JP6414876B2 - 実験系支援システム - Google Patents

Description

本願の発明は、対象物について関連した複数の実験を行う際に使用される実験系支援システム関するものである。

企業や大学、各種団体等の研究機関では、種々の実験や分析（以下、実験という場合にはこれらを総称した意味である）が行われている。これら実験は、対象物について一つの実験機器のみを使う場合もあるが、複数の実験機器を順に使用して何からの結果を得る場合も多い。
例えば、バイオ系の実験では、試料から目的物質を抽出したり分離したりした上で分析することが多く、対象物質を増幅させた後に測定したり、目的物質と特異的に結合する他の材料で標識したりした後に測定が行われることも多い。さらには、酵素反応や免疫反応といった特定の反応を生じさせた後に測定を行われることも多い。最終的に目的物質の同定や定量を行う際には、放射性検出、化学発光検出、蛍光検出、発色検出等の手法が用いられる。この他、対象物質の電気的性質を利用して分離、検出する電気泳動の手法が用いられることも多い。

このように幾つかのステップを踏む実験の手順（プロトコル）では、各ステップにおいて所望の結果が得られているかを確認するための検出や測定が行われることが多い。バイオ系の実験を例にすると、目的とする物質が例えばＤＮＡやＤＮＡの断片であるとき、これを抽出し、ＰＣＲ法で増幅した後、特定の発光酵素と特異的に反応させて化学発光検出をする。この場合、抽出や増幅が正しく行われているかを確認するため、途中で電気泳動による検出を行う。抽出や増幅が正しく行われていることを電気泳動で確認した後、発光酵素と反応させて化学発光強度を検出し、検量線を適用して目的物質の定量を行う。

上記のように、ある種の科学実験では、実験プロトコルにおいて幾つかの検出や測定が行われることがあり、したがって最終的な結果を得るまでに関連した複数の実験が行われることになる。それぞれの実験は、異なる実験機器を使用して行う場合が多く、研究施設にはそのような各種の実験機器が設置されている。

特開２００８−８３８０６号公報

上述したような各種科学実験においては、研究の高度化や分析技術の進歩等を背景として、実験機器の高性能化、大型化が進んでいる。これに伴い、各種実験機器は非常に高価なものが多くなってきており、この傾向は最先端の研究分野で顕著である。高価な実験機器を一つの研究室、研究テーマの専用とすることは難しく、一つの実験機器を複数の研究室、研究テーマで共用することが一般的である。また、一つの研究室や一つの研究テーマにおいても、科学実験に携わる研究者は複数であることが多く、複数の研究者が一つの実験機器を共用することも一般的である。

実験機器を共用した場合の問題の一つは、他の研究室、他の研究テーマ又は他の研究者において機器を使用している場合には終了するまで待たなければならず（順番待ち）、実験が迅速に進まない点である。上記のようにプロトコルの途中の段階で検出や測定を行う複雑な実験系の場合、実験機器が共用であると、順番待ちのために実験が止まってしまうことになり、効率良く迅速にプロトコルを進めていくことができない。

また、大型であったり又は共用であったりする実験機器は、試料の調製等を行う実験室とは別の部屋に置かれていることが多い。この場合、検出や測定のたびに実験室と実験機器のある部屋とを往復することになり、この点も実験を非効率的なものにしている。複数の検出や測定を順次行う複雑な実験系はこの問題は顕著であり、一つの実験系に特化した形に適宜構成できるいわばパーソナルな（ユニバーサルではない）システムが望まれている。

この出願の発明は、各種実験を行う科学技術研究の場における上記のような課題を考慮して為されたものであり、一つの対象物に対して異なる複数の実験を行うような複雑な実験系の場合であっても効率良く迅速に検出や測定を行うことができるようにする実験系支援システムの提供を目的としている。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、関連した複数の異なる実験よりなる実験系の実施を支援する実験系支援システムであって、
サーバと、実験用携帯端末と、機器用ソフトウェアと、実験系実施プログラムとを備えており、
実験用携帯端末は、サーバに加え、実験室に設置されている複数の実験機器との間で情報の送受信が可能であって、複数の実験機器は、前記複数の異なる実験を行う際に使用されるものであり、
機器用ソフトウェアは、測定値に対して適用されることで対象物についての定量又は同定を可能にするためのデータである検量線データを少なくとも含むものであって、使用される前記複数の実験機器の各々について設けられており、且つサーバの記憶部に記憶されていて実験用携帯端末にダウンロードされることが可能なものであり、
実験系実施プログラムは、実験用携帯端末にインストールされていて実行可能であるか、又はサーバ上に実装されていて実験用携帯端末からの要求によって実行可能とされているプログラムであり、
実験系実施プログラムは、各実験機器での測定値に対して機器用ソフトウェアに含まれる検量線データを適用して各実験の結果を得るものであって、目的とする実験系に応じて定められた順序で機器用ソフトウェアを選択して使用するプログラムであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記サーバの記憶部には、前記実験系実施プログラムが実行されたことを示す実験ログファイルが記憶されており、
前記実験系実施プログラムは、プログラムが実行された旨及び各実験において取得されたデータを実験ログファイルに記録するものであり、
前記サーバは、前記実験用携帯端末以外の端末からアクセスがあった際に当該端末に実験ファイルの内容を閲覧させるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１又は２の構成において、前記実験系実施プログラムは、前記検量線データの適用結果から当該実験が正しく行われたか否かを評価する評価モジュールを有しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項３の構成において、前記実験系実施プログラムは、前記評価モジュールにより当該実験が正しく行われたと評価された場合に限りに実験系の次のステップに進むプログラムであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項３又は４の構成において、前記サーバの記憶部には、前記実験系実施プログラムが実行されたことを示す実験ログファイルが記憶されており、
前記実験系実施プログラムは、前記評価モジュールによる当該実験の評価結果を実験ログファイルに記録するものであり、
前記サーバは、前記実験用携帯端末以外の端末からアクセスがあった際に当該端末に実験ファイルの内容を閲覧させるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかの構成において、前記実験用携帯端末は、各実験機器との間で無線通信を行うことにより情報の送受信を行うものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項１乃至６いずれかの構成において、各実験機器を使用しながら行った実験の結果を記録したラボノートファイルを作成してサーバの記録部に保存するラボノート作成プログラムが設けられており、
ラボノート作成プログラムは、実験系実施プログラムにおいて呼び出されて実行されるサブプログラムであって、実験系実施プログラムで取得されて保持されたデータを組み込んでラボノートファイルを作成するプログラムであるという構成を有する。

