JP2024084012A - ロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】粉体、粒体、又は粘性体である物質の元容器から移し先容器への薬さじを用いた量り取りを自動化し、移し先容器へ移された物質の重量を、化学実験や生体試料を扱う実験の場面にも利用できる精度で取得する。【解決手段】ワークベンチに対して固定されており、ワークベンチ上の物体を把持するための機構を備えたワークベンチロボット２０と、ワークベンチロボット２０の動作を制御する統括コントローラ３０とを含むロボットシステム１００であって、統括コントローラ３０は、ワークベンチロボット２０に、薬さじを把持させ、元容器に入っている量り取り対象の粉体、粒体、又は粘性体の物質を移し先容器に薬さじを用いてすくい移す動作をさせ、移し先容器内の物質の重量を秤を用いて計測させ、計測結果を取得する、量り取り処理を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットシステムに関する。

化学実験や生体試料を扱う実験においては、研究員の手によって、粉体、粒体、又は粘性体である薬品のような物質を元容器から移し先容器へ薬さじを用いてすくい移す作業を含む量り取りが行われることがある。特許文献１には、粉体、粒体、液体、又は粘性体である対象物を容器から採取し、別の容器に移し替えるロボットが記載されている。

特許公報第６９７８０２３号

化学実験や生体試料を扱う実験の全般について機械を利用した自動化が望まれており、上記の量り取りについても自動化できることが好ましい。化学実験や生体試料を扱う実験の分野では、量り取りされた物質の正確な重量が必要であることが多い。また、量り取りの目標重量とすくい移しされた実際の重量との差をなるべく小さくできることが好ましく、そうできる前提としてもすくい移しされた物質の重量の誤差の少ない値を取得できることは重要である。

特許文献１に記載のロボットでは、ロボットの採取部による１回の採取量を目標値に近づけるべく、採取量の超過分を採取部から落下させる動作を行う。この方法では、実際の採取量を高精度に推定すること及び落下させる量を高精度に制御することは困難である。そのため、料理に用いる調味料の量り取りの場面などでは実用に足るとしても、例えばミリグラムよりも小さいオーダーの重量精度が問題になるような化学実験や生体試料を扱う実験における量り取りの場面に適用することは難しい。

本発明は、粉体、粒体、又は粘性体である物質の元容器から移し先容器への薬さじを用いた量り取りを自動化し、移し先容器へ移された物質の重量を、化学実験や生体試料を扱う実験の場面にも利用できる精度で取得できるロボットシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るロボットシステムは、ワークベンチに対して固定されており、前記ワークベンチ上の物体を把持するための機構を備えたワークベンチロボットと、前記ワークベンチロボットの動作を制御するコントローラとを含むロボットシステムであって、前記コントローラは、前記ワークベンチロボットに、薬さじを把持させ、元容器に入っている量り取り対象の粉体、粒体、又は粘性体の物質を移し先容器に前記薬さじを用いてすくい移す動作をさせ、前記移し先容器内の前記物質の重量を秤を用いて計測させ、計測結果を取得する、量り取り処理を行う。

本発明に係るロボットシステムによれば、粉体、粒体、又は粘性体である物質の元容器から移し先容器への薬さじを用いた量り取りを自動化し、移し先容器へ移された物質の重量を、化学実験や生体試料を扱う実験の場面にも利用できる精度で取得できる。

第１及び第２実施形態に係るロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。 ワークベンチロボットの外観斜視図である。 ワークベンチ上の実験器具等の配置の一例を示す概略平面図である。 元容器の一例を示す図である。 移し先容器の一例を示す図である。 容器ラックの一例を示す図である。 移し先容器をスタンドに立てた状態を示す図である。 薬さじの一例を示す図である。 薬さじラックの一例を示す図である。 秤の一例を示す図である。 統括コントローラのハードウェア構成を示すブロック図である。 第１実施形態における制御処理の流れを示すフローチャートである。 すくい移しを説明するための図である。 すくい移しを説明するための図である。 薬さじの把持方法の他の例を説明するための図である。 第２実施形態における制御処理の流れを示すフローチャートである。 移し先容器への溶媒液の注入を説明するための図である。 第３実施形態に係るロボットシステムが稼働する実験環境の一例を示す概略平面図である。 第３～第５実施形態に係るロボットシステムの概略構成を示すブロック図である。 モバイルマニピュレータの外観斜視図である。 第３実施形態における制御処理の流れを示すフローチャートである。 第３実施形態における制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 第４実施形態における制御処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態における制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 第４実施形態における制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 第５実施形態における制御処理の流れを示すフローチャートである。 第５実施形態における制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 第５実施形態における制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 第５実施形態における制御処理の流れの他の例を示すフローチャートである。 コントローラの構成の他の例を説明するための図である。 コントローラの構成の他の例を説明するための図である。

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

＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態に係るロボットシステム１００は、１以上のワークベンチロボット２０と、統括コントローラ３０とを含む。なお、図１の例では、ワークベンチロボット２０が２台の例を示しているが、これに限定されない。ワークベンチロボット２０は、それぞれ１台でもよいし、３台以上であってもよい。

ワークベンチロボット２０は、ワークベンチに対して固定されており、ローカルコントローラ２１と、ワークベンチ上の物体を把持するための把持機構とを備える。ワークベンチロボット２０による把持対象物は、容器、薬さじ、ピペット等、実験に使用される各種器具等である。図２に、ワークベンチロボット２０の外観斜視図を示す。図２に示すように、ワークベンチロボット２０は、２つマニピュレータ２２と、ビジョンセンサ２３とを備える。

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

図２の下部に、ハンド２２Ｂを拡大した概略図を示す。この概略図では、ハンド２２Ｂの各指の関節の図示を省略すると共に、各指の形状及び配置を簡略化して図示している。ハンド２２Ｂは、第１指２２Ｂ１を含む指の第１グループと、第２指２２Ｂ２及び第３指２２Ｂ３を含む指の第２グループと、第１指２２Ｂ１、第２指２２Ｂ２、及び第３指２２Ｂ３のそれぞれの基部が接続するハンド本体２２Ｂ０とを備える。ハンド２２Ｂにおいて、第１グループと第２グループとは互いに対向して間に物体を把持できる構造である。人の指との対応としては、第１指２２Ｂ１は親指、第２指２２Ｂ２は人差し指、第３指２２Ｂ３は中指の働きをする。なお、ハンド２２Ｂは、４指以上のロボットハンドでもよい。すなわち、第１グループは第１指２２Ｂ１以外の指を含んでもよく、第２グループは第２指２２Ｂ２及び第３指２２Ｂ３以外の指を含んでもよい。また、ハンド２２Ｂの各指は、途中に２つの関節を有することが好ましい。これにより、物体の外形を包むような安定した把持が可能となり、また、実験器具のボタンを押す等の細かな操作も容易になる。

以下では、２つのマニピュレータ２２を左手と右手とで区別して説明する場合には、左手を第１マニピュレータ２２Ｌ、右手を第２マニピュレータ２２Ｒと表記する。また、ハンド２２Ｂを左手と右手とで区別して説明する場合には、左手をハンド２２ＢＬ、右手をハンド２２ＢＲと表記する。ハンド２２Ｂの指についても同様に、左手のハンド２２ＢＬの指を第１指２２Ｂ１Ｌ、第２指２２Ｂ２Ｌ、第３指２２Ｂ３Ｌ、右手のハンド２２ＢＲの指を第１指２２Ｂ１Ｒ、第２指２２Ｂ２Ｒ、第３指２２Ｂ３Ｒと表記する。ハンド本体２２Ｂ０についても同様に、左手のハンド本体２２Ｂ０Ｌ、右手のハンド本体２２Ｂ０Ｒと表記する。

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

ローカルコントローラ２１は、統括コントローラ３０の指示を実現できるように、ワークベンチロボット２０の各モータの動作を制御する。具体的には、ローカルコントローラ２１は、ビジョンセンサ２３から出力される認識結果、統括コントローラ３０からの指示等に基づいて、ワークベンチロボット２０の動作を制御する。より具体的には、ローカルコントローラ２１は、２本のマニピュレータ２２が協調して化学実験や生体試料を扱う実験を実行するように、ワークベンチロボット２０の動作を制御する。例えば、ローカルコントローラ２１は、一方のマニピュレータ２２に薬さじを把持させ、量り取り処理を行うように、ワークベンチロボット２０の動作を制御する。量り取り処理とは、元容器に入っている量り取り対象の粉体、粒体、又は粘性体の物質を移し先容器に薬さじを用いてすくい移し、移し先容器内の物質の重量を秤を用いて計測し、計測結果を取得する処理である。

なお、図２では、ワークベンチロボット２０が直接ワークベンチに固定されている例を示しているが、ワークベンチロボット２０は、ワークベンチとの相対位置関係が固定されていればよく、例えば、床、壁、天井等に固定されていてもよい。

ここで、図３に、ワークベンチロボット２０による作業が行われるワークベンチ上の実験器具等の配置の一例を概略的に示す。図３に示すように、ワークベンチ上には、作業未終了の元容器、作業終了後の元容器、未使用薬さじ、使用中薬さじ、使用済み薬さじ、空の移し先容器、量り取り済み移し先容器、溶媒液容器、ピペット等の各種の置き場、作業領域、秤等が設けられる。なお、各種の置き場の位置はワークベンチ上で固定である必要はなく、作業の内容や作業の進行に応じて柔軟に変更してよい。

