材を容易に収容することができる。

本開示の第２の局面によるロボットシステムは、医療用の検査器具を用いて被検者に対して処置を行うとともに、処置を行った検査器具を検査器具容器に収容するロボットと、検査器具の変形量を検出する検出部と、ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、制御部は、検出部によって検出された検査器具の変形量に基づいて検査器具と検査器具容器との相対位置を補正するとともに、補正された相対位置に基づいて検査器具を検査器具容器に収容するようにロボットの動作を制御する。ここで、本開示の「被検者に対して処置を行う」とは、被検者から検体を採取することのみならず、被検者に対して診察を行うことなども含む広い概念である。また、本開示の「検査器具」とは、検体採取部材（滅菌綿棒）などの使い捨ての部材に限らず、診察に用いられる装置、または、医療機器などを含む広い概念である。

本開示の第２の局面によるロボットシステムでは、上記のように、医療用の検査器具を用いて被検者に対して処置を行うとともに、処置を行った検査器具を検査器具容器に収容するロボットを備える。これにより、処置者が直接的に被検者に対して処置を行うことなく、かつ、処置者が直接的に処置を行った検査器具を検査器具容器に収容することなく、ロボットによって被検者に対する処置および検査器具の収容を行うことができる。そのため、被検者からの感染リスクを低減することができる。また、被検者に処置を行った検査器具が、個体差または被検者との接触などにより変形している場合がある。その場合には、検査器具が検査器具容器の開口部に接触する（ひっかかる）ことに起因して、検査器具を検査器具容器に収容することが困難となる恐れがある。そこで、上記第２の局面によるロボットシステムでは、制御部は、検出部によって検出された検査器具の変形量に基づいて検査器具と検査器具容器との相対位置を補正するとともに、補正された相対位置に基づいて検査器具を検査器具容器に収容するようにロボットの動作を制御する。これにより、ロボットの動作を制御する制御部によって検査器具と検査器具容器との相対位置を補正することができるので、被検者に対して処置を行う検査器具が、個体差または被検者との接触などにより変形している場合にも、ロボットにより検査器具を検査器具容器に適切に収容することができる。そのため、検査器具の形状が変形していて一定ではない（ばらつきがある）場合にも、検査器具と検査器具容器との相対位置を自動的に補正することによって検査器具を容易に収容することができる。

本開示によれば、上記のように、被検者からの感染リスクを低減することができる。また、検体採取部材（検査器具）が変形している場合にも、検体採取部材（検査器具）を容易に収容することができる。

一実施形態によるロボットシステムを示す図である。 一実施形態によるスレーブロボットの構成を説明するための図である。 一実施形態によるスレーブロボットによる検体の採取を示す図である。 一実施形態によるブース内における切断装置および検出部の配置を説明するための図である。 一実施形態による切断装置および検出部の構成を説明するための斜視図である。 一実施形態による検出部による検体採取部材の変形量の検出を説明するための図である。 一実施形態による制御装置による補正を説明するための図であって、（Ａ）は、補正される前のハンド部を示した図であり、（Ｂ）は、補正された後のハンド部を示した図である。 一実施形態による検体採取部材の収容を説明するための図であって、（Ａ）は、収容される前の検体採取部材を示した図であり、（Ｂ）は、収容された後の検体採取部材を示した図である。 一実施形態の制御装置による制御処理を説明するためのフローチャート図である。

図１～図８を参照して、本実施形態によるロボットシステム１００の構成について説明する。なお、ロボットシステム１００は、特許請求の範囲における「検体採取ロボットシステム」および「ロボットシステム」の一例である。

図１および図２に示すように、ロボットシステム１００は、スレーブロボット１０と、マスタロボット２０と、表示装置３０と、切断装置４０と、検出部５０と、制御装置６０と、ブース７０とを備えている。なお、スレーブロボット１０は、特許請求の範囲における「ロボット」および「垂直多関節ロボット」の一例である。また、制御装置６０は、特許請求の範囲における「制御部」の一例である。

図２および図３に示すように、本実施形態では、スレーブロボット１０は、遠隔操作されて検体採取部材１０１を用いて被検者Ｓから検体を採取する。そして、スレーブロボット１０は、検体を採取した検体採取部材１０１を検体容器１０２（図１参照）に収容する。なお、検体採取部材１０１は、特許請求の範囲における「検査器具」の一例である。また、検体容器１０２は、特許請求の範囲における「検査器具容器」の一例である。