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、一つの実験系の実施で使用される複数の実験機器の各々について機器用ソフトウェアがサーバから実験用携帯端末にダウンロードされ、実験用携帯端末において実験系実施プログラムが実行可能となっているので、各実験機器及び実験用携帯端末を一つの実験系のシステムとして適宜構成できる。検量線データの適用による測定結果の出力といった情報処理は、実験用携帯端末で行われるので、各実験機器は検出部及び実験用携帯端末との通信部を含む最低限のハードウェアを備えていれば足り、小型で安価な機器とすることができる。小型で安価な機器は、一つの研究室ですべて購入することが容易であって、一つの実験ベンチの上に並べて配置することができる。このため、研究員は、各実験のたびに共用の実験機器が配置された別の部屋まで行く必要がなく、効率良く各実験を行うことができる。
また、請求項２記載の発明によれば、サーバの記憶部には実験ログファイルが設けられており、実験系実施プログラムの実行結果が実験ログファイルに記録され、実験ログファイルの内容は他の端末において閲覧できるので、実験系の進捗状況を実験系実施プログラムの実行状況という形で第三者がモニタすることができるようになる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、実験系実施プログラムが評価モジュールを備えているので、実験系の途中の段階で逐次結果をチェックすることができる。このため、ある実験が正しく行われていないのにもかかわらず次の実験を進んでしまい、結果として最終的な実験結果が不適切なものになってしまう（実験を無駄に行ってしまう）ことが無くなる。また、評価モジュールにおける基準を予め正しく定めておくことで、常に一定の正しい基準で評価でき、より適切な実験系の実施結果を得るのに役立つ。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、実験の結果を評価モジュールが適切であると評価した場合に次のステップに進むので、ある実験が正しく行われていないのにもかかわらず次の実験を進んでしまうことがプログラムにより自動的に防止される。
また、請求項５記載の発明によれば、評価モジュールによる評価結果が実験ログファイルに記録されて他の端末から閲覧が可能なので、実験系が正しく進捗していることを第三者が確認できるようになる。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、実験用携帯端末は各実験機器との間で無線通信を行うことにより情報の送受信を行うので、実験室内の配線が不要で、この点でも簡便となる。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、実験系支援プログラムを利用した実験系の実施結果が引き継がれてラボノートファイルが作成される。このため、実験者は、各実験の結果について個別に記録に残す等してラボノートをまとめる必要がなく、極めて簡便である。

第一の実施形態の実験系支援システムの概略図である。 サーバに実装されている各プログラムの関係を示した概略図である。 実験系選択プログラムによって実験用携帯端末上に表示された実験系選択画面の一例の概略図である。 実験ログファイルの構造の一例を示した概略図である。 ある例の実験系実施プログラムの概略構成を示したフローチャートである。 初期実験画面の一例を示した概略図である。 実験系情報ＤＢＦの構造の一例を示した概略図である。 実験実施モジュールの概略図を示したフローチャートである。 ２番目の実験を実施するための画面が表示された状態を例示的に示した概略図である。 ３番目の実験を実施するための画面が表示された状態を例示的に示した概略図である。 終了確認画面の概略図である。 ラボノート作成プログラム７４の記録モジュールの概略を示したフローチャートである。 ラボノート作成プログラムの記録モジュールにより実験用携帯端末上に表示されるコメント入力画面の一例を示した概略図である。 ノート管理用ＤＢＦの構造の一例を示した概略図である。 メンバ情報ＤＢＦの構造の一例を示した図である。 ラボノート選択画面の一例を示した概略図である。 ラボノート閲覧プログラムの概略を示したフローチャートである。 リスト表示モジュールにより表示されるラボノートリスト画面の一例を示した概略図である。 ラボノート表示モジュールに表示されたラボノートの一例の概略図である。 第二の実施形態の実験系支援システムの概略図である。 第二の実施形態のおけるラボノート作成プログラム７４の概略を示したフローチャートである。

次に、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、第一の実施形態の実験系支援システムの概略図である。「実験系」とは、一つの目的とする結果を得るのに複数の異なる実験を行う系という意味である。典型的には、前述したように一連の実験プロトコルの各段階において検出又は測定等を行う場合が該当する。この実施形態では、実験系は、複数の異なる実験機器を使用することを前提としている。

実施形態の実験系支援システムでは、従来と大きく異なり、試料の調製を行う実験室１には、図示を省略した１つの実験ベンチ上に各実験機器１１，１２，１３が設置されている。各実験機器１１，１２，１３は、試料の性質に応じた物理量を検出する検出部とその付属部分のみから成る小型のものとなっている。付属部分とは、検出部に必要な電源を供給する回路や、検出部での測定値を出力する出力回路等である。この実施形態の実験系支援システムは、一例ではあるが、バイオ分野の実験系を支援するものとなっており、従って、実験機器１１，１２，１３は、吸光度計、蛍光光度計、化学発光測定器、比色計等である。多くの実験機器は、光を検出することで間接的に又は直接的に試料の性質を測定するものであり、検出部の主要部は光センサである場合が多いが、実施形態の実験系支援システムは、このような実験機器を使用する場合に限定されるものではない。尚、実験機器１１，１２，１３は、分光光度計のように分光特性を測定する機器である場合もある。

図１に示すように、実施形態の実験系支援システムは、サーバ２と、複数のクライアント端末３，４とを備えている。各クライアント端末３，４は、ネットワーク５を介してサーバ２にアクセスが可能である。ネットワーク５は、システムが設置された環境にもよるが、研究施設が有する内部ネットワークの場合もあり、インターネットのような外部ネットワークの場合もある。