元容器は、一例として、図４に示すようなボトルである。移し先容器は、一例として、図５に示すようなコニカルチューブである。移し先容器は、空の移し先容器の置き場、及び量り取り済み移し先容器の置き場では、各置き場に設置された、図６に示すような容器ラックに設置される。なお、空（未使用）の移し先容器と、量り取り済み移し先容器とは、別々の容器ラックに設置されることが望ましい。また、移し先容器は、作業領域では、図７に示すように、スタンドに立てた状態で設置される。

薬さじは、例えば図８に示すように、平、丸細、丸太等の各種形状及び各種サイズのさじ部分と柄部分とを含む。未使用薬さじの置き場、使用中薬さじの置き場、及び使用済み薬さじの置き場では、図９に示すように、各置き場に設置された、トレイ及びスタンドを含む薬さじラックに配置される。このような薬さじラックを使用することで、薬さじのさじ部分を浮かせて、さじ部分が清浄に保たれると共に、柄部分も浮いていることにより、ワークベンチロボット２０が容易に薬さじを把持することができる。

秤は、例えば、図１０に示すような電子秤である。図１０の例では、秤は、計測対象物を載置する載置部、風防、及び重量の計測結果が表示される表示部を含む操作パネルを含む。風防は、精度の高い重量計測を行うために、気流による計測値の乱れを防ぐものであり、載置部の周囲４面と天井面を囲っている。風防の左右の面及び天井面にはつまみが付いており、つまみを引っ張ることで、つまみの付いている面が開くようになっている。

統括コントローラ３０は、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１を介して、ワークベンチロボット２０の各々の動作を制御する。ワークベンチロボット２０による把持動作、実験設備に対する操作等は、ローカルコントローラ２１が、予めティーチングされた動作計画を、ビジョンセンサ２３から出力される認識結果に基づいてワークベンチロボット２０に実行させることにより実現される。

図１１は、統括コントローラ３０のハードウェア構成を示すブロック図である。図１１に示すように、統括コントローラ３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１、メモリ３２、記憶装置３３、入力装置３４、出力装置３５、記憶媒体読取装置３６、及び通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３７を有する。各構成は、バス３８を介して相互に通信可能に接続されている。

記憶装置３３には、後述する制御処理を実行するためのプログラムが格納されている。ＣＰＵ３１は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各構成を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ３１は、記憶装置３３からプログラムを読み出し、メモリ３２を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ３１は、記憶装置３３に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。

メモリ３２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）により構成され、作業領域として一時的にプログラム及びデータを記憶する。記憶装置３３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。

入力装置３４は、例えば、キーボードやマウス等の、各種の入力を行うための装置である。出力装置３５は、例えば、ディスプレイやプリンタ等の、各種の情報を出力するための装置である。出力装置３５として、タッチパネルディスプレイを採用することにより、入力装置３４として機能させてもよい。

記憶媒体読取装置３６は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、ブルーレイディスク、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の各種記憶媒体に記憶されたデータの読み込みや、記憶媒体に対するデータの書き込み等を行う。通信Ｉ／Ｆ３７は、他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。なお、他の機器には、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１、秤等が含まれる。本実施形態では、これらの他の機器についても通信機能を備えるものとする。

なお、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１のハードウェア構成は、概ね統括コントローラ３０のハードウェア構成と同様であるため、説明を省略する。

次に第１本実施形態に係るロボットシステム１００の作用について説明する。

図１２は、統括コントローラ３０のＣＰＵ３１により実行される制御処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１０で、統括コントローラ３０が、ローカルコントローラ２１に、量り取り準備処理を指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、量り取り準備処理を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、秤の風防のつまみをつまんで風防を開けさせる。また、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、空の移し先容器の置き場の容器ラックから移し先容器を取り出して把持させる。なお、ワークベンチ上で複数の移し先容器をまとめて移動させる場合、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、ハンド２２Ｂで容器ラックを把持させて、ラック単位で移動させる。そして、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、移し先容器の蓋を開けさせ、蓋をワークベンチの上に置かせる。また、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、空の移し先容器を秤の載置部に設置されているスタンドに挿入させる。なお、このスタンドは、図７に示すような作業領域で使用するスタンドとは別に、秤の載置部に常設しておく。

また、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、秤の風防を閉めさせ、秤の操作パネルのリセットボタンを押させるなどして、操作パネルの表示部に表示される計測結果が０となるように設定する。すなわち、秤で計測される総重量から、移し先容器及びスタンドの重量を減算し、移し先容器内の物質の重量のみが計測されるように設定する。なお、リセット機能等を有さない秤の場合、統括コントローラ３０が、移し先容器及びスタンドの重量を取得して記憶しておき、実際の物質の重量の計測時に、計測結果から移し先容器及びスタンドの重量を減算するようにしてもよい。

秤による計測結果を取得する手段は、秤に表示される計測結果をカメラで撮影して取得する手段でもよいし、秤から出力される計測結果を表す信号を取得する手段でもよい。カメラは、ビジョンセンサ２３を利用してもよいし、ワークベンチロボット２０のハンド２２Ｂ等に備え付けられていてもよいし、ワークベンチ又は秤に備え付けられていてもよい。そして、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、秤の風防を開けて、載置部のスタンドから移し先容器を抜き、ワークベンチの上のスタンドに立てさせる。また、ローカルコントローラ２１は、元容器の蓋が閉まっている場合には、ワークベンチロボット２０に蓋を開けさせ、蓋をワークベンチの上に置かせる。

次に、ステップＳ１２で、統括コントローラ３０は、移し先容器内の物質の重量の目標値及び許容範囲を取得する。目標値及び許容範囲を取得する手段は、統括コントローラ３０内、又は統括コントローラ３０に接続された記憶装置内に記憶されたデータベース等の記憶内容から取得する手段としてよい。また、統括コントローラ３０に接続され、人が操作するキーボード等のヒューマンマシンインタフェース装置から取得する手段、通信を介して通信先から取得する手段等であってもよい。許容範囲は取得した目標値から統括コントローラ３０が自ら算出してもよい。例えば、具体的な目標値の大きさにかかわらず、目標値に規定の倍率を乗じて許容範囲を求めてもよい。例えば、許容範囲を、目標値×０．９５から目標値×１．０５までの範囲としてもよい。また、目標値を含む規定の範囲幅となるように許容範囲を求めてもよい。例えば、許容範囲を、目標値－１ｍｇから目標値＋１ｍｇまでの範囲としてもよい。許容範囲を目標値から算出することも、許容範囲を取得することの一形態である。また、統括コントローラ３０は、予め指定された許容範囲を取得し、その許容範囲から目標値を算出してもよい。例えば、許容範囲の中心値を目標値としてもよい。目標値を許容範囲から算出することも、目標値を取得することの一形態である。

次に、ステップＳ１４で、統括コントローラ３０が、ローカルコントローラ２１に、元容器から移し先容器へのすくい移しを指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、すくい移しを実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０の第１マニピュレータ２２Ｌに元容器を把持させ、第２マニピュレータ２２Ｒに、薬さじラックから薬さじを取り出して把持させる。

より具体的には、ローカルコントローラ２１は、図１３に示すように、薬さじの柄部分を第１グループ（第１指２２Ｂ１Ｒ）と第２グループ（第２指２２Ｂ２Ｒ及び第３指２２Ｂ３Ｒ）との間に、第２指２２Ｂ２Ｒ及び第３指２２Ｂ３Ｒの両方が薬さじの柄部分に接触するように把持させる。これにより、２本の指だけで把持する場合より、薬さじを安定して把持することができる。２本の指だけで把持する場合には、薬さじの先端（さじ部分）に外力が加わった場合に、把持された部分を支点として薬さじがすべり回転を起こし易い。上記のように、３本の指で把持することにより、薬さじに外力が加わった場合でも薬さじの把持姿勢を維持し易い。

ローカルコントローラ２１は、図１３に示すように、ワークベンチロボット２０に、元容器に薬さじを入れて、元容器内の物質を薬さじによりすくい取らせる。そして、ローカルコントローラ２１は、図１４に示すように、ワークベンチロボット２０に、スタンドに立てられて固定されている移し先容器に、すくい取った物質を落とさせる。

なお、図１３及び図１４では、ハンド２２Ｂで薬さじを上から掴むように把持させた例を示しているが、図１５に示すように、例えば人がペンを持つときのような状態で把持させてもよい。また、移し先容器がスタンド等に固定されていない場合には、ハンド２２ＢＬで元容器から移し先容器に持ち替えるようにしてもよい。また、ハンド本体２２Ｂ０も薬さじの柄部分に接触するようにして薬さじを把持させてもよい。また、薬さじの柄部分が板状である場合、柄部分の平面部分（表面及び裏面）を把持してもよく、柄の側面部分を把持してもよい。また、例えば薬さじのように軽量な把持対象物については、第１指２２Ｂ１と第２指２２Ｂ２との２本の指、又は第１指２２Ｂ１と第３指２２Ｂ３との２本の指で把持してもよい。

また、ローカルコントローラ２１は、第１マニピュレータ２２Ｌに、元容器を傾いた姿勢で把持させてもよい。元容器を傾けて把持することができない場合、薬さじの傾きを小さくすることができないため、薬さじに物質を載せることができない。そのため、元容器が大きな開口の浅い皿状の容器でないと、すくい取りが困難になる。本実施形態では、元容器が開口の狭い筒状の容器であったとしても、元容器を傾けることにより、薬さじを傾きが小さな姿勢、すなわち、水平により近い姿勢にすることができ、元容器内の物質のすくい取りが容易になる。