検体採取部材１０１は、たとえば、滅菌綿棒（スワブ）である。滅菌綿棒は、棒状である。具体的には、検体採取部材１０１は、後述するハンド部１２に把持される棒状の持ち手部分１０１ａを有する。また、検体採取部材１０１は、持ち手部分１０１ａの端部に被検者Ｓからの検体を採取する（付着させる）綿球部分１０１ｂを有する。スレーブロボット１０は、たとえば、被検者Ｓの鼻腔内に検体採取部材１０１を挿入し、挿入した検体採取部材１０１によって被検者Ｓの鼻咽頭から検体（鼻咽頭ぬぐい液）を採取する。なお、スレーブロボット１０は、被検者Ｓの口腔内に検体採取部材１０１を挿入して検体を採取してもよい。採取された検体に対しては、たとえば、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）検査などのウイルス検査（新型コロナウイルスなどの検査）が行われる。ロボットシステム１００では、医師などの検体採取担当者が被検者Ｓと対面して検体採取作業を行う必要がないので、検体採取担当者を感染リスクから隔離することが可能である。

スレーブロボット１０は、垂直多関節ロボットである。スレーブロボット１０は、垂直多関節アームのアーム部１１と、アーム部１１の先端に取り付けられたハンド部１２と、を含んでいる。アーム部１１は、複数の関節を有している。アーム部１１の複数の関節の各々には、モータ（サーボモータ）が設けられている。本実施形態では、ハンド部１２は、検体採取部材１０１を把持する。ハンド部１２は、たとえば、一対の把持部材を有し、一対の把持部材によって検体採取部材１０１を挟むように把持して保持する。また、スレーブロボット１０は、ハンド部１２を図３のＡ方向に回動させる。すなわち、ハンド部１２は、ハンド部１２の先端に向かう方向（棒状の検体採取部材１０１の延びる方向）を回動軸線として回動する。

また、図１および図２に示すように、スレーブロボット１０は、ブース７０の内部に収容されている。ブース７０は、マスタロボット２０が配置される空間とは異なる空間に配置されている。ブース７０は、側面が壁により覆われている。ブース７０の内部のスレーブロボット１０が配置される領域は、被検者Ｓが入る領域に対して遮蔽板７１により仕切られている。遮蔽板７１は、スレーブロボット１０を取り囲むブース７０に設置されている。また、遮蔽板７１は、ガラス板およびアクリル板等の無色透明な部材により構成されており、開口部７１ａが設けられている。なお、開口部７１ａの位置および大きさは、開口部７１ａが被検者Ｓの鼻腔に対応するように、設定されている。

図１に示すように、マスタロボット２０は、スレーブロボット１０を遠隔操作する。具体的には、マスタロボット２０は、医師などの処置者（以下では、操作者Ｏという）によって操作されることによって、スレーブロボット１０を遠隔操作する。

マスタロボット２０は、操作部２１と、操作部２１を移動可能に支持するアーム部２２と、を含んでいる。操作部２１は、検体採取部材１０１を保持（把持）するスレーブロボット１０のハンド部１２を遠隔操作するための入力操作を受け付ける。具体的には、操作部２１は、棒形状を有するグリップハンドルである。操作部２１は、操作者Ｏが片手で把持して動かすことによって、操作者Ｏによるスレーブロボット１０の入力操作を受け付ける。操作部２１は、たとえば、操作者Ｏの右手によって操作される。アーム部２２は、複数の関節を有しており、上下方向（Ｚ方向）、左右方向（Ｙ方向）および前後方向（Ｘ方向）に、操作部２１を移動可能に支持する。

そして、マスタロボット２０は、操作者Ｏの操作に基づいた操作指令を出力する。スレーブロボット１０は、マスタロボット２０の操作指令に基づいて、操作者Ｏの操作に対応する動作を行う。具体的には、操作者Ｏがマスタロボット２０の操作部２１を操作することにより、後述する制御装置６０に対して操作指令がマスタロボット２０から出力される。そして、制御装置６０からスレーブロボット１０に対して、操作指令に基づく動作指令値が出力されることによって、スレーブロボット１０が動作する。制御装置６０による制御の詳細は後述する。また、スレーブロボット１０とマスタロボット２０とは、有線または無線によって互いに通信可能に接続されている。