この実施形態では、複数のクライアント端末のうちの少なくとも一つ３は、携帯型の端末であり、実験室１内に持ち込まれることを想定している。以下、この端末３を実験用携帯端末と呼ぶ。実験用携帯端末３としては、タブレットＰＣが想定されている。
また、複数のクライアント端末のうちの少なくとも一つ４は、実験結果や実験の進捗状況を閲覧するための端末である。以下、この端末４を閲覧用端末と呼ぶ。閲覧用端末４は、携帯型である必要はなく、デスクトップＰＣであっても良い。図１では、実験室１は一つのみ示されているが、実験系支援システムは複数の研究グループにおける実験系の実施を支援するものとなっており、実験室１は複数である。従って、実験用携帯端末３も複数であり、閲覧用端末４も複数である。
また、１つの研究グループであっても研究員が複数であって、各研究員がそれぞれ個人ユースの実験ベンチ上にて実験を行う場合、各研究員は専用の実験用携帯端末３を使用することになり、結果として実験用形態端末３は複数となる。この場合、閲覧用端末４は、各研究員が使用する各実験用形態端末３に支援されて得た実験結果や実験の進捗状況を閲覧するので、単数であってもよい。

サーバ２は、大きく分けて二つの機能を果たすものとなっている。第一は、実験プロトコルを進めるに当たって必要な各実験機器１１，１２，１３との間の情報の送受信機能である。第二は、実験を記録したラボノートの管理機能である。二つの機能は密接に関連しており、全体として研究室における実験系の実施を効率化し、実験データの管理や実験の進捗状況のチェック等を容易にしている。

具体的に説明すると、サーバ２は、プロセッサ２０と、ハードディスクのような記憶部２１とを備えている。記憶部２１には、各実験機器１１，１２，１３のためのソフトウェアである機器用ソフトウェア６１が記憶されている。機器用ソフトウェア６１は、種々のものを含み得る。典型的には、機器用ソフトウェア６１は、実験機器における測定値に対して適用される検量線データであり得る。また、機器用ソフトウェア６１は、実験機器を制御する制御プログラムであり得るし、実験機器に対して送られる動作用のデータ（例えば信号検出範囲を指定するデータ）であり得る。
このような機器用ソフトウェア６１は、各実験機器１１，１２，１３について記憶部２１に記憶されている。記憶部２１には、実験機器１１，１２，１３毎にディレクトリが設けられており、実験機器１１，１２，１３毎に分けて記憶されている。尚、同じ実験機器でも、目的物質が異なる場合には検量線データも異なる。従って、機器用ソフトウェアは、実験機器１１，１２，１３が同じ場合であっても目的物質が異なる場合には別のディレクトリに記憶される。

また、サーバ２の記憶部２１には、実験室１で行われ得る各種実験について説明したファイル（以下、説明ファイル）６２が設けられている。説明ファイル６２は、一つの実験系全体のプロトコルを説明したファイルであったり、実験系を構成する各実験を説明したファイルであったり、各実験で使用される実験機器の説明であったりする。これら説明ファイル６２は、ＨＴＭＬ、ＰＤＦ、各種文書ファイルの形式であり得る。

実験用携帯端末３は、サーバ２につながるネットワーク５に接続された状態となっている。実験用携帯端末３は、サーバ２に対するアクセス権限が与えられており、サーバ２上のプログラムを実施したり、サーバ２の記憶部２１にある各種ファイルをダウンロードしたりすることができるようになっている。

一方、実験用携帯端末３は、各実験機器１１，１２，１３との間でも情報のやり取りをするようになっている。この実施形態では、実験用携帯端末３は、各実験機器１１，１２，１３との間で赤外線通信やBluetooth（登録商標）のような近距離無線通信を行うようになっている。タブレットＰＣである実験用携帯端末３は、この種の無線通信ユニットを標準で備えている。各実験機器１１，１２，１３は、無線通信ユニットを備えている場合もあるが、備えていない場合もある。備えていない場合には、後付けで装着される。即ち、実験機器１１，１２，１３は、ＵＳＢのような汎用インタフェースを最低限備えており、外部の間で情報のやり取りが可能となっている。無線通信ユニットを標準で備えていない場合、外付け用の無線通信ユニットをＵＳＢのような汎用ケーブルで接続し、無線通信可能とされる。

各実験機器１１，１２，１３は、実験用携帯端末３の周辺装置という位置付けとされる場合が多い。この場合、実験用携帯端末３には、各実験機器用デバイスドライバが予めインストールされており、実験用携帯端末３から制御信号を送って各実験機器１１，１２，１３の動作を制御したり、実験用携帯端末３に対して各実験機器１１，１２，１３より測定データを送信したりすることが可能となっている。実験機器用デバイスドライバは、各実験機器１１，１２，１３のメーカーから提供される場合もあるが、自作される場合もある。例外的に、実験機器がネットワーク５対応のものである場合、ネットワーク５上の一つの機器として（ＩＰアドレスが付与されて）実験用携帯端末３との間で情報のやりとりをする場合もある。

一方、サーバ２には、認証プログラム７０、メインプログラム７１、実験系選択プログラム７２、実験系実施プログラム７３、ラボノート作成プログラム７４、ラボノート閲覧プログラム７５等が実装されている。これらのプログラムは、実験用携帯端末３から呼び出されて実施されるようになっている。以下、各プログラムについて説明する。
図２は、サーバ２に実装されている各プログラム７０〜７５の関係を示した概略図である。これらプログラム７０〜７５は、実験用携帯端末３によりサーバ２から実験用携帯端末３にダウンロードされて実行されるプログラムであり、全体として実験系支援のアプリケーションソフトウェア（以下、実験系支援アプリ）を構成している。

認証プログラム７０は、サーバ２にアクセスしていずれかのプログラムの実行する際に必要な認証を行うプログラムである。この実施形態では、誰が実験を行ったのか、また誰がラボノートの閲覧をしたか等を特定できるようにするため、認証プログラム７０をサーバ２に実装している。
認証用のユーザーＩＤとパスワードは、実施形態の実験系支援システムが使用される研究室の研究員や指導監督を行う者（上司や指導教授等、以下、指導者と総称する）に対して予め発行されている。各ユーザーＩＤと対応するパスワードは、研究員や指導者等の氏名とともにデータベース化された認証用ＤＢＦ６３に記録されており、認証用ＤＢＦ６３は、サーバ２の記憶部２１に記憶されている。尚、認証用ＤＢＦ６３には、ユーザーの氏名を記録したフィールドを含んでおり、またユーザーＩＤが指導者のものであるか、研究員のものであるかを識別するフィールドを含んでいる。