上記のすくい移す動作は複数回連続して行ってもよい。そして、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、薬さじを薬さじラックに戻させ、元容器をワークベンチ上に置かせる。

次に、ステップＳ１６で、統括コントローラ３０が、ローカルコントローラ２１に、移し先容器の秤への設置を指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、移し先容器の秤への設置を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、秤の風防を開けさせ、ワークベンチの上の移し先容器を把持させ、移し先容器を秤の載置部上のスタンドに挿入させ、秤の風防を閉めさせる。

次に、ステップＳ１８で、統括コントローラ３０が、計測結果を取得する。具体的には、統括コントローラ３０が、上記ステップＳ１０で説明した、計測結果を取得する手段により取得する。統括コントローラ３０は、上記ステップＳ１０において、移し先容器及びスタンドの重量が既に計測結果から減算されている場合には、取得した計測結果を、移し先容器内の物質の重量の計測結果として取得する。また、統括コントローラ３０は、上記ステップＳ１０において、減算処理がされていない場合には、取得した計測結果から、上記ステップＳ１０で記憶しておいた移し先容器及びスタンドの重量を減算して、移し先容器内の物質の重量の計測結果を取得する。

次に、ステップＳ２０で、統括コントローラ３０が、ローカルコントローラ２１に、移し先容器の秤からの取り出しを指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、移し先容器の秤からの取り出しを実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、秤の風防を開けさせ、秤の載置部上の移し先容器を把持させ、移し先容器をワークベンチ上のスタンドに挿入させ、秤の風防を閉めさせる。

次に、ステップＳ２２で、統括コントローラ３０が、上記ステップＳ１８で取得した、移し先容器内の物質の重量の計測結果が、上記ステップＳ１２で取得した許容範囲内か否かを判定する。許容範囲内の場合には、ステップＳ２８へ移行し、許容範囲を超えている場合には、ステップＳ２４へ移行する。ステップＳ２４では、統括コントローラ３０が、計測結果が、許容範囲を超えて目標値より大きいか否かを判定する。計測結果が、許容範囲を超えて目標値より大きい場合には、ステップＳ２６へ移行し、許容範囲を超えて目標値より小さい場合には、ステップＳ１４に戻る。

ステップＳ２６では、統括コントローラ３０が、ローカルコントローラ２１に、移し先から元容器へのすくい移しを指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、移し先から元容器へのすくい移しを実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、移し先容器を把持させ、薬さじラックから薬さじを取り出して把持させる。また、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、薬さじの先端（さじ部分）を移し先容器の口から挿入して物質をすくい取らせ、元容器に物質を入れさせる。すくい移す動作は複数回連続して行ってもよい。そして、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、薬さじを薬さじラックに戻させ、移し先容器をワークベンチ上のスタンドに挿入させる。そして、ステップＳ１６に戻る。

ステップＳ２８では、統括コントローラ３０が、ローカルコントローラ２１に、量り取り完了処理を指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、量り取り完了処理を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、移し先容器の蓋を閉めさせ、移し先容器を、ワークベンチ上の、量り取り済み移し先容器の置き場に設置された容器ラックに挿入させる。また、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、元容器の蓋を閉めさせ、制御処理は終了する。

以上説明したように、第１実施形態に係るロボットシステムは、ワークベンチロボットに、薬さじを把持させ、量り取り処理を実行させる。量り取り処理は、元容器に入っている量り取り対象の粉体、粒体、又は粘性体の物質を移し先容器に薬さじを用いてすくい移す動作をさせ、移し先容器内の物質の重量を秤を用いて計測させ、計測結果を取得する処理である。これにより、粉体、粒体、又は粘性体である物質の元容器から移し先容器への薬さじを用いた量り取りを自動化し、移し先容器へ移された物質の重量を、化学実験や生体試料を扱う実験の場面にも利用できる精度で取得することができる。

また、第１実施形態に係るロボットシステムは、移し先容器内の物質の重量の計測結果が、許容範囲を超えて目標値より小さい場合、元容器から移し先容器へ（順方向）のすくい移しを繰り返す。これにより、計測結果を許容範囲内にすることが容易になる。

また、第１実施形態に係るロボットシステムは、移し先容器内の物質の重量の計測結果が、許容範囲を超えて目標値より大きい場合、移し先容器から元容器へ（逆方向）のすくい移しを行う。これにより、計測結果を許容範囲内にすることが一層容易になると共に、目標値を超過した分の物質を元容器に戻すことで、物質を無駄に廃棄せずに済む。

なお、第１実施形態では、移し先容器内の物質の重量を、目標値を中心とした許容範囲内とする場合について説明したが、これは必須ではない。例えば、移し先容器内の物質の重量の範囲については、所定回数のすくい移す動作を行うことによりおのずと一定の範囲内となることで満足し、その上で実際の物質の重量についての精度の高い計測値が得られればそれでよい場合がある。このような場合には、ステップＳ２０の処理のあと、ステップＳ２２及びＳ２４の処理を経ることなく、ステップＳ２８へ移行するようにすればよい。

また、第１実施形態において、１つの元容器から物質をすくい移しされる移し先容器は複数でもよい。すなわち、１種類の物質についての量り取り処理において複数の移し先容器が使用されてもよい。この場合、複数の移し先容器に入れられる物質の重量は、互いにほぼ同じでもよいし、互いに異なっていてもよい。目標値がある場合は、互いに目標値が異なっていてもよい。

また、上記ステップＳ１４及びＳ２６のすくい移し動作の際、さじ部分のサイズ及び形状が異なる複数の薬さじから、すくい移し対象の物質、元容器及び移し先容器の開口部のサイズ、目標値等に応じて、使用する薬さじを選択してもよい。また、計測結果と目標値との差異の大きさ、又は移し先容器内の物質の重量の推定値と目標値との差異の大きさに応じて、差異が小さいほど小さな薬さじを選択するようにしてもよい。これにより、計測結果を目標値に近づけることが容易になる。

なお、移し先容器内の物質の重量の推定値は、順方向のすくい移しの場合は、例えば、１回のすくい移す動作ですくい移しされる物質の量を仮定し、それに現在までのすくい移す動作の回数を乗じることによって得ることができる。使用した薬さじの大きさに応じて、１回のすくい移す動作ですくい移しされる物質の量の仮定値を変えてもよい。また、逆方向のすくい移しの場合も同様に、１回のすくい移す動作ですくい移しされる物質の量を仮定して行ってもよい。移し先容器内の物質の重量の推定を行う場合であっても、順方向のすくい移しをいったん終えたときには秤を用いて移し先容器内の物質の重量の計測結果を取得することが好ましい。その後、必要に応じて順方向又は逆方向のすくい移す動作を行うことが好ましい。そのようにして、推定値だけに基づいてすくい移しを進めるのではなく、すくい移しの途中の目標値に近いと推定される状態で計測結果を得ることにより、その後計測結果を許容範囲内により早く収め易くなる。

また、逆方向のすくい移す動作では、１回のすくい移す動作ですくい移す物質の量を少なくすることが好ましい。そこで、逆方向のすくい移しでは、より小さな薬さじを使ってもよいし、薬さじの大きさは変えないが薬さじを物質のたまりに差し込む深さを浅くすることにより薬さじに載せる物質の量を少なくしてもよい。

また、第１実施形態に係るロボットシステムにおいて、ワークベンチロボットに、移し先容器が秤に載置されていない状態ですくい移す動作をさせ、計測をさせるために移し先容器を秤に載置させるようにしてもよい。この場合、物質の一部が移し先容器の周囲にこぼれたとしても、こぼれた物質は秤による計測対象にならないため、こぼれた物質の重量が誤差にならない。

また、第１実施形態に係るロボットシステムにおいて使用した秤を本計測用の秤とし、これとは別に仮計測用の他の秤を使用してもよい。この場合、ワークベンチロボットに、移し先容器を他の秤に載置させた状態ですくい移す動作をさせ、移し先容器内の物質の重量を他の秤を用いて計測させ、他の秤による計測結果を取得させる。そして、他の秤による計測結果が目標値を含む所定の範囲内になった場合に、移し先容器を本計測用の秤に載置させて移し先容器内の物質の重量を計測させてもよい。すくい移しの途中で移し先容器を本計測用の秤に載置して現在の物質の重量を計測し、その後すくい移しを続行するために移し先容器を秤から降ろす、という動作を繰り返すのは時間がかかる。その場合に比べて、移し先容器を他の秤に載置したまますくい移す動作をすることにより、移し先容器内の物質の重量の変化を効率的に計測することができる。さらに、移し先容器に入らずにこぼれた物質があったとしても、それが本計測用の秤による計測結果の誤差にならない。

なお、目標値を含む「所定の範囲」の幅は、１回のすくい移す動作ですくい移される量よりもやや大きくするのが好ましい。そうすれば、すくい移し動作を繰り返すうちに他の秤による計測結果を確実に所定の範囲内とすることができる。他の秤による計測結果が目標値に近づくほど小さな薬さじに持ち替えることにすれば、最小の薬さじによる１回のすくい移す動作ですくい移される量よりもやや大きい「所定の範囲」の幅とすることができる。したがって一連の計測動作に時間がかかる本計測用の秤を使う前に移し先容器内の物質の量が目標値にかなり近くなっている状態を実現することができる。また、仮計測用の他の秤としては、風防のついていない秤を用いてもよい。この場合、風防の開閉に要する時間を削減することができる。