スレーブロボット１０は、操作者Ｏが操作部２１を動かした方向に対応する方向に動作される。たとえば、操作者Ｏが操作部２１を上下方向（Ｚ方向）に動かした場合、スレーブロボット１０のハンド部１２（およびハンド部１２が保持する検体採取部材１０１）が上下方向（Ｗ方向）に移動される。また、たとえば、操作者Ｏが操作部２１を左右方向（Ｙ方向）に動かした場合、スレーブロボット１０のハンド部１２（およびハンド部１２が保持する検体採取部材１０１）が左右方向（Ｖ方向）に移動される。また、たとえば、操作者Ｏが操作部２１を前後方向（Ｘ方向）に動かした場合、スレーブロボット１０のハンド部１２（およびハンド部１２が保持する検体採取部材１０１）が前後方向（Ｕ方向）に移動される。なお、検体採取部材１０１によって被検者Ｓから検体を採取する際には、操作者Ｏが操作部２１を前方向（Ｘ１方向）に動かしてスレーブロボット１０のハンド部１２（およびハンド部１２が保持する検体採取部材１０１）を前方向（挿入方向；Ｕ１方向）に移動させることによって、被検者Ｓの鼻腔内に検体採取部材１０１が挿入される。

また、図１に示すように、表示装置３０は、被検者Ｓの画像（映像）を表示する。表示装置３０は、たとえば、スレーブロボット１０のアーム部１１の先端に設けられ被検者Ｓを正面から撮像するカメラ（図示せず）の映像、および、被検者Ｓを側方から撮像するカメラ（図示せず）の映像などを表示する。操作者Ｏは、表示装置３０に表示されたリアルタイムの被検者Ｓの映像を確認しながら、マスタロボット２０を用いたスレーブロボット１０の操作によって、検体採取部材１０１による被検者Ｓからの検体採取作業を行う。表示装置３０は、たとえば、液晶モニタを含んでいる。

図１および図４に示すように、ブース７０の内部には、切断装置４０が配置されている。本実施形態によるロボットシステム１００では、被検者Ｓの検体を採取した後に、検体採取部材１０１が切断装置４０によって切断されて検体容器１０２に収容される。

図５に示すように、切断装置４０は、切断刃４１を含む。本実施形態では、切断装置４０は、検体を検体容器１０２に収容するために、被検者Ｓから検体を採取した後の（被検者Ｓの検体が付着した状態の）検体採取部材１０１を切断する。切断刃４１は、たとえば、空気圧により動作されるエアニッパである。切断装置４０は、制御装置６０からの動作指令に基づいて、切断刃４１を動作させることによって、スレーブロボット１０のハンド部１２によって把持（保持）されている検体採取部材１０１を切断する。そして、切断された検体採取部材１０１は、検体容器１０２に収容される。具体的には、切断装置４０は、綿球部分１０１ｂが検体容器１０２の開口部から検体容器１０２内部に挿入された状態の検体採取部材１０１を切断する。

また、図１および図４に示すように、ブース７０の内部には、持ち手廃棄箱１０３が配置されている。スレーブロボット１０は、切断装置４０によって切断された後の検体採取部材１０１の持ち手部分１０１ａ（検体容器１０２に収容されなかった持ち手部分１０１ａ）を持ち手廃棄箱１０３に廃棄する。

図１に示すように、制御装置６０は、マスタロボット２０側に配置されている。制御装置６０は、スレーブロボット１０の動作を制御する。具体的には、制御装置６０は、マスタロボット２０による遠隔操作に基づいて検体を採取するようにスレーブロボット１０の動作を制御する。具体的には、マスタロボット２０の操作部２１が操作者Ｏによって操作された場合、操作部２１の操作量（操作指令）がマスタロボット２０から制御装置６０に出力される。そして、操作部２１の操作量に基づいて、制御装置６０によってスレーブロボット１０の動作指令値が算出されるとともに、算出された動作指令値が制御装置６０からスレーブロボット１０に出力される。そして、動作指令値に基づいて、スレーブロボット１０のアーム部１１およびハンド部１２が動作する。これらの結果、マスタロボット２０の操作部２１の動作に対応するようにスレーブロボット１０のハンド部１２が動作されることによって、被検者Ｓから検体が採取される。また、制御装置６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリとを含むコンピュータにより構成されている。また、制御装置６０には、スレーブロボット１０を制御するための制御ソフト（プログラム）が記憶されている。

本実施形態では、制御装置６０は、マスタロボット２０の操作部２１に対する入力操作に基づいて、スレーブロボット１０による被検者Ｓに対する検体採取の処置が行われた後に、予め定められた制御装置６０による制御処理によって、検体を採取した検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容するように、スレーブロボット１０が動作させられる。

ここで、検体の採取を行った検体採取部材１０１は、個体差または被検者Ｓの鼻腔内での接触などに起因して、折れ曲がるまたは湾曲するように変形している場合がある。本実施形態によるロボットシステム１００は、検体採取部材１０１の変形量を検出するとともに、検体採取部材１０１の変形を補正しながら検体容器１０２に収容する。