メインプログラム７１は、実験系選択画面を含む上記アプリケーションソフトウェア（実験系支援アプリ）が起動している際に常に実行されているプログラムであり、各種情報を実験用携帯端末３から入力させたり、サーバ２から取得した情報を実験用携帯端末３に表示したりするためのウインドウ（以下、メインウインドウ）の表示等を行うプログラムである。
実験系選択プログラム７２は、どの実験系を実施するのかを選択させるプログラムである。このプログラムには、実験系を選択させる画面を実験用携帯端末３に表示する実験系選択画面表示モジュールや、選択された実験系についての実験系実施プログラム７３を起動する各実施支援プログラム起動モジュール等が含まれている。

また、実験系実施プログラム７３は、実験機器を使用して検出や測定を行う実験実施モジュール、サーバ２の記憶部２１に記憶されている機器用ソフトウェア６１をサーバ２からダウンロードするための機器用ソフトＤＬモジュール、各実験で得られた結果を評価して次のステップに進んで良いかどうかを判断する評価モジュール、ラボノート作成プログラム起動モジュール等を含んでいる。尚、実験系実施プログラム７３は、実験系毎に設けられており、実験系選択プログラム７２内の選択された起動モジュールで起動されるものである。

また、ラボノート作成プログラム７４は、ラボノートテンプレートファイルに各情報を記録する記録モジュールや、作成されたラボノートファイルをサーバ２の記憶部２１に保存する保存モジュール等を有している。尚、ラボノート作成プログラム７４は、実験系実施プログラム７３から呼び出されて実施されるものであり、実験結果をラボノートとしてまとめ、保存するためのプログラムである。
また、ラボノート閲覧プログラム７５は、指導者がラボノートの内容を閲覧するためのプログラムである。
尚、サーバ２の記憶部２１には、ラボノートの管理のためのデータベースファイル（以下、ノート管理用ＤＢＦ）６４が記憶されている。

図３は、実験系選択プログラム７２によって実験用携帯端末３上に表示された実験系選択画面の一例の概略図である。実験系選択画面を含むアプリケーションソフトウェアである実験系支援アプリは、予め実験用携帯端末３にインストールされている。実験系支援アプリは、専用のアイコンを含んでおり、インストール時にアイコンが実験用携帯端末３におけるＯＳ上のホーム画面やアプリケーション画面に表示されるようになっている。

上記アイコンをタップすると、実験用携帯端末３上にログイン画面が表示され、ユーザーＩＤ及びパスワードを入力する画面が表示される。ユーザーＩＤ及びパスワードが正しく入力されて認証プログラム７０により認証が行われると、メインプログラム７１が起動し、実験用携帯端末３において実験系アプリの初期画面がメインウインドウ内に表示される。初期画面については図示を省略するが、実験系の実施を選択するメニューのコマンドボタンと、ラボノートの閲覧を行うメニューのコマンドボタンとが表示されるようになっている。ここで実験系の実施を選択すると、図３に示す実験系選択画面７０１がメインウインドウに表示されるようになっている。尚、ログインの際に入力されたユーザーＩＤは、実験系支援アプリが終了するまで（ログインが遮断されるまで）、セッション情報としてメモリ変数に保持される。

図３に示すように、実験系選択画面７０１では、実験系支援システムを使用して行える実験系の名前が幾つか表示されている。名前を表示した部分は、実験系ＩＤが埋め込まれたコマンドボタン７００となっている。いずれかのコマンドボタン７００をタップすると、埋め込まれた実験系ＩＤを引数にして実験系実施プログラム７３が起動される。

また、サーバ２の記憶部２１には、実験ログファイルが記憶されている。実験ログファイルは、データベース形式のファイルであり、実験系実施プログラム７３が実行された旨が記録されている。実験系実施プログラム７３の実行ログが記録されているということは、実験系の実施状況が記録されていることを意味する。

図４は、実験ログファイルの構造の一例を示した概略図である。図４に示すように、実験ログファイルは、「実行日時」、「実験者ＩＤ」、「実験者氏名」、「実験系ＩＤ」、「実験系名称」、「実験１名称」、「実験１日時」、「実験１データ」、「実験１評価」、「実験２名称」、「実験２日時」、「実験２データ」、「実験２評価」、「実験３名称」、「実験３日時」、「実験３データ」、「実験３評価」等のフィールドから成るレコードが多数記録されたファイルである。

「実行日時」には、実験系実施プログラム７３が起動された日時が記録される。「実験者ＩＤ」は、ログインの際に保持されたユーザーＩＤが記録される。「実験者氏名」は、実験系実施プログラム７３の実行者（ひいては実験系の実施者）の氏名であり、ユーザーＩＤにより認証用ＤＢＦを検索し、該当レコードから読み取って記録される。
「実験系ＩＤ」は、タップされたコマンドボタン７００に埋め込まれたものが記録され、「実験系名称」は、上記実験系情報ＤＢＦを実験系ＩＤで検索して該当レコードから読み出して記録される。「実験１名称」、「実験２名称」、「実験３名称」も同様である。「実験１日時」、「実験２日時」、「実験３日時」は、各実験実施モジュールの実行日時が記録されるフィールドである。
「実験１データ」は、実験１で得られた実験データを記録するフィールド、「実験１評価」は、実験１の評価結果を記録したフィールドである。「実験２データ」、「実験２評価」、「実験３データ」、「実験３評価」も同様である。

図５は、ある例の実験系実施プログラム７３の概略構成を示したフローチャートである。図５に示すように、実験系実施プログラム７３は、起動すると、まず、図４に示す実験ログの記録を開始する。実験ログファイルは、データベース形式のファイルであり、実験系実施プログラム７３は、実験ログファイルを開いて新しいレコードを追加する。そして、「実行日時」、「実験者ＩＤ」、「実験者氏名」、「実験系ＩＤ」及び「実験系名称」の各フィールドの値を記録する。
実験系実施プログラム７３は、実験ログファイルを開いたままとし、追加した新レコードをアクティブなままとした状態で、初期実験画面を実験用携帯端末３においてメインウインドウ内に表示する。図６は、初期実験画面の一例を示した概略図である。初期実験画面７０２は、選択された実験系を実施する際に最初に表示される画面であり、最初に行う実験のための画面である。