他の秤を使用する場合、上記制御処理のステップＳ１０の量り取り準備処理において、前述のステップＳ１０の処理に加えて、ワークベンチロボットに、移し先容器を把持させ、空の移し先容器を、他の秤の載置部上のスタンドに挿入させる。スタンドは、他の秤の載置部上に常設とする。また、ワークベンチロボットに、他の秤のリセットボタンを押す等させて、他の秤の表示をゼロにさせる、すなわち、移し先容器及びスタンドの重量を減算するリセット機能を利用させる。

また、上記制御処理の１パス目のステップＳ１４のすくい移しにおいて、ワークベンチロボットに、元容器を把持させ、薬さじラックから薬さじを取り出して把持させ、薬さじの先端を元容器の口から挿入させ、物質をすくい取らせる。また、ワークベンチロボットに、他の秤の載置部上のスタンドに立てられている移し先容器に物質を入れさせ、すくい移す動作を、他の秤による計測結果が所定の範囲内になるように繰り返させる。そして、ワークベンチロボットに、薬さじを薬さじラックに戻させ、元容器をワークベンチ上に置かせ、他の秤のスタンドから移し先容器を抜き、ワークベンチ上のスタンドに立たせる。２パス目からの上記ステップＳ１４では、上記第１実施形態の処理に戻し、他の秤は使用しない。

また、第１実施形態において、元容器として、同種の物質が入っている第１元容器及び第２元容器が用意されている場合、元容器を、第１元容器から第２元容器にリレーさせて、物質のすくい取りを行うようにしてもよい。第１元容器内の物質の残量が少ないために第１元容器から移し先容器へすくい移す動作だけでは移し先容器内の物質の重量を許容範囲内に到達させることができない場合等に行うすくい移し動作である。具体的には、ワークベンチロボットに、第１元容器から移し先容器へすくい移す動作の後に第２元容器から移し先容器へすくい移す動作をさせる。

より具体的には、ワークベンチロボットに、初期の元容器を第１元容器とし、第１元容器から移し先容器へのすくい移しを実行させる。そして、ワークベンチロボットに、移し先容器内の物質の重量が許容範囲に達する前に、第１元容器の残量がほぼなくなったと判断した場合は、第２元容器の蓋を開けさせ、把持している第１元容器を第２元容器に持ち替えさせる。以降、ワークベンチロボットに、第２元容器を元容器として、すくい移しを実行させる。第１元容器の残量の判断は、例えば、すくいとる動作の後の薬さじ上をビジョンセンサ等で観察し、十分すくえていない状態か否かで行ってよい。また、把持している第１元容器をビジョンセンサでのぞき込めるように移動させたうえで、第１元容器の内部をビジョンセンサで観察し、残量がほぼない状態か否かで行ってもよい。ビジョンセンサで確認する状態は、予め規定の画像を定めておいてパターンマッチングを行ったり、事前に生成しておいた機械学習モデルを用いて行ったりしてよい。そして、計測結果が許容範囲内になると、ワークベンチロボットに、薬さじを薬さじラックに戻させ、第２元容器をワークベンチ上に置かせる。

これにより、元容器に目標値に満たない量の物質が残っている場合でも、残っている物質をすくい移しの対象にすることができるため、元容器に残留して廃棄せざるをえない物質の量を低減することができる。特に、微量でも高価な物質を対象とする場合、少しでも廃棄量を減らすことが望ましいため、第１元容器から第２元容器にリレーさせて、物質のすくい取りを行うことが有効である。なお、逆方向のすくい移しの場合は、移し先容器から、第１容器ではなく、第２元容器にすくい移すようにすればよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態に係るロボットシステムにおいて、第１実施形態に係るロボットシステム１００と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１に示すように、第２実施形態に係るロボットシステム２００は、第１実施形態に係るロボットシステム１００の統括コントローラ３０に代えて、統括コントローラ２３０を含む。統括コントローラ２３０は、ワークベンチロボット２０に、図１２に示す量り取り処理に加えて、量り取り処理後の移し先容器内の物質の溶液化を実行させる。統括コントローラ２３０のハードウェア構成は、第１実施形態に係る統括コントローラ３０のハードウェア構成と同様であるため、説明を省略する。

次に第２本実施形態に係るロボットシステム２００の作用について説明する。

図１６は、統括コントローラ２３０のＣＰＵ３１により実行される制御処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ３０で、統括コントローラ２３０が、第１実施形態の場合と同様に、図１２に示す量り取り処理を実行するための各ステップの実行をローカルコントローラ２１に指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、量り取り処理の各ステップを実行させる。図２１から図２９における量り取り処理のステップの説明に関しては、統括コントローラ２３０への言及を省略して、ステップＳ３０と同様の内容を「ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、第１実施形態における制御処理（図１２）と同様の量り取り処理を実行させる」のように表現する場合がある。

次に、ステップＳ３２で、統括コントローラ２３０が、溶液の目標濃度を取得する。目標濃度を取得する手段は、第１実施形態において、統括コントローラ３０が目標値及び許容範囲を取得する手段と同様としてよい。次に、ステップＳ３４で、統括コントローラ２３０が、移し先容器内の物質の重量の計測結果に基づいて、溶液を目標濃度にするために必要な溶媒量を特定する。

次に、ステップＳ３６で、統括コントローラ２３０が、ローカルコントローラ２１に、溶媒液の注入を指示する。指示を受けたローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、特定された溶媒量の溶媒液を移し先容器にピペットを用いて注入させる。例えば、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、ハンド２２ＢＲで電動マイクロピペットを把持させ、電動マイクロピペットを操作して、溶媒液容器の置き場に設置された溶媒液容器から、特定された溶媒量の溶媒液を吸引させる。そして、ローカルコントローラ２１は、ワークベンチロボット２０に、図１７に示すように、電動マイクロピペットを操作して、吸引した溶媒液を移し先容器へ吐出させる。

ワークベンチロボット２０に電動マイクロピペットを把持させる際、ローカルコントローラ２１は、電動マイクロピペットを第１グループ（第１指２２Ｂ１Ｒ）と第２グループ（第２指２２Ｂ２Ｒ及び第３指２２Ｂ３Ｒ）との間に、第２指２２Ｂ２Ｒ及び第３指２２Ｂ３Ｒの両方が電動マイクロピペットに接触するように把持させる。これにより、２本の指だけで把持する場合より、電動マイクロピペットを安定して把持することができる。２本の指だけで把持する場合には、電動マイクロピペットの先端や根本側（例えばケーブル）に外力が加わった場合に、把持された部分を支点として電動マイクロピペットがすべり回転を起こし易い。上記のように、３本の指で把持することにより、電動マイクロピペットに外力が加わった場合でも電動マイクロピペットの把持姿勢を維持し易い。また、ローカルコントローラ２１は、ハンド本体２２Ｂ０も電動マイクロピペットに接触するようにして電動マイクロピペットを把持させてもよい。これにより、電動マイクロピペットの把持姿勢がより安定する。

以上説明したように、第２実施形態に係るロボットシステムは、ワークベンチロボットに、量り取り処理の後の移し先容器に溶媒液を注入させることにより、移し先容器内の物質を溶液化する処理を行わせる。これにより、量り取り後の溶液化まで含めて自動化することができる。また、目標濃度となるような溶媒量を特定したうえで、特定した溶媒量の溶媒液を移し先容器へピペットを用いて注入することで、溶液の濃度を高い精度で目標濃度にすることができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態に係るロボットシステムにおいて、第１実施形態に係るロボットシステム１００と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

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

第３実施形態に係るロボットシステムは、上記の、研究員が利用する実験環境の典型例と同様の環境において稼働する。図１８は、第３実施形態に係るロボットシステムが稼働する実験環境の一例を示す概略平面図である。図１８の例では、上述した顕微鏡、遠心分離機、ワークベンチに加え、薬品棚、インキュベータ、冷蔵庫、消耗品棚、保管棚、充電ステーション、流し、椅子等の実験設備が実験環境に含まれている。

図１９に示すように、第３実施形態に係るロボットシステム３００は、モバイルマニピュレータ１０と、ワークベンチロボット２０と、統括コントローラ３３０とを含む。なお、図１９の例では、モバイルマニピュレータ１０が２台、ワークベンチロボット２０が２台の例を示しているが、これに限定されない。モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０は、それぞれ１台でもよいし、３台以上であってもよい。

モバイルマニピュレータ１０は、ローカルコントローラ１１と、床上を移動するための移動機構と、物体を把持するための把持機構とを備える。図２０に、モバイルマニピュレータ１０の外観斜視図を示す。図２０に示すように、モバイルマニピュレータ１０は、台車１２と、ロボットアーム１３とを備える。

台車１２は、移動機構の一例であり、ローカルコントローラ１１による制御で駆動される２つの駆動輪１２Ａを有する。さらに、台車１２は、図２０で手前側の底面に方向の自在に変わるキャスターを有する。２つの駆動輪１２Ａは互いに独立に駆動されるため、台車１２は、研究員と同様に床上を自由に移動することができる。駆動機構は、２つの独立駆動輪に限らず、床上を移動することができる任意の機構であってよく、旋回を含む移動の態様についての制約が少ない機構であることが好ましい。ロボットアーム１３は、把持機構の一例であり、台車１２上に搭載されている。ロボットアーム１３は、アーム１３Ａと、アーム１３Ａの先端に取り付けられたハンド１３Ｂとを有する。アーム１３Ａは、３次元空間において、ハンド１３Ｂの位置及び姿勢を、例えば６自由度で変位させるための構成を備えた垂直多関節型のアームとしてよい。ハンド１３Ｂは、容器等を把持可能な、例えば２指のロボットハンドである。なお、図２０では、モバイルマニピュレータ１０は、１つのロボットアーム１３を備える例を示しているが、ロボットアーム１３を２本備えた双腕としてもよい。モバイルマニピュレータ１０が搬送対象物を搬送する際、ハンド１３Ｂに搬送対象物を把持したままでもよいし、台車１２の上、例えば駆動輪１２Ａの上方の一段高くなっている部分に搬送対象物を載置してもよい。