具体的には、図１および図４に示すように、本実施形態によるロボットシステム１００は、検出部５０を備える。検出部５０は、ブース７０の内部に配置されている。また、本実施形態では検出部５０は、検体採取部材１０１の変形量を検出する。そして、検出部５０は、検出した変形量を示す検出信号を制御装置６０に出力する。

図５に示すように、本実施形態では、検出部５０は、水平面（ＵＶ平面）に沿うように帯状の光を照射することによって検体採取部材１０１の変形量を検出する光電センサを含む。具体的には、検出部５０は、照射された光が遮られることによって検出対象である検体採取部材１０１を検出する透過型の光電センサである。また、検出部５０は、検体容器１０２の鉛直上方向（Ｗ１方向）側に配置されている。具体的には、検出部５０は、鉛直上方向側（Ｗ１方向側）から視て、検体容器１０２の開口部にオーバーラップする領域を検出対象領域とするように光を照射する。検出部５０は、被検者Ｓから検体を採取した後に、スレーブロボット１０の動作によって検体容器１０２に収容される前の検体採取部材１０１の変形量を検出する。また、検出部５０は、照射部５１と受光部５２とを含む。

図６に示すように、照射部５１は、たとえば、水平方向（Ｕ方向）に沿って一列に並べて配置された複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を有する。照射部５１は、Ｕ方向に沿って幅を有する帯状の光を、受光部５２に向かうようにＶ１方向側に照射する。そして、受光部５２は、照射部５１から照射された光を受光する。受光部５２は照射部５１からの光に基づいて検出信号を出力する受光素子を含む。検出部５０は、Ｕ方向に沿って幅を有する帯状の光を照射することによって、検体採取部材１０１のＵ方向における位置（変形量）を検出する。

本実施形態では、スレーブロボット１０は、鉛直方向（Ｗ方向）を回動軸線として、帯状の光が照射される検体採取部材１０１を回動させる。具体的には、スレーブロボット１０は、棒状の検体採取部材１０１を、鉛直方向（Ｗ方向）に延びるように把持した状態で、検体採取部材１０１が検出部５０に検出されるようにハンド部１２を移動させる。そして、スレーブロボット１０は、検体採取部材１０１の綿球部分１０１ｂの近傍（綿球部分１０１ｂ寄りの部分）が検出部５０に検出されるように（検出部５０から照射された帯状の光を遮るように）検体採取部材１０１を配置する。そして、スレーブロボット１０は、検体採取部材１０１が帯状の光を遮っている状態で、鉛直方向（Ｗ方向）を回動軸線として、検体採取部材１０１を図６のＢ方向に９０度回動させる。なお、ここでいう「近傍」とは、検体採取部材１０１において綿球部分１０１ｂの近くの持ち手部分１０１ａのみならず、綿球部分１０１ｂ自身も含む広い概念として記載している。

検出部５０は、鉛直方向（Ｗ方向）を回動軸線として、９０度回動する検体採取部材１０１に対して、水平面（ＵＶ平面）に沿うように帯状の光を照射する。検体採取部材１０１が９０度回動するため、検出部５０は、水平面（検体採取部材１０１の延びる方向に直交する面）に沿う方向の検体採取部材１０１の変形量を検出する。すなわち、検出部５０は、検体採取部材１０１の綿球部分１０１ｂの近傍におけるＵＶ平面上の変形量を検出する。

図７に示すように、本実施形態では、制御装置６０は、検出部５０によって検出された変形量に基づいて、検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を補正する。具体的には、制御装置６０は、変形量に基づいてハンド部１２に把持された検体採取部材１０１の位置を補正することによって、検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を補正するようにスレーブロボット１０のアーム部１１の動作を制御する。制御装置６０は、予め検体容器１０２の配置される位置を記憶する。すなわち、制御装置６０は、予め定められた動作指令値を出力することによって、検体採取部材１０１が変形していない場合（検体採取部材１０１が折れ曲がったり湾曲したりしていない場合）に、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１を綿球部分１０１ｂ側から検体容器１０２に収容するようにスレーブロボット１０を制御する。そして、制御装置６０は、検出部５０によって検出された変形量に基づいて、検体採取部材１０１を収容するための予め設定された動作指令値を補正する。詳細には、制御装置６０は、水平面（検体採取部材１０１の延びる方向と直交する面：ＵＶ平面）における変形量に基づいて、水平面（ＵＶ平面）に沿ってハンド部１２の位置（検体採取部材１０１の位置）が補正されるようにスレーブロボット１０を制御する。また、制御装置６０は、検体採取部材１０１の先端（綿球部分１０１ｂ）が検体容器１０２の開口部の直上に位置するように検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置（スレーブロボット１０の動作指令値）を補正する。