図６に示すように、初期実験画面７０２が表示された際には、選択された実験系の簡単な説明をしているテキストに続き、最初に行う実験の実験名を表示した欄があり、その欄の横に、「詳細説明」と表記されたコマンドボタン７１１と、「実験１開始」と表記されたコマンドボタン７１２とが設けられている。「詳細説明」と表記されたコマンドボタン７１１には、当該実験の目的、使用する実験機器とその使用方法、実験を行う際の準備として必要なこと、実験が正しく行われたと評価されるに必要なこと等の情報を内容とする説明ファイルがリンクしており、このボタンがタップされると、追加のウインドウが開かれて表示されるようになっている。
また、「実験１開始」と表記されたコマンドボタン７１２には、選択された実験系のプロトコルにおける最初の実験についての実験実施モジュール（以下、実験１に対応する実験実施モジュールともいう）の起動コマンドが埋め込まれており、コマンドボタン７１２のタップによりこの実験１に対応する実験実施モジュールが実行される。

サーバ２の記憶部２１には、各実験系において使用される実験機器等の情報を登録したデータベースファイル（以下、実験系情報ＤＢＦ）６５が設けられている。図７は、実験系情報ＤＢＦの構造の一例を示した概略図である。

図７に示すように、実験系情報ＤＢＦは、「実験系ＩＤ」、「実験系名称」、「実験数」、「実験１名称」、「実験１機器名」、「実験１ＤＲ」、「実験２名称」、「実験２機器名」、「実験２ＤＲ」、「実験３名称」、「実験３機器名」、「実験３ＤＲ」・・・の各フィールドから成るレコードを多数記録したデータベースファイルである。「実験１名称」は、当該実験系において最初に実施される実験の名称、「実験１機器名」は、最初に実施される実験に使用される機器の名称、「実験１ＤＲ」は、実験１に使用される機器についての機器用ソフトウェア６１を記憶したディレクトリをそれぞれ記録したフィールドである。「実験２名称」、「実験２機器名」、「実験２ＤＲ」も同様であり、次に行う実験の名称、使用される機器名、使用される機器用ソフトウェア６１のディレクトリがそれぞれ記録されている。「実験３名称」、「実験３機器名」、「実験３ＤＲ」も同様である。尚、この例の最初のレコードは、実験数が３であるため、・・・「実験３ＤＲ」まで値が記録されているが、例えば最大で５個の実験を行えるように実験系情報ＤＢＦは構成される。この場合は、・・・「実験５ＤＲ」までフィールドが設定されており、実験数に応じて値が記録される。実験数が５未満の場合には、Ｎｕｌｌ値のフィールドがあることになる。

図８は、実験実施モジュールの概略図を示したフローチャートである。同図では、実験１に対応する実験実施モジュールを例に取る。図４に示す「実験１開始」のコマンドボタン７１２には、当該実験系の実験系ＩＤが埋め込まれており、実験系ＩＤを引数にして実験実施モジュールが実行される。
図８に示すように、実験１に対応する実験実施モジュールは、実験系ＩＤにより実験系情報ＤＢＦ６５を検索し、「実験１ＤＲ」の値を渡して機器用ソフトＤＬモジュールを実行する。機器用ソフトＤＬモジュールは、「実験１ＤＲ」のディレクトリから機器用ソフトウェア６１をダウンロードする。ダウンロードされる機器用ソフトウェア６１は、実験機器によって異なるが、一例として、制御プログラム及び検量線データとする。機器用ソフトＤＬモジュールは、ダウンロードした機器用ソフトウェア６１を一時ファイル（一時的にメモリに記憶するファイル）として実験用携帯端末３内の記憶部に記憶する。

次に、実験実施モジュールは、最初の実験機器（選択された実験系のプロトコルにおける最初の実験である実験１で使用する実験機器）１１に対する試料のセット等の実験準備が済んでいるかの確認をさせる別のウインドウを追加で表示し、「試料のセットは正しくされていますか？ されているようでしたら、ＯＫボタンをタップして下さい。」というようなメッセージを表示する。
ＯＫボタンがタップされると、実験１に対応する実験実施モジュールは、実験用携帯端末３が最初の実験機器１１を認識していることを確認した後、一時ファイルから制御プログラムを読み込み、制御プログラムに従って実験機器１１に制御信号を送る（この例では機器用ソフトウェアは制御プログラムを含む）。これにより実験機器１１が動作し、セットされている試料について検出や測定を行い、その結果（実験データ）を実験用携帯端末３に送信する。

実験１に対応する実験実施モジュールは、実験データが返信されると、実験１が実施されたことになるので、その時点の日時を、実験ログファイルのアクティブなレコードの「実験１日時」のフィールドに記録する。また、併せて、実験系情報ＤＢＦに従い、「実験１名称」のフィールドも記録する。そして、返信されたデータを「実験１データ」のフィールドに記録する。

実験１に対応する実験実施モジュールは、返信された実験データについて、検量線データを適宜適用し、実験１についての実験結果を得る。そして、実験結果（数値データである場合が多い）を一時的にメモリ変数に格納した後、評価モジュールを実行する。評価モジュールは、ある実験機器を使用して実験を行った場合、その際に得られた実験結果を評価し、次のステップに進んで良いかどうかを判断するモジュールである。例えば通常はあり得ない測定データが実験結果として得られた場合、実験そのものが正しく行われなかった場合が多い。正しく行われなかったとは、試料の調製に誤りがあったとか、試料のセットのような実験機器の使用方法が誤っていたとかいった場合が考えられる。複数の実験系を順次行うプロトコルでは、ある実験が正しく行われていない場合、次のステップに進むべきではない場合が多い。この点を考慮し、実施形態の実験系支援システムは評価モジュールを設けている。

評価モジュールは、実験実施モジュールにおいて得られた実験結果に対して予め定められている評価基準を適用し、ＯＫかＮＧかを判断するモジュールである。ＯＫは、実験が正しく行われたと評価できる場合、ＮＧが評価できない場合である。予め定められている基準とは、実験データの値がある範囲内に入っているかというような数値的な基準の場合が多いが、実験機器からデータ自体が取得できたかどうかというような非数値的な基準の場合もある。

評価モジュールは、このような判断基準の情報を定数（プログラミングにおける定数）として含んでおり、実験データに対してそれを適用することでＯＫかＮＧかを判断する。判断結果を実験実施モジュールに戻り値として戻すと、評価モジュールは終了である。実験実施モジュールは、評価モジュールから戻り値があると、その値を実験ログファイルのアクティブなレコードの「実験１評価」に記録する。そして、評価モジュールの戻り値をさらに実験系実施プログラム７３に戻し、実験実施モジュールは終了する。