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

ローカルコントローラ１１は、統括コントローラ３３０の指示を実現できるように、モバイルマニピュレータ１０の各モータの動作を制御する。具体的には、ローカルコントローラ１１は、ビジョンセンサから出力される認識結果、統括コントローラ３３０からの指示等に基づいて、モバイルマニピュレータ１０の動作を制御する。より具体的には、ローカルコントローラ１１は、ハンド１３Ｂで容器等の把持対象物を把持し、把持した把持対象物をワークベンチ等の所定位置へ搬送するように、モバイルマニピュレータ１０の動作を制御する。

統括コントローラ３３０は、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１、及びワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１と連携して、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０の各々の動作を制御する。

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

また、モバイルマニピュレータ１０の移動は、ローカルコントローラ１１が、予め保持する実験環境のレイアウト図に基づいて、統括コントローラ３３０から指示された実験設備の位置へモバイルマニピュレータ１０を移動させることにより実現される。なお、ローカルコントローラ１１は、ビジョンセンサから出力される認識結果に基づいて、障害物を回避しながら目的の位置へ移動するように、モバイルマニピュレータ１０を移動させる。

次に、第３実施形態に係るロボットシステム３００の作用について説明する。

図２１は、統括コントローラ３３０のＣＰＵ３１により実行される制御処理の流れを示すフローチャートである。図２１中の右側のフローチャートの各ステップは、統括コントローラ３３０の指示により、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１が実行する制御処理である。また、図２１中の左側のフローチャートの各ステップは、統括コントローラ３３０の指示により、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１が実行する制御処理である。また、図２１では、ワークベンチ上に配置される薬さじの状況を、制御処理の流れと対応付けて図示している。

まず、ワークベンチロボット２０側の制御処理について説明する。

ステップＳ４０で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、未使用薬さじの準備１を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、ワークベンチ上の未使用薬さじの置き場から、薬さじの入った薬さじラックを使用中薬さじの置き場に移動する処理を実行させる。薬さじラックは、例えば図９に示すようなトレイ及びスタンドを含むラックでもよいし、蓋のない筆箱のようなラックでもよい。未使用の薬さじとは、すくい移しの際に元容器内へ異種物質を混入させるおそれがない薬さじであればよく、新品の薬さじ及び使用歴はあるが洗浄後に未使用の薬さじを含む。

次に、ステップＳ４２で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、第１物質の量り取り処理を実行させる。第１物質の量り取り処理は、第１物質が入った元容器からのすくい取りを含む量り取り処理であって、具体的な処理内容は、第１実施形態における制御処理（図１２）と同様である。

次に、ステップＳ４４で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、使用済み薬さじの片づけを実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、ワークベンチ上の使用中薬さじの置き場から、薬さじの入った薬さじラックを使用済み薬さじの置き場に移動する処理を実行させる。

次に、ステップＳ４６で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、未使用薬さじの準備２を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、モバイルマニピュレータ１０によって、未使用薬さじの置き場に供給された薬さじの入った薬さじラックを、使用中薬さじの置き場に移動する処理を実行させる。未使用薬さじの置き場は、ワークベンチ上の任意の場所に設定してよい。例えば、使用済み薬さじの置き場を転用してもよい。

次に、ステップＳ４８で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、第２物質の量り取り処理を実行させる。第２物質の量り取り処理は、第２物質が入った元容器からのすくい取りを含む量り取り処理であって、具体的な処理内容は、第１実施形態における制御処理（図１２）と同様である。次に、ステップＳ５０で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、使用済み薬さじの片づけを実行させて、ワークベンチロボット２０側の制御処理は終了する。

次に、モバイルマニピュレータ１０側の制御処理について説明する。

ステップＳ５２で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、未使用の薬さじが入った薬さじラックが収納されている、実験室内の保管棚から、薬さじラックを取り出させる。次に、ステップＳ５４で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、取り出した、未使用の薬さじが入った薬さじラックを、ワークベンチの横まで搬送させる。

次に、ステップＳ５６で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、上記ステップＳ４４で、ワークベンチロボット２０により、使用済み薬さじの置き場に置かれた、使用済みの薬さじが入った薬さじラックを回収させる。次に、ステップＳ５８で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、搬送してきた、未使用の薬さじが入った薬さじラックを、ワークベンチ上の未使用薬さじの置き場に供給させる。

次に、ステップＳ６０で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、回収した、使用済みの薬さじが入った薬さじラックを、使用済みの薬さじが入った薬さじラックが収納される、実験室内の保管棚まで搬送させる。次に、ステップＳ６２で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、搬送してきた、使用済みの薬さじが入った薬さじラックを、使用済みの薬さじが入った薬さじラックが収納される保管棚に収納させる。そして、モバイルマニピュレータ１０側の制御処理は終了する。

以上説明したように、第３実施形態に係るロボットシステムは、モバイルマニピュレータに、ワークベンチ上の使用済みの薬さじを回収させる。これにより、ワークベンチ上の空き場所を増やすことができる。また、第３実施形態に係るロボットシステムは、第１物質に使用された薬さじを回収した後で、第２物質に使用する未使用の薬さじをワークベンチ上に供給する。これにより、第２物質に使用する薬さじを早い時期からワークベンチ上に設置しておくための場所が不要になる。また、１種類の物質の量り取り処理のためにサイズの異なる複数の薬さじを使用する場合には、複数の薬さじを単位として回収や供給を行うため、ワークベンチ上の場所の有効利用の観点での効果が大きくなる。

また、元容器として、第１物質が入っている第１元容器及び第１物質とは別種の第２物質が入っている第２元容器が用意されているとする。この場合、第３実施形態に係るロボットシステムは、第１物質についての量り取り処理を行う際には第１薬さじを用いさせ、その後第２物質についての量り取り処理を行う際には第１薬さじとは異なる個体である第２薬さじを用いさせることになる。これにより、第２物質の元容器及び移し先容器に第１物質が混入することを防止することができる。

なお、上記第３実施形態では、第１薬さじは、ワークベンチ上の未使用薬さじの置き場に予め積み重ねられている薬さじラックから、ワークベンチロボットが１つの薬さじラックを使用中薬さじの置き場に移動させて使用することを想定している。ただし、これに限定されず、この第１薬さじについても、モバイルマニピュレータで供給するようにしてもよい。

ワークベンチ上に薬さじラックを積み重ねておく場合、積み重ね可能な形状の薬さじラックを用いてもよいし、図９に示すような薬さじラックの場合、未使用薬さじの置き場に棚を設置し、この棚に複数の薬さじを収納しておくようにしてもよい。また、ワークベンチ上の未使用薬さじの置き場に予め積み重ねられている薬さじラックから、第２薬さじとして使用する薬さじを取り出してもよい。この場合、モバイルマニピュレータを使用することなく、ワークベンチロボット側の処理のみ実行すればよい。この場合でも、第２物質の元容器及び移し先容器に第１物質が混入することを防止することができるという効果がある。すなわち、薬さじの使い分けによる物質の混入防止は、第３実施形態に限らず、いずれの実施形態においても適用することができる。

また、上記第３実施形態では、モバイルマニピュレータが、先に使用済みの第１薬さじを回収し、その後、第２薬さじをワークベンチ上に供給する。この第２薬さじを供給するスペースは、第１薬さじを回収することにより空いたワークベンチ上のスペースであってもよいし、モバイルマニピュレータ又はワークベンチロボットがワークベンチ上の物品を適宜移動させて空き場所を変更してもよい。ワークベンチ上のスペースに余裕があれば、先に第２薬さじを供給し、その後第１薬さじを回収してもよい。この場合、モバイルマニピュレータ上のスペースに余裕がなくても薬さじの置き換えを実行できる。

また、図２２に示すように、第１薬さじの回収及び搬送を先に行い、その後第２薬さじの搬送及び供給を行ってもよい。また、第１薬さじを扱うモバイルマニピュレータと第２薬さじを扱うモバイルマニピュレータとは別々のモバイルマニピュレータでもよい。特に、第１物質の量り取り処理と第２物質の量り取り処理との間の時間に第３物質の量り取り処理等の他の処理を行う場合は、第３薬さじがワークベンチ上に用意できているのであれば、第１薬さじを回収してから第２薬さじを供給するまでに時間がかかっても許容できる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態に係るロボットシステムにおいて、第３実施形態に係るロボットシステム３００と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１９に示すように、第４実施形態に係るロボットシステム４００は、モバイルマニピュレータ１０と、ワークベンチロボット２０と、統括コントローラ４３０とを含む。統括コントローラ４３０は、モバイルマニピュレータ１０に、元容器を元容器の保管場所からワークベンチの上まで搬送させる準備搬送処理と、量り取り処理を行った後に、元容器をワークベンチの上から保管場所まで搬送させる保管搬送処理とを実行させる。