そして、図８に示すように、本実施形態では、制御装置６０は、補正された相対位置（検体採取部材１０１の位置）に基づいて、検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容するように、スレーブロボット１０および切断装置４０の動作を制御する。具体的には、制御装置６０は、補正された動作指令値によるアーム部１１の動作によって、検体採取部材１０１を綿球部分１０１ｂ側から検体容器１０２に収容するようにスレーブロボット１０を制御する。そして、制御装置６０は、綿球部分１０１ｂが、検体容器１０２内に配置されている状態で、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１を切断するように切断装置４０を制御する。

（制御装置による制御処理）
次に、図９を参照して、本実施形態によるロボットシステム１００の制御処理をフローチャートに基づいて説明する。なお、ステップＳ１～ステップＳ６の制御処理は、制御装置６０によって実行される。

まず、ステップＳ１において、検体採取部材１０１を用いた検体採取を行うために、操作部２１に対する入力操作に基づいて、マスタロボット２０からの操作指令が取得されるとともに、スレーブロボット１０の動作指令値が算出される。

次に、ステップＳ２において、算出された動作指令値に基づいて、スレーブロボット１０が動作させられる。そして、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１を用いて、被検者Ｓから検体が採取される。

次に、ステップＳ３において、検体採取作業の終了指令（マスタロボット２０による遠隔操作を終了する指令）を受け付けたか否かが判断される。検体採取作業の終了指令は、たとえば、マスタロボット２０を操作する操作者Ｏによる入力操作に基づいて受け付けられる。検体採取作業の終了指令を受け付けていないと判断された場合、ステップＳ１に戻る。そして、ステップＳ１およびＳ２の処理が繰り返される。また、検体採取作業の終了指令を受け付けたと判断された場合、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、検出部５０によって検体採取部材１０１の変形量が検出される。具体的には、スレーブロボット１０が動作させられて、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１が、検出部５０の検出対象領域（照射部５１と受光部５２との間）まで移動させられる。そして、水平面（ＵＶ平面）に沿うように帯状の光が照射された検体採取部材１０１が、鉛直方向（Ｗ方向）を回動軸線として９０度回動させられる。そして、検出部５０によって９０度回動する検体採取部材１０１の変形量が検出される。

次に、ステップＳ５において、検出された変形量に基づいて、検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置が補正される。具体的には、水平面（ＵＶ平面）における変形量に基づいて、ＵＶ平面における相対位置が補正される。詳細には、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１の位置（スレーブロボット１０の動作指令値）を補正することによって相対位置が補正される。

次に、ステップＳ６において、検体採取部材１０１が検体容器１０２に収容される。具体的には、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１の綿球部分１０１ｂが検体容器１０２の内部に収容されるように、スレーブロボット１０に対して補正された動作指令値が出力される。そして、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１が切断される。切断された綿球部分１０１ｂを含む検体採取部材１０１が検体容器１０２に収容される。そして、ハンド部１２側に把持された（検体容器１０２に収容されなかった）側の検体採取部材１０１が、持ち手廃棄箱１０３に廃棄される。

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態によるロボットシステム１００（検体採取ロボットシステム）では、上記のように、検体採取部材１０１（検査器具）を用いて被検者Ｓから検体を採取するとともに、検体を採取した検体採取部材１０１を検体容器１０２（検査器具容器）に収容するスレーブロボット１０（ロボット）を備える。これにより、操作者Ｏ（処置者）が直接的に被検者Ｓから検体を採取することなく、かつ、操作者Ｏが直接的に検体を採取した検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容することなく、スレーブロボット１０によって被検者Ｓからの検体の採取および収容を行うことができる。そのため、被検者Ｓからの感染リスクを低減することができる。また、被検者Ｓから検体を採取した検体採取部材１０１が、個体差または被検者Ｓとの接触などにより変形している場合がある。その場合には、検体採取部材１０１が検体容器１０２の開口部に接触する（ひっかかる）ことに起因して、検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容することが困難となる恐れがある。そこで、本実施形態によるロボットシステム１００では、制御装置６０（制御部）は、検出部５０によって検出された検体採取部材１０１の変形量に基づいて検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を補正するとともに、補正された相対位置に基づいて検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容するようにスレーブロボット１０の動作を制御する。これにより、スレーブロボット１０の動作を制御する制御装置６０によって検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を補正することができるので、被検者Ｓから検体を採取した検体採取部材１０１が、個体差または被検者Ｓとの接触などにより変形している場合にも、スレーブロボット１０により検体採取部材１０１を検体容器１０２に適切に収容することができる。そのため、検体採取部材１０１の形状が変形していて一定ではない（ばらつきがある）場合にも、検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を自動的に補正することによって検体採取部材１０１を容易に収容することができる。