そして、図５に示すように、実験系実施プログラム７３は、実験実施モジュールからの戻り値に応じた処理をする。即ち、戻り値（実験１の評価）がＮＧの場合には、次の実験を実施するための画面は表示せず、評価がＮＧであるので次に進めない旨の表示をメインウインドウ内で行うとともに、実験系の実施を中止する旨を選択させるコマンドボタン（中止ボタン）と、前の段階に戻るコマンドボタン（戻るボタン）とを併せてメインウインドウ内に表示するようプログラミングされている。そして、中止ボタンがタップされると、実験系実施プログラム７３が中止され、実験系選択画面７０１の画面に戻る。また、戻るボタンがタップされると、初期実験画面７０２が最初に表示された状態に戻り、最初から実験をやり直すことが可能な状態とされる。

一方、戻り値がＯＫの場合、実験系実施プログラム７３は、次の実験（２番目の実験）を実施させるための画面をメインウインドウに表示するようプログラミングされている。図９は、この２番目の実験を実施するための画面（以下、２番目実験画面と略称する）７０３が表示された状態を例示的に示した概略図である。

図９に示すように、２番目実験画面７０３は、初期実験画面７０２に対してアイテムが追加された状態の画面である。追加されたアイテムは、次の実験の実験名と、次の実験についての簡単な説明をしたテキストと、「詳細説明」のコマンドボタン７１３と、「実験開始」のコマンドボタンである。初期実験画面で表示されていた「詳細説明７１１」、「実験開始」の各コマンドボタン７１２は、２番目実験画面では表示されてはいるものの、実行不可の状態とされる。

「詳細説明」のコマンドボタン７１３や「実験２開始」のコマンドボタン７１４は、最初の実験についてのものと基本的に同様である。「詳細説明」のボタン７１３をタップすると、次の実験についての説明ファイルが呼び出されて表示され、「実験２開始」のボタン７１４がタップされると、実験系実施プログラム７３は、次の実験（選択された実験系のプロトコルにおける２番目の実験）についての実験実施モジュールを呼び出して起動する。

実験２に対応する実験実施モジュールの内容も、図８に示すものと基本的に同様である。機器用ソフトウェアＤＬモジュールを実行した後、実験準備が整ったことを確認するための画面を表示し、ＯＫボタンがタップされたら、２番目の実験で使用する実験機器１２に情報を送信して実験を行わせる。そして、取得された実験データを受信すると、実験が行われたことになるので、実験実施モジュールは、受信の日時を実験ログファイルのアクティブなレコードの「実験２日時」に記録するとともに、「実験２名称」を記録する。そして、実験実施モジュールは、検量線データを適宜適用して実験結果とし、その上で評価モジュールを呼び出して実行する。

評価モジュールの実行後もほぼ同様であり、実験系実施プログラム７３は、実験実施モジュールで取得された実験データと、評価モジュールの戻り値とを、実験ログファイルのアクティブなレコードの「実験２データ」、「実験２評価」に記録する。そして、実験系実施プログラム７３は、評価がＯＫであればさらに次の実験（選択された実験系のプロトコルにおける３番目の実験）を行うための画面に遷移させ、ＮＧであれば、ＮＧの旨の表示とともに、前述した中止ボタン及び戻るボタンを表示する。

図１０は、３番目の実験を実施するための画面（以下、３番目実験画面と略称する）が表示された状態を例示的に示した概略図である。図１０に示すように、３番面実験画面７０４も、２番目実験画面７０３にアイテムが追加された画面となっている。追加されたアイテムは、同様に、３番目の実験の実験名、実験の簡単な説明のテキスト、「詳細説明」のコマンドボタン７１５、「実験開始」のコマンドボタン７１６である。各コマンドボタン７１５，７１６の構成も、図９に示す２番目実験画面と同様である。

３番目実験画面において「実験開始」のボタンがタップ７１６されると、実験系実施プログラム７３は、３番目の実験で使用される実験機器１３についての機器用ソフトウェア６１をダウンロードさせる。そして、準備完了の確認をＯＫボタンがタップされると、実験系実施プログラム７３は、実験実施モジュールを起動し、３番目の実験機器１３による実験が実施される。そして、実験データが返信されると、実験ログファイルへの実験実行の記録の後、検量線データを適宜適用して実験結果とした上で同様に評価モジュールが実行され、実験系実施プログラム７３は、実験データと評価結果とを実験ログファイルに記録し、評価がＯＫであれば、次のステップを実施するための画面に遷移させる。
この例の実験系では、実施する実験は三つであるので、次のステップを実施するための画面は、プログラム終了と電子ラボノート作成の確認をさせる画面となっている（以下、この画面を終了確認画面と呼ぶ）。

図１１は、終了確認画面の概略図である。図１１に示すように、終了確認画面７０５は、選択された実験系が正しく完了した旨のメッセージ、実験系の実施結果をラボノートに記録、保存する旨のメッセージ、ＯＫボタン７１７等が表示される画面である。ここでのＯＫボタンは、ラボノート作成プログラム７４の起動ボタンとなっており、ラボノート作成プログラム７４の起動コマンドが埋め込まれている。ＯＫボタン７１７がタップされると、以下に説明するラボノート作成プログラム７４が実行され、実施した実験系の結果が電子ラボノートとしてサーバ２の記憶部２１に記憶されるようになっている。以下、ラボノート作成プログラム７４について説明する。図１２は、ラボノート作成プログラム７４の記録モジュールの概略を示したフローチャートである。

ラボノート作成プログラム７４の記録モジュールは、サーバ２の記憶部２１からラボノートテンプレートファイル（以下、ＬＮＴファイルと略称する）６６を読み出して開き、各データをファイル６６内の所定の位置に組み込んでラボノートファイル６７を作成するプログラムである。ＬＮＴファイル６６は、サーバ２の記憶部２１に記憶されている。
実験系実施プログラム７３は、各実験実施モジュールを実行した際、評価モジュールにおいてＯＫの評価がされた場合に、各実験データをメモリ変数に格納しておく。ラボノート作成プログラム７４は、ログインの際に入力されたユーザーＩＤ引数にして実行され、各実験データがメモリ変数から読み出されて渡される。