次に、第４実施形態に係るロボットシステム４００の作用について説明する。

図２３は、統括コントローラ４３０のＣＰＵ３１により実行される制御処理の流れを示すフローチャートである。図２３中の右側のフローチャートのステップＳ７２は、統括コントローラ４３０の指示により、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１が実行する制御処理である。また、図２３中の１番左及び左から２番目のフローチャートのステップＳ７０、Ｓ７４は、統括コントローラ４３０の指示により、２台のモバイルマニピュレータ１０（第１モバイルマニピュレータ及び第２モバイルマニピュレータ）の各々のローカルコントローラ１１が実行する制御処理である。また、図２３では、ワークベンチ上に配置される元容器の状況を、制御処理の流れと対応付けて図示している。

まず、第１モバイルマニピュレータ側の制御処理のステップＳ７０で、ローカルコントローラ１１が、第１モバイルマニピュレータに、準備搬送処理を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ１１が、第１モバイルマニピュレータに、元容器を元容器の保管場所から取り出させ、ワークベンチの横まで搬送させ、元容器をワークベンチの上に設置させる。元容器の保管場所は、図１８の薬品棚又は冷蔵庫であってよい。収納する薬品に温度活性がある場合は保管場所として冷蔵庫が選ばれる。薬品棚として遮光扉付きの暗所も用意されており、保管する薬品に光活性がある場合は保管場所として暗所が選ばれる。冷蔵庫は暗所も兼ねる。薬品棚に扉がある場合の扉の開閉及び冷蔵庫の扉の開閉もモバイルマニピュレータ１０が行う。

次に、ワークベンチロボット２０側の制御処理のステップＳ７２で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、第１実施形態における制御処理（図１２）と同様の量り取り処理を実行させる。

次に、第２モバイルマニピュレータ側の制御処理のステップＳ７４で、ローカルコントローラ１１が、第２モバイルマニピュレータに、保管搬送処理を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ１１が、第２モバイルマニピュレータに、元容器をワークベンチの上から回収させ、元容器の保管場所まで搬送させ、元容器を保管場所に設置させる。

以上説明したように、第４実施形態に係るロボットシステムは、モバイルマニピュレータに、元容器を元容器の保管場所からワークベンチの上まで搬送させる準備搬送処理と、量り取り処理を行った後に、元容器をワークベンチの上から保管場所まで搬送させる保管搬送処理とを実行させる。これにより、元容器の準備及び搬送と、保管及び搬送とを含めて作業を自動化することができる。

なお、第１モバイルマニピュレータと、第２モバイルマニピュレータとは、同一の個体であってもよい。また、２つのモバイルマニピュレータの役割は任意に交代可能である。

また、第４実施形態において、元容器として、第１物質が入っている第１元容器及び第１物質とは別種の第２物質が入っている第２元容器が用意されているとする。この場合、モバイルマニピュレータ及びワークベンチロボットに、第１物質及び第２物質のそれぞれについて、準備搬送処理、量り取り処理、及び保管搬送処理を実行させるようにしてもよい。これにより、第１物質及び第２物質についての量り取りを行う場合においても、元容器についての準備搬送及び保管搬送を含めて自動化することができる。

例えば、図２４に示すように、第１物質の量り取り処理（ステップＳ７８）を、第２物質の量り取り処理（ステップＳ８４）よりも先に行う場合において、ステップＳ７６で、第１モバイルマニピュレータに、第１元容器の準備搬送処理を実行させる。そして、ワークベンチロボットによる第１物質の量り取り処理後に、ステップＳ８０で、第２モバイルマニピュレータに、第１元容器の保管搬送処理を実行させる。その後、ステップＳ８２で、第１モバイルマニピュレータに、第２元容器の準備搬送処理を実行させる。そして、ワークベンチロボットによる第２物質の量り取り処理後に、ステップＳ８６で、第２モバイルマニピュレータに、第２元容器の保管搬送処理を実行させる。これにより、ワークベンチ上の空き場所を増やすことができる。なお、第１元容器の保管搬送処理は、第１物質の量り取り処理の後であればいつでもよい。ただし、第１物質の量り取り処理後、なるべく早く第１元容器の保管搬送処理を実行した方が、元容器回収後のワークベンチ上の空き場所を活用し易い。

また、例えば、第１元容器の保管場所が冷蔵庫の中又は保管棚の暗所の場合、図２５に示すように、統括コントローラは、モバイルマニピュレータに、第２物質の量り取り処理を終了するよりも前に、第１元容器の保管搬送処理を開始させる。これにより、第２物質の量り取り処理を終了してから第１元容器の保管搬送処理を、例えば第２元容器の保管処理と一緒に行う場合に比べて、第１物質を常温環境又は明所に置く時間を短縮することができる。なお、第１元容器を冷蔵庫又は暗所に戻すタイミングはなるべく早い方がよい。また、第２元容器の保管場所が冷蔵庫の中又は暗所で、第１物質の量り取り処理を第２物質の量り取り処理よりも先に行うとする。この場合、図２５に示すように、モバイルマニピュレータに、第２元容器の準備搬送処理を第１物質の量り取り処理を開始した後に完了させる。これにより、第１物質の量り取り処理を開始する前に第２元容器の準備搬送処理を、例えば第１元容器の準備搬送処理と一緒に行う場合に比べて、第２物質を常温環境又は明所に置く時間を短縮することができる。なお、第２元容器を冷蔵庫から出すタイミングはなるべく遅い方がよい。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。なお、第５実施形態に係るロボットシステムにおいて、第３実施形態に係るロボットシステム３００と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１９に示すように、第５実施形態に係るロボットシステム５００は、モバイルマニピュレータ１０と、ワークベンチロボット２０と、統括コントローラ５３０とを含む。元容器として、第１物質が入っている第１元容器及び第１物質とは別種の第２物質が入っている第２元容器が用意されており、第１物質の量り取り処理を第２物質の量り取り処理よりも先に行うとする。この場合、統括コントローラ５３０は、モバイルマニピュレータ１０に、第１物質の量り取り処理の後に第１物質が入っている第１移し先容器の一部又は全部をワークベンチの上から回収させる。

次に、第５実施形態に係るロボットシステム５００の作用について説明する。

図２６は、統括コントローラ５３０のＣＰＵ３１により実行される制御処理の流れを示すフローチャートである。図２６中の右側のフローチャートの各ステップは、統括コントローラ５３０の指示により、ワークベンチロボット２０のローカルコントローラ２１が実行する制御処理である。また、図２６中の左側のフローチャートの各ステップは、統括コントローラ５３０の指示により、モバイルマニピュレータ１０のローカルコントローラ１１が実行する制御処理である。また、図２６では、ワークベンチ上に配置される移し先容器の状況を、制御処理の流れと対応付けて図示している。

まず、ワークベンチロボット２０側の制御処理について説明する。

ステップＳ９０で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、空の移し先容器の準備１を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、ワークベンチ上の移し先容器の置き場から、空の移し先容器の入った容器ラックを作業領域に移動する処理を実行させる。

次に、ステップＳ９２で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、第１物質の量り取り処理を実行させる。第１物質の量り取り処理は、第１物質が入った元容器からのすくい取りを含む量り取り処理であって、具体的な処理内容は、第１実施形態における制御処理（図１２）と同様である。

次に、ステップＳ９４で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、量り取り済み移し先容器の片づけを実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、ワークベンチ上の作業領域から、量り取り済み移し先容器の入った容器ラックを、量り取り済み移し先容器の置き場に移動する処理を実行させる。

次に、ステップＳ９６で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、空の移し先容器の準備２を実行させる。具体的には、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、モバイルマニピュレータ１０によって、空の移し先容器の置き場に供給された、空の移し先容器の入った容器ラックを、作業領域に移動する処理を実行させる。空の移し先容器の置き場は、ワークベンチ上の任意の場所に設定してよい。例えば、量り取り済み移し先容器の置き場を転用してもよい。

次に、ステップＳ９８で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、第２物質の量り取り処理を実行させる。第２物質の量り取り処理は、第２物質が入った元容器からのすくい取りを含む量り取り処理であって、具体的な処理内容は、第１実施形態における制御処理（図１２）と同様である。次に、ステップＳ１００で、ローカルコントローラ２１が、ワークベンチロボット２０に、量り取り済み移し先容器の片づけを実行させて、ワークベンチロボット２０側の制御処理は終了する。

次に、モバイルマニピュレータ１０側の制御処理について説明する。

ステップＳ１０２で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、空の移し先容器が入った容器ラックが収納されている、実験室内の保管棚から、容器ラックを取り出させる。次に、ステップＳ１０４で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、取り出した、空の移し先容器が入った容器ラックを、ワークベンチの横まで搬送させる。

次に、ステップＳ１０６で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、上記ステップＳ９４で、ワークベンチロボット２０により、量り取り済み移し先容器の置き場に置かれた、量り取り済み移し先容器が入った容器ラックを回収させる。次に、ステップＳ１０８で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、搬送してきた、空の移し先容器が入った容器ラックを、ワークベンチ上の空の移し先容器の置き場に供給させる。

次に、ステップＳ１１０で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、回収した、量り取り済み移し先容器が入った容器ラックを、量り取り済み移し先容器が入った容器ラックが収納される、実験室内の保管場所まで搬送させる。次に、ステップＳ１１２で、ローカルコントローラ１１が、モバイルマニピュレータ１０に、搬送してきた、量り取り済み移し先容器が入った容器ラックを、量り取り済み移し先容器が入った容器ラックが収納される保管場所に収納させる。そして、モバイルマニピュレータ１０側の制御処理は終了する。量り取り済み移し先容器の保管場所は、元容器の場合と同様に、図１８の保管棚又は冷蔵庫であってよい。保管場所として、移し先容器内の薬品に温度活性がある場合は冷蔵庫が選ばれ、移し先容器内の薬品に光活性がある場合は暗所（保管棚に遮光扉付きの場所又は冷蔵庫）が選ばれる。