また、本実施形態では、上記のように、検体採取部材１０１は、棒状であり、検出部５０は、棒状の検体採取部材１０１の延びる方向（Ｗ方向）に直交する面（ＵＶ平面）に沿う方向の変形量を検出し、制御装置６０（制御部）は、直交する面に沿う方向の変形量に基づいて、相対位置を直交する面に沿って補正する。これにより、棒状の検体採取部材１０１の延びる方向に直交する面内における変形量に基づいて、検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を補正するため、棒状の検体採取部材１０１が折れ曲がるまたは湾曲するように変形していた場合にも、検体採取部材１０１を自動的に検体容器１０２に収容することができる。そのため、棒状の検体採取部材１０１が折れ曲がるまたは湾曲するように変形している場合にも、検体採取部材１０１を容易に収容することができる。

また、本実施形態では、上記のように、検体採取部材１０１は、棒状の持ち手部分１０１ａと、持ち手部分１０１ａの端部に被検者Ｓから検体を採取する綿球部分１０１ｂとを有し、検出部５０は、検体採取部材１０１の綿球部分１０１ｂの近傍における変形量を検出し、スレーブロボット１０（ロボット）は、検体採取部材１０１を綿球部分１０１ｂ側から検体容器１０２に収容する。これにより、検体採取部材１０１の綿球部分１０１ｂの検体容器１０２に対する位置を補正しながら、綿球部分１０１ｂを検体容器１０２に自動的に収容することができる。そのため、棒状の検体採取部材１０１が折れ曲がるまたは湾曲するように変形している場合にも、被検者Ｓから採取された検体が付着する綿球部分１０１ｂを検体容器１０２に容易に収容することができる。

また、本実施形態では、上記のように、検出部５０は、帯状の光を照射することによって検体採取部材１０１の変形量を検出する光電センサを含み、制御装置６０（制御部）は、帯状の光を照射することによって検出された変形量に基づいて相対位置を補正する。これにより、帯状の光を照射する検出部５０によって、検体採取部材１０１の変形量を非接触によって検出することができる。そのため、検出部５０が検体採取部材１０１と接触することによって変形量を検出する場合と異なり、被検者Ｓから採取された検体などが検出部５０に付着することを抑制することができる。その結果、複数の被検者Ｓの検体を順に採取する場合に、検出部５０に付着した一の被検者Ｓの検体が、他の被検者Ｓの検体に混入することを抑制することができるので、採取された検体の検査精度が低下することを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スレーブロボット１０（ロボット）は、鉛直方向（Ｗ方向）を回動軸線として、帯状の光が照射される検体採取部材１０１を回動させ、検出部５０は、鉛直方向（Ｗ方向）を回動軸線として回動する検体採取部材１０１に対して、水平面（ＵＶ平面）に沿うように帯状の光を照射することによって検体採取部材１０１の変形量を検出する。これにより、水平面に沿うように照射された帯状の光に対して鉛直方向を回動軸線として検体採取部材１０１を回動させることによって、検体採取部材１０１の水平面内（ＵＶ平面内）における二次元的な変形量を検出することができる。そのため、検出された検体採取部材１０１の二次元的な変形量に基づいて、二次元的に検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を補正することができるので、検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置をより正確に補正しながら収容することができる。また、載置台などに載置された検体容器１０２に対して検体採取部材１０１を鉛直上方向側から収容する場合には、水平面に沿うように照射された帯状の光に対して鉛直方向を回動軸線として検体採取部材１０１を回動させることによって、変形量を測定した後に検体採取部材１０１の向きを変更させずに検体容器１０２に収容することができる。そのため、検体採取部材１０１の移動をより簡略化することができるので、検体採取部材１０１をより容易に収容することができる。

また、本実施形態では、上記のように、スレーブロボット１０（ロボット）は、検体採取部材１０１を把持するハンド部１２と、複数の関節を有するアーム部１１とを備える垂直多関節ロボットを含み、制御装置６０（制御部）は、変形量に基づいてハンド部１２に把持された検体採取部材１０１の位置を補正することによって相対位置を補正するようにスレーブロボット１０の動作を制御する。これにより、複数の関節を有するアーム部１１を動作させることによって、検体採取部材１０１を把持するハンド部１２を三次元的に容易に移動させることができる。そのため、検出された変形量に基づいて、検体採取部材１０１の検体容器１０２に対する位置および姿勢を検体容器１０２の開口部の直上の位置から鉛直方向（Ｗ方向）に向かうようにより容易に補正して検体容器１０２に挿入することができる。