図１２に示すように、ラボノート作成プログラム７４の記録モジュールは、まず、ＬＮＴファイル６６をサーバ２の記憶部２１から読み出して開く。そして、各実験データをＬＮＴファイル内の所定の位置に組み込む。また、記録モジュールは、ユーザーＩＤによって認証用ＤＢＦ６３を検索し、対応する氏名（ここでは実験系を行った研究員の氏名）を取得し、ＬＮＴファイル内の所定の位置に組み込む。その上で、内容の確認とともに実験者のコメントの入力させるための画面（以下、コメント入力画面）をメインウインドウに表示するようプログラミングされている。

図１３は、ラボノート作成プログラム７４の記録モジュールにより実験用携帯端末３上に表示されるコメント入力画面の一例を示した概略図である。図１３に示すように、コメント入力画面７０６では、実験者の名前、実験日、選択された実験系の名前に続き、各実験データが表示されるようになっている。そして、その次の欄に、コメント入力欄７１８が表示されるようになっている。コメント入力欄７１８は、テキストボックスであり、各実験についての所見を実験者が実験用携帯端末３上で入力するものである。

図１３に示すように、コメント入力画面７０６には、ＯＫボタン７１９が設けられている。ＯＫボタン７１９には、作成されたラボノートをサーバ２の記憶部２１に保存する保存モジュールの起動コマンドが埋め込まれている。保存モジュールは、コメントも含めてラボノート全体をもう一度確認のためにＯＫボタンとともにメインウインドウ内に表示し、ＯＫボタンがタップされた場合にＬＮＴファイル６６について新しいファイル名を付与してサーバ２の記憶部２１に記憶するようプログラミングされている。新しいファイル名は、ラボノート作成プログラム７４において自動生成される。
その後、ラボノート作成プログラム７４は、ノート管理用ＤＢＦ６４に新しいレコードを追加し、各フィールドの値を記録してファイルを更新する。この際、ラボノート作成プログラム７４は、ＰＤＦのようなＤＴＰ形式のファイルとするとともにファイルを変更不可の形式とした上でサーバ２の記憶部２１の所定のディレクトリに保存する。これにより、ラボノート作成プログラム７４は終了である。

図１４は、ノート管理用ＤＢＦ６４の構造の一例を示した概略図である。図１４に示すように、ノート管理用ＤＢＦ６４は、「実験ＩＤ」、「ノートファイル名」、「実験者ＩＤ」、「実験日時」、「実験系名称」などのフィールドから成るレコードが登録されるデータベースファイルである。
「実験ＩＤ」は、実験実施モジュールにおいて自動生成されるＩＤである。例えば、実験系について通し番号で識別しておき、選択された実験系とセッション日時とを組み合わせたＩＤとされる。実験ＩＤは、最後の（上の例では３番目の）実験が実施されて評価モジュールがＯＫと評価した場合に自動生成されるようプログラミングされる。「実験ＩＤ」の値も、ラボノート作成プログラム７４が起動させる際に引数として渡される。

また、「ノートファイル名」は、上記のようにラボノート作成プログラム７４が自動生成するファイル名である。例えば、実験ＩＤをそのまま使い、実験ＩＤ＋ファイル識別子のファイル名とすることができる。
「実験者ＩＤ」は、ログインの際に保持されたユーザーＩＤである。「実験日時」は、実験を行った日時であるが、同様に最後の実験が実施されて評価モジュールによりＯＫと判断された日時がシステム時刻から呼び出されて記録される。
「実験系名称」は、実験系選択画面で実験系が選択された際に保持された実験系ＩＤで実験系情報ＤＢＦを検索し、該当するレコードの「実験系名称」のフィールドから値を取得する。
このようなフィールドから成るレコードが、ラボノートファイル６７の保存を行うたびに追加されて記録される。

次に、ラボノート閲覧プログラム７５について説明する。ラボノート閲覧プログラム７５は、サーバ２に保存されたラボノートの内容を研究員や指導者に閲覧させるためのプログラムである。特に指導者については、ラボノートを閲覧することで、研究の進捗状況を確認したり、必要に応じて研究員に対して助言や指導を行ったりすることができる。以下、指導者がラボノートを閲覧する状況を例にして説明する。

図１に示す閲覧用端末４は、指導者が操作する端末となっている。閲覧用端末４にも、実験用携帯端末３と同様に実験系支援アプリがインストールされている。また、指導者についてもＩＤとパスワードが発行されており、サーバ２に対するアクセス権が与えられている。
ラボノート閲覧プログラム７５は、認証プログラム７０にリンクしている。前述したように、実験系支援アプリのアイコンをタップすると、ログイン画面が表示され、ユーザーＩＤとパスワードが正しく入力されて認証がされると、ユーザーＩＤが保持され、初期画面が閲覧用端末４に表示される。初期画面には、ラボノートの閲覧を行うメニューのコマンドボタンが含まれており、このコマンドボタンがラボノート閲覧プログラム７５の起動ボタンとなっている。

実施形態の実験系支援システムでは、ラボノートの閲覧については、指導者が閲覧する場合と、研究員が閲覧する場合とでは、異なった動作をするようになっている。即ち、指導者については自身が指導監督する各研究員が作成したラボノートを閲覧できるようになっている。また、研究員については、自身が作成したラボノートのみを閲覧できるようになっている。
このような動作を可能にするため、サーバ２の記憶部２１には、指導者と研究員との関係を登録したデータベースファイル（以下、メンバ情報ＤＢＦ）６８が記憶されている。図１５は、メンバ情報ＤＢＦの構造の一例を示した図である。

図１５に示すように、メンバ情報ＤＢＦは、「ユーザーＩＤ」、「氏名」、「ユーザー種別」、「グループＩＤ」、「グループ名」等のフィールドから成るレコードを多数記録したデータベースファイルである。「ユーザーＩＤ」は、認証用ＤＢＦ６３にリンクしたフィールドである。「ユーザー種別」は、指導者か研究員かを識別する値が記録されるフィールドである。「グループＩＤ」は、研究員が所属するグループの識別情報である。一つのグループには、少なくとも一人の指導者が所属する。従って、指導者の場合には、自身が指導するグループのＩＤということになる。「グループ名」は、グループＩＤで識別される研究グループの名前である。