以上説明したように、第５実施形態に係るロボットシステムは、モバイルマニピュレータに、ワークベンチ上の量り取り済み移し先容器を回収させる。これにより、ワークベンチ上の空き場所を増やすことができる。なお、第１物質が入っている移し先容器を回収するタイミングは、第１物質の量り取り処理の後であればいつでもよい。なるべく早く回収した方が、回収後のワークベンチ上の空き場所を活用し易い。

また、第５実施形態に係るロボットシステムは、モバイルマニピュレータに、量り取り済み移し先容器の回収を行った後、空の移し先容器をワークベンチの上に供給させる。これにより、まだ使わない空の移し先容器を早い時期からワークベンチ上に設置しておくための場所が不要になる。

なお、上記第５実施形態では、第１物質の量り取り処理のための空の移し先容器は、ワークベンチ上の空の移し先容器の置き場に予め密集して又は積み重ねて置かれている容器ラックから、ワークベンチロボットが１つの容器ラックを作業領域に移動させて使用することを想定しているが、これに限定されない。この第１物質の量り取り処理のための空の移し先容器についても、モバイルマニピュレータで供給するようにしてもよい。

また、ワークベンチ上の空の移し先容器の置き場に予め密集して又は積み重ねて置かれている容器ラックから、第２物質の量り取り処理のための空の移し先容器を使用してもよい。この場合、モバイルマニピュレータを使用することなく、ワークベンチロボット２０側の処理のみ実行すればよい。この場合、量り取り済み移し先容器はワークベンチ上に置かれたままになる。その後、量り取り済み移し先容器は、人又はモバイルマニピュレータによりまとめて保管場所に移動させてもよいし、人又はワークベンチロボットによりまとめて溶液化してもよい。

また、上記第５実施形態では、モバイルマニピュレータが、先に第１物質の量り取り済みの移し先容器を回収し、その後、第２物質の量り取り処理用の空の移し先容器をワークベンチ上に供給する。この空の移し先容器を供給するスペースは、量り取り済みの移し先容器を回収することにより空いたワークベンチ上のスペースであってもよい。また、モバイルマニピュレータ又はワークベンチロボットがワークベンチ上の物品を適宜移動させて空き場所を変更してもよい。ワークベンチ上のスペースに余裕があれば、先に第２物質の量り取り処理用の空の移し先容器を供給し、その後第１物質の量り取り済みの移し先容器を回収してもよい。そうすると、モバイルマニピュレータ上のスペースに余裕がなくても移し先容器の置き換えを実行できる。

また、図２７に示すように、第１物質の量り取り処理済みの移し先容器の回収及び搬送を先に行い、その後第２物質の量り取り処理用の空の移し先容器の搬送及び供給を行ってもよい。また、第１モバイルマニピュレータと第２モバイルマニピュレータとは別々のモバイルマニピュレータでもよい。特に、第１物質の量り取り処理と第２物質の量り取り処理との間の時間に第３物質の量り取り処理等の他の処理を行う場合は、第３物質用の空の移し先容器がワークベンチ上に用意できているのであれば、第１物質の量り取り処理済みの移し先容器を回収してから第２物質用の空の移し先容器を供給するまでに時間がかかっても許容できる。

また、第１物質が入った量り取り済み移し先容器の保管場所が冷蔵庫の中又は保管棚の暗所の場合、図２８に示すように、モバイルマニピュレータに、第２物質の量り取り処理を終了するよりも前に、第１物質が入っている移し先容器の一部又は全部をワークベンチの上から保管場所まで搬送させる処理を開始してもよい。これにより、第２物質の量り取り処理を終了してから第１物質が入っている移し先容器を保管場所まで搬送させる処理を行う場合に比べて、移し先容器内の第１物質を常温環境又は明所に置く時間を短縮できる。なお、第２物質の量り取り済み移し先容器については、モバイルマニピュレータにより冷蔵庫又は暗所に移してもよいし、冷蔵又は遮光する必要がなければ保管棚の明所に移してもよいし、ワークベンチ上に置いたままにしてもよい。

また、図２９に示すように、量り取り処理において同一種類の物質を複数の移し先容器に入れる場合に、モバイルマニピュレータに、全ての移し先容器の量り取りを終了する前に、量り取りが終了した移し先容器の少なくとも一部をワークベンチ上から回収させてもよい。図２９では、ワークベンチロボットにより、ステップＳ９３で、同一種類の物質を多数の移し先容器に量り取る量り取り処理が実行される。この量り取り処理の中に、空の移し先容器の準備と量り移し済み移し先容器の片付けとが含まれる。また、ワークベンチロボットは、量り取り処理の途中で、足りなくなった空の移し先容器を作業領域に移す処理と、作業領域に置けなくなった量り取り済み移し先容器を作業領域外に退避させる処理とを行う。そして、第１モバイルマニピュレータが、量り取り処理の途中で、所定単位数分の量り取り済み移し先容器を回収、搬送、及び収納し（ステップＳ１０６、Ｓ１１０、Ｓ１１２）、第２モバイルマニピュレータが、次の所定単位数分の量り取り済み移し先容器を回収、搬送、及び収納している（ステップＳ１０７、Ｓ１１１、Ｓ１１３）。これにより、ワークベンチ上の量り取り済み容器の置き場が不足することを防止できる。なお、モバイルマニピュレータによる複数の移し先容器の回収、搬送、及び収納の単位数は、例えば、図６に示すような容器ラックに収納される本数としてよい。すなわち、複数の移し先容器が挿入された状態の容器ラック単位で、回収、搬送、及び収納を行う。また、図２９では、モバイルマニピュレータによる回収、搬送、及び収納の処理を２回分図示しているが、これらの処理は量り取り処理全体に対して、必要な回数行う。

また、上記各実施形態では、図１又は図１９に示すように、本発明のコントローラの一例として、モバイルマニピュレータ及びワークベンチロボットとは独立した統括コントローラを用いる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、図３０（Ａ）に示すように、いずれかのワークベンチロボット２０が統括コントローラ３０を搭載するようにしてもよいし、図３０（Ｂ）に示すように、いずれかのモバイルマニピュレータ１０が統括コントローラ３０を搭載するようにしてもよい。

また、図３１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本発明のコントローラを、複数の分散コントローラ４０で構成するようにしてもよい。この場合、分散コントローラ同士で通信して、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０の各々が互いに連携して動作するように制御する。例えば、モバイルマニピュレータ１０が容器をワークベンチ上まで搬送すると、モバイルマニピュレータ１０の分散コントローラ４０が、当該搬送の完了をワークベンチロボット２０の分散コントローラ４０に通知する。そして、通知を受けた分散コントローラ４０により、ワークベンチロボット２０が搬送された容器に対する処理を開始できるようにする。

なお、モバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０の各々にローカルコントローラ１１、２１を設けず、統括コントローラ３０又は分散コントローラ４０がモバイルマニピュレータ１０及びワークベンチロボット２０の各々の各モータの動作を制御してもよい。

また、上記各実施形態のモバイルマニピュレータは、作業に使用するピペットのような道具についても、保管棚からワークベンチへの搬送及び載置と、使用済みの道具のワークベンチからの回収及び保管棚への収納を行ってもよい。また、モバイルマニピュレータ１０は、充電すべきタイミングになったら、充電ステーションへ移動し、自装置の充電を行うようにしてもよい。

また、上記各実施形態において、統括コントローラは、モバイルマニピュレータ及びワークベンチロボットの各々の稼働状況を確認し、空き状態のモバイルマニピュレータ及びワークベンチロボットに上記処理を実行させるようにしてもよい。また、モバイルマニピュレータについては、実験環境内での位置情報も取得し、空き状態であるモバイルマニピュレータのうち、最も効率良く指定の位置へ移動可能なモバイルマニピュレータを選択して、上記処理を実行させるようにしてもよい。

また、上記各実施形態では、ワークベンチロボットが固定されたワークベンチと、保管棚等との間の容器等の搬送を、モバイルマニピュレータが行う場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ワークベンチロボットが固定されたワークベンチ上、又はそのワークベンチに隣接する、ワークベンチロボットのハンドが届く範囲に保管棚等が設置されている場合もある。この場合、ワークベンチロボットが、保管棚等からの容器等の取り出し、及び保管棚等への容器等の収納を行ってもよい。

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

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

１００、２００、３００、４００、５００ ロボットシステム
１０ モバイルマニピュレ
１１ ローカルコントローラ
１２ 台車
１２Ａ 駆動輪
１３ ロボットアーム
１３Ａ アーム
１３Ｂ ハンド
２０ ワークベンチロボット
２１ ローカルコントローラ
２２、２２Ｌ、２２Ｒ マニピュレータ
２２Ａ アーム
２２Ｂ、２２ＢＬ、２２ＢＲ ハンド
２２Ｂ０、２２Ｂ０Ｌ、２２Ｂ０Ｒ ハンド本体
２２Ｂ１、２２Ｂ１Ｌ、２２Ｂ１Ｒ 第１指
２２Ｂ２、２２Ｂ２Ｌ、２２Ｂ２Ｒ 第２指
２２Ｂ３、２２Ｂ３Ｌ、２２Ｂ３Ｒ 第３指
２３ ビジョンセンサ
３０、２３０、３３０、４３０、５３０ 統括コントローラ
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
３３ 記憶装置
３４ 入力装置
３５ 出力装置
３６ 記憶媒体読取装置
３７ 通信Ｉ／Ｆ
３８ バス
４０ 分散コントローラ