また、本実施形態では、上記のように、遠隔操作されて検体採取部材１０１を用いて被検者Ｓから検体を採取するとともに、検体を採取した検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容するスレーブロボット１０と、スレーブロボット１０を遠隔操作するマスタロボット２０とを備え、制御装置６０（制御部）は、マスタロボット２０による遠隔操作に基づいて検体を採取するようにスレーブロボット１０の動作を制御するとともに、補正された相対位置に基づいて検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容するようにスレーブロボット１０の動作を制御する。これにより、遠隔操作によって被検者Ｓの検体を採取するとともに、制御装置６０による制御によって検体採取部材１０１の位置を自動的に補正しながら検体採取部材１０１を収容することができる。そのため、検体採取部材１０１の形状が変形していて一定ではない（ばらつきがある）場合にも、遠隔操作によって検体採取部材１０１の位置の補正を行うことなく検体採取部材１０１を容易に収容することができる。その結果、検体採取部材１０１の位置を補正しながら検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容する作業の手間が生じることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１を切断する切断装置４０をさらに備え、制御装置６０（制御部）は、変形量に基づいてハンド部１２に把持された検体採取部材１０１の位置を補正することによって相対位置を補正するようにスレーブロボット１０（ロボット）の動作を制御するとともに、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１を切断するように切断装置４０を制御する。これにより、検体採取部材１０１を切断するとともに切断された検体採取部材１０１を検体容器１０２に収容する場合にも、変形量に基づいて検体採取部材１０１の位置を補正するようにスレーブロボット１０を制御することによって、検体採取部材１０１を容易に収容することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、棒状の検体採取部材１０１の延びる方向に直交する面に沿う方向の変形量を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、検体採取部材１０１の三次元的な変形量を検出するとともに、検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を三次元的に補正するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、検体採取部材１０１の綿球部分１０１ｂの近傍における変形量を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、綿球部分１０１ｂの近傍に加えて、綿球部分１０１ｂから離間した位置における変形量を検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、検体採取部材１０１の綿球部分１０１ｂ側から検体容器１０２に収容する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、綿球部分１０１ｂ側の反対側から検体容器１０２に検体採取部材１０１を収容するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、検出部５０が、帯状の光を照射する透過型の光電センサである例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、検出部５０は反射型の光電センサであってもよい。また、カメラなどの撮像部によって撮像された画像に基づいて、画像処理を実行することによって検体採取部材（検査器具）の変形量を検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、鉛直方向（Ｗ方向）を回動軸線として回動する検体採取部材１０１に対して、水平面（ＵＶ平面）に沿うように帯状の光を照射することによって検体採取部材１０１の変形量を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、鉛直面に沿うように広がる帯状の光を照射するとともに、照射された帯状の光の広がる面に直交する方向を回動軸線として検体採取部材１０１を回動させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、鉛直方向（Ｗ方向）を回動軸線として検体採取部材１０１を９０度回動させながら変形量を検知する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、検体採取部材１０１を１８０度回動させながら変形量を検知するようにしてもよい。また、異なる２つの方向を回動軸線として回動させながら変形量を検知するようにしてもよい。また、検体採取部材１０１を回動させず、検出部５０を検体採取部材１０１の周りに回動させてもよい。また、複数の検出部を備えることによって、検体採取部材１０１を回動させずに、複数の方向から変形量を検知することによって、二次元的、または、三次元的な検体採取部材１０１の変形量を検知するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、スレーブロボット１０が垂直多関節ロボットである例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、スレーブロボット１０が、水平多関節ロボットなどの垂直多関節ロボット以外のロボットであってもよい。

また、上記実施形態では、検体採取部材１０１が切断装置４０によって切断された状態で検体容器１０２に収容される例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、切断装置４０を備えずに、検体採取部材１０１を切断せずに検体容器１０２に収容するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、スレーブロボット１０が、被検者Ｓから検体を採取する処置を行う例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、ロボットによって医療用の検査器具を用いて被検者Ｓに対して診察などの処置を行うようにしてもよい。その場合には、処置を行った検査器具を検査器具容器に収容する場合に、検査器具の変形量を検出することによって、検査器具と検査器具容器の相対位置を補正するとともに、検査器具を検査器具容器に収容するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、スレーブロボット１０を、被検者Ｓとは隔離されたブース７０の内部に配置する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、スレーブロボット１０を、被検者Ｓとは隔離せずに配置するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ハンド部１２に把持された検体採取部材１０１の位置（スレーブロボット１０に対する動作指令値）を補正することによって、検体採取部材１０１と検体容器１０２との相対位置を補正する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、検体容器１０２の位置を移動させる容器移動機構を設けることによって、検体容器１０２の位置を補正することによって、検体採取部材１０１との相対位置を補正するようにしてもよい。

１０ スレーブロボット（ロボット）
１１ アーム部
１２ ハンド部
２０ マスタロボット
４０ 切断装置
５０ 検出部
６０ 制御装置（制御部）
１００ ロボットシステム（検体採取ロボットシステム）
１０１ 検体採取部材（検査器具）
１０１ａ 持ち手部分
１０１ｂ 綿球部分
１０２ 検体容器（検査器具容器）
Ｓ 被検者

Claims (9)

1. 検体採取部材を用いて被検者から検体を採取するとともに、前記検体を採取した前記検体採取部材を検体容器に収容するロボットと、
   前記検体採取部材の変形量を検出する検出部と、
   前記ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記検出部によって検出された前記検体採取部材の前記変形量に基づいて前記検体採取部材と前記検体容器との相対位置を補正するとともに、補正された前記相対位置に基づいて前記検体採取部材を前記検体容器に収容するように前記ロボットの動作を制御する、検体採取ロボットシステム。
2. 前記検体採取部材は、棒状であり、
   前記検出部は、前記棒状の前記検体採取部材の延びる方向に直交する面に沿う方向の前記変形量を検出し、
   前記制御部は、前記直交する面に沿う方向の前記変形量に基づいて、前記相対位置を前記直交する面に沿って補正する、請求項１に記載の検体採取ロボットシステム。
3. 前記検体採取部材は、棒状の持ち手部分と、前記持ち手部分の端部に前記被検者から前記検体を採取する綿球部分とを有し、
   前記検出部は、前記検体採取部材の前記綿球部分の近傍における前記変形量を検出し、
   前記ロボットは、前記検体採取部材を前記綿球部分側から前記検体容器に収容する、請求項２に記載の検体採取ロボットシステム。
4. 前記検出部は、帯状の光を照射することによって前記検体採取部材の前記変形量を検出する光電センサを含み、
   前記制御部は、前記帯状の光を照射することによって検出された前記変形量に基づいて前記相対位置を補正する、請求項１～３のいずれか１項に記載の検体採取ロボットシステム。
5. 前記ロボットは、鉛直方向を回動軸線として、前記帯状の光が照射される前記検体採取部材を回動させ、
   前記検出部は、鉛直方向を回動軸線として回動する前記検体採取部材に対して、水平面に沿うように前記帯状の光を照射することによって前記検体採取部材の前記変形量を検出する、請求項４に記載の検体採取ロボットシステム。
6. 前記ロボットは、前記検体採取部材を把持するハンド部と、複数の関節を有するアーム部とを備える垂直多関節ロボットを含み、
   前記制御部は、前記変形量に基づいて前記ハンド部に把持された前記検体採取部材の位置を補正することによって前記相対位置を補正するように前記ロボットの動作を制御する、請求項１～５のいずれか１項に記載の検体採取ロボットシステム。
7. 前記ロボットは、遠隔操作されて前記検体採取部材を用いて前記被検者から前記検体を採取するとともに、前記検体を採取した前記検体採取部材を前記検体容器に収容するスレーブロボットを含み、
   前記スレーブロボットを遠隔操作するマスタロボットをさらに備え、
   前記制御部は、前記マスタロボットによる遠隔操作に基づいて前記検体を採取するように前記スレーブロボットの動作を制御するとともに、補正された前記相対位置に基づいて前記検体採取部材を前記検体容器に収容するように前記スレーブロボットの動作を制御する、請求項６に記載の検体採取ロボットシステム。
8. 前記ハンド部に把持された前記検体採取部材を切断する切断装置をさらに備え、
   前記制御部は、前記変形量に基づいて前記ハンド部に把持された前記検体採取部材の位置を補正することによって前記相対位置を補正するように前記ロボットの動作を制御するとともに、前記ハンド部に把持された前記検体採取部材を切断するように前記切断装置を制御する、請求項６または７に記載の検体採取ロボットシステム。
9. 医療用の検査器具を用いて被検者に対して処置を行うとともに、処置を行った前記検査器具を検査器具容器に収容するロボットと、
   前記検査器具の変形量を検出する検出部と、
   前記ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記検出部によって検出された前記検査器具の前記変形量に基づいて前記検査器具と前記検査器具容器との相対位置を補正するとともに、補正された前記相対位置に基づいて前記検査器具を前記検査器具容器に収容するように前記ロボットの動作を制御する、ロボットシステム。

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