Claims (22)

1. ワークベンチに対して固定されており、前記ワークベンチ上の物体を把持するための機構を備えたワークベンチロボットと、前記ワークベンチロボットの動作を制御するコントローラとを含むロボットシステムであって、
   前記コントローラは、前記ワークベンチロボットに、薬さじを把持させ、元容器に入っている量り取り対象の粉体、粒体、又は粘性体の物質を移し先容器に前記薬さじを用いてすくい移す動作をさせ、前記移し先容器内の前記物質の重量を秤を用いて計測させ、計測結果を取得する、量り取り処理を行う、
   ロボットシステム。
2. 前記コントローラは、さらに、前記移し先容器内の前記物質の重量の目標値及び許容範囲を取得する処理を行い、
   前記量り取り処理は、前記コントローラが、１回又は複数回の前記すくい移す動作をさせた後に取得した前記計測結果が前記許容範囲を超えて前記目標値よりも小さい場合に、前記ワークベンチロボットに、追加の前記すくい移す動作をさせることを含む、
   請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記量り取り処理は、前記コントローラが、１回又は複数回の前記すくい移す動作をさせた後に取得した前記計測結果が前記許容範囲を超えて前記目標値よりも大きい場合に、前記ワークベンチロボットに、前記移し先容器内の前記物質を前記元容器に前記薬さじを用いてすくい移す動作をさせることを含む、請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記コントローラは、前記計測結果と前記目標値との差異の大きさ、又は移し先容器内の前記物質の重量の推定値と前記目標値との差異の大きさに応じて、前記差異が小さいほど小さな薬さじを用いてすくい移す動作をさせるように、前記ワークベンチロボットに大きさの異なる複数の種類の薬さじを持ち替えさせる処理をさらに行う、請求項２又は請求項３に記載のロボットシステム。
5. 前記コントローラは、前記ワークベンチロボットに、前記移し先容器が前記秤に載置されていない状態で前記すくい移す動作をさせ、前記計測をさせるために前記移し先容器を前記秤に載置させる、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
6. 前記コントローラは、前記ワークベンチロボットに、前記移し先容器を前記秤ではない他の秤に載置させた状態で前記すくい移す動作をさせ、前記移し先容器内の前記物質の重量を前記他の秤を用いて計測させ、前記他の秤による計測結果を取得し、前記他の秤による計測結果が、前記移し先容器内の前記物質の重量の目標値を含む所定の範囲内になった場合に前記移し先容器を前記秤に載置させて前記移し先容器内の前記物質の重量を計測させる、請求項５に記載のロボットシステム。
7. 前記ワークベンチロボットは、前記機構として第１マニピュレータ及び第２マニピュレータを備え、
   前記コントローラは、前記ワークベンチロボットに前記すくい移す動作をさせる際に、前記第１マニピュレータに前記元容器を把持させて前記元容器を傾いた姿勢にし、前記第２マニピュレータに前記薬さじを把持させる、
   請求項１又は請求項２に記載のロボットシステム。
8. 前記コントローラは、さらに、前記ワークベンチロボットに、前記量り取り処理の後の前記移し先容器に溶媒液を注入させることにより前記移し先容器内の前記物質を溶液化する処理を行う、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
9. 前記コントローラは、溶液の目標濃度を取得する処理と、前記計測結果に基づいて、溶液を前記目標濃度にするために必要な溶媒量を特定する処理と、前記ワークベンチロボットに、前記溶媒量の溶媒液を前記移し先容器にピペットを用いて注入させる処理とを行う、請求項８に記載のロボットシステム。
10. 前記元容器として、同種の前記物質が入っている第１元容器及び第２元容器が用意されている場合において、
    前記コントローラは、前記第１元容器内の前記物質の残量が少ないために前記第１元容器から前記移し先容器へすくい移す動作だけでは前記移し先容器内の物質の重量を前記許容範囲内に到達させることができない場合に、前記ワークベンチロボットに、前記第１元容器から前記移し先容器へすくい移す動作の後に前記第２元容器から前記移し先容器へすくい移す動作をさせる、
    請求項２又は請求項３に記載のロボットシステム。
11. 前記元容器として、第１物質が入っている第１元容器及び前記第１物質とは別種の第２物質が入っている第２元容器が用意されている場合において、
    前記コントローラは、前記ワークベンチロボットに、前記第１物質についての前記量り取り処理を行う際には第１薬さじを用いさせ、その後前記第２物質についての前記量り取り処理を行う際には前記第１薬さじとは異なる個体である第２薬さじを用いさせる、
    請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
12. 床上を移動するための機構及び物体を把持するための機構を備えたモバイルマニピュレータをさらに含み、
    前記コントローラは、前記モバイルマニピュレータ及び前記ワークベンチロボットの各々の動作を制御するロボットシステムであって、
    前記コントローラは、前記モバイルマニピュレータに、使用済みの前記第１薬さじを前記ワークベンチの上から回収させる第１薬さじ回収処理を行う、
    請求項１１に記載のロボットシステム。
13. 前記コントローラは、前記モバイルマニピュレータに、前記第１薬さじ回収処理を行った後、前記第２物質についての前記量り取り処理を行う前に、前記ワークベンチ上に未使用の前記第２薬さじを供給させる処理を行う、請求項１２に記載のロボットシステム。
14. 床上を移動するための機構及び物体を把持するための機構を備えたモバイルマニピュレータをさらに含み、
    前記コントローラは、前記モバイルマニピュレータ及び前記ワークベンチロボットの各々の動作を制御するロボットシステムであって、
    前記コントローラは、さらに、
    前記モバイルマニピュレータに、前記元容器を前記元容器の保管場所から前記ワークベンチの上まで搬送させる準備搬送処理と、
    前記モバイルマニピュレータに、前記量り取り処理を行った後に、前記元容器を前記ワークベンチの上から前記保管場所まで搬送させる保管搬送処理と
    を行う、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
15. 前記元容器として、第１物質が入っている第１元容器及び前記第１物質とは別種の第２物質が入っている第２元容器が用意されている場合において、
    前記コントローラは、前記第１物質及び前記第２物質のそれぞれについて、前記準備搬送処理、前記量り取り処理、及び前記保管搬送処理を行う、
    請求項１４に記載のロボットシステム。
16. 前記コントローラは、前記第１物質についての前記量り取り処理を前記第２物質についての前記量り取り処理よりも先に行う場合において、前記モバイルマニピュレータに、前記第１物質についての前記量り取り処理の後に前記第１元容器を前記ワークベンチの上から回収させる処理を行う、請求項１５に記載のロボットシステム。
17. 前記第１元容器の前記保管場所は冷蔵庫の中又は暗所であり、
    前記コントローラは、前記モバイルマニピュレータに、前記第２物質についての前記量り取り処理を終了するよりも前に前記第１元容器についての前記保管搬送処理を開始する、
    請求項１６に記載のロボットシステム。
18. 前記第２元容器の前記保管場所は冷蔵庫の中又は暗所であり、
    前記コントローラは、前記第１物質についての前記量り取り処理を前記第２物質についての前記量り取り処理よりも先に行う場合において、前記モバイルマニピュレータに、前記第２元容器についての前記準備搬送処理を前記第１物質についての前記量り取り処理を開始した後に完了させる、
    請求項１５に記載のロボットシステム。
19. 床上を移動するための機構及び物体を把持するための機構を備えたモバイルマニピュレータをさらに含み、
    前記コントローラは、前記モバイルマニピュレータ及び前記ワークベンチロボットの各々の動作を制御するロボットシステムであって、
    前記コントローラは、前記元容器として、第１物質が入っている第１元容器及び前記第１物質とは別種の第２物質が入っている第２元容器が用意されており、前記第１物質についての前記量り取り処理を前記第２物質についての前記量り取り処理よりも先に行う場合において、前記モバイルマニピュレータに、前記第１物質についての前記量り取り処理の後に前記第１物質が入っている前記移し先容器の一部又は全部を前記ワークベンチの上から回収させる処理を行う、
    請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
20. 前記コントローラは、前記移し先容器の一部又は全部を前記ワークベンチの上から回収させる処理を行った後、前記モバイルマニピュレータに、空の移し先容器を前記ワークベンチの上に供給させる処理を行う、請求項１９に記載のロボットシステム。
21. 前記コントローラは、前記モバイルマニピュレータに、前記第２物質についての前記量り取り処理を終了するよりも前に、前記第１物質が入っている前記移し先容器の一部又は全部を前記ワークベンチの上から冷蔵庫の中又は暗所まで搬送させる処理を開始する、請求項１９に記載のロボットシステム。
22. 床上を移動するための機構及び物体を把持するための機構を備えたモバイルマニピュレータをさらに含み、
    前記コントローラは、前記モバイルマニピュレータ及び前記ワークベンチロボットの各々の動作を制御するロボットシステムであって、
    前記コントローラは、前記量り取り処理において同一種類の前記物質を複数の前記移し先容器に入れる場合に、前記モバイルマニピュレータに、全ての前記移し先容器についての量り取りを終了する前に、量り取りが終了した前記移し先容器の少なくとも一部を前記ワークベンチの上から回収させる処理を行う、
    請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のロボットシステム。