ラボノート閲覧プログラム７５は、閲覧するラボノートを選択する画面（以下、ラボノート選択画面）を表示するモジュールを含んでおり、ラボノート閲覧プログラム７５が起動すると、まずラボノート選択画面を閲覧用端末４のメインウインドウ内に表示する。図１６は、ラボノート選択画面の一例を示した概略図である。ラボノート閲覧プログラム７５は、ラボノート選択画面７０７を表示する際、ログインの際に保持されたユーザーＩＤにより指導者であるか研究員であるかを判断し、指導員であるか研究員であるかにより異なる内容でラボノート選択画面７０７を表示するようになっている。図１６に示す例は、ユーザーＩＤが指導員のものであった場合の例である。

図１７は、ラボノート閲覧プログラム７５の概略を示したフローチャートである。ラボノート閲覧プログラム７５は、ログインの際に保持したユーザーＩＤを引数にして起動される。図１７に示すように、ラボノート閲覧プログラム７５は、ユーザーＩＤでメンバ情報ＤＢＦを検索し、そのユーザーＩＤが指導者であるか研究員であるか判断する。指導者のユーザーＩＤである場合、「グループＩＤ」を読み取り、そのグループＩＤで登録されているレコードであって「種別」が研究員となっているすべてのレコードの「ユーザーＩＤ」の値と「氏名」の値をそれぞれ読み取り、それぞれメモリ変数に格納する。そして、ラボノート閲覧プログラム７５は、読み取った「氏名」の値をタイトルになるようにして各コマンドボタンを生成してラボノート選択画面７０７に表示するようプログラミングされている。

ラボノート選択画面７０７を表示すると、ラボノート閲覧プログラム７５は、ＯＫボタン７２０のクリック又はタップ（以下、クリック等という）待ちの状態となる。図１６に示す各コマンドボタン（氏名を表示したボタン）には、各氏名についてのユーザーＩＤが埋め込まれている。ＯＫボタン７２０には、ノートリスト表示モジュールの起動コマンドが埋め込まれており、ＯＫボタン７２０がクリック等されると、その行のユーザーＩＤが渡されてノートリスト表示モジュールが起動される。

図１８は、リスト表示モジュールにより表示されるラボノートリスト画面の一例を示した概略図である。図１６に示すように、ノートリスト表示モジュールは、選択されたユーザーＩＤのユーザー（研究員）が作成したラボノートの「実験ＩＤ」、「実験日」、「実験系名称」をノート管理用ＤＢＦ６４の該当レコードから読み出して表示するようプログラミングされている。

図１８において、リスト７２２はいずれかの行を選択できるようになっており、選択された行を背景色の変更等で識別できるようにしている。また、ラボノートリスト画面７０８には、ＯＫボタン７２１が設けられており、このＯＫボタン７２１には、ラボノート表示モジュールの起動コマンドが埋め込まれている。この起動コマンドは、選択された行の実験ＩＤを引数にしてラボノート表示モジュールを起動するコマンドである。

図１９は、ラボノート表示モジュールによって閲覧用端末４に表示されたラボノートの一例の概略図である。ラボノート表示モジュールは、実験ＩＤによってノート管理用ＤＢＦ６４を検索し、該当するレコードの「ラボノートファイル６７名」を読み取り、これに従って該当するラボノートファイル６７を開く。そして、閲覧用端末４のメインウインドウ内に表示するようプログラミングされている。

図１９に示すように、閲覧用端末４に表示されるラボノートは、実験日、実験者名、実験系名称等の情報に続き、各実験において使用された実験機器と、各実験における実験データが表示されるようになっている。そして、最後の実験についての実験データを表示した箇所の次に、コメント欄が設けられている。コメント欄は、実験者（研究員）がテキスト入力した所見を表示した欄である。

また、実験ログファイルの内容も端末において閲覧可能となっている。図３に示すように、メインウインドウ内には、「実験ログ閲覧」と標記されたコマンドボタン（以下、ログ閲覧ボタン）７２３が設けられている。一方、サーバ２には、実験ログ閲覧プログラムが実装されており、ログ閲覧ボタン７２３はその起動ボタンとなっている。
図示は省略するが、ログ閲覧ボタン７２３は、図４に示す実験ログファイルの内容を一覧表にして表示するプログラムとなっている。この際、ラボノート閲覧プログラムと同様に、メンバ情報ＤＢＦを参照し、ログインの際に保持されたユーザーＩＤに応じて表示する実験ログの内容が制限されるようになっている。即ち、実験ログ閲覧プログラムは、「ユーザー種別」が指導者である場合、同じグループに所属する研究者のユーザーＩＤが「実験者ＩＤ」となっているレコード（実験ログ）のみが表示されるようプログラミングされている。また、実験ログ閲覧プログラムは、「ユーザー種別」が研究者である場合、自分のユーザーＩＤが「実験者ＩＤ」となっているレコードのみが表示されるようプログラミングされている。

上記実施形態の実験系支援システムによれば、一つの実験系の実施に使用される複数の実験機器１１，１２，１３の各々について機器用ソフトウェア６１がサーバ２から実験用携帯端末３にダウンロードされ、実験用携帯端末３において実験系実施プログラム７３が実行可能とされた構成であるので、各実験機器１１，１２，１３及び実験用携帯端末３を一つの実験系用のシステムとして適宜構成される。検量線データの適用による測定結果の出力といった情報処理は、実験用携帯端末３で行われるので、各実験機器１１，１２，１３は最低限のハードウェアを備えていれば足り、小型で安価な機器とすることができる。小型で安価な機器は、一つの研究室ですべて購入することが容易であって、一つの実験ベンチの上に並べて配置することができる。このため、研究員は、各実験のたびに共用の実験機器が配置された別の部屋まで行く必要がなく、効率良く各実験を行うことができる。

そして、各ソフトウェアをサーバ２から各実験機器１１，１２，１３に提供する際、一つの実験用携帯端末３を経由するのみであるので、実験者（研究員）はそれぞれの実験機器１１，１２，１３用に別々の端末を操作する必要がなく、この点でも簡便となっている。また、実験用携帯端末３は、無線通信で各実験機器１１，１２，１３と情報のやりとりをするので、実験室１１内の配線が不要で、この点でも簡便となっている。

また、実施形態の実験系支援システムは、各実験結果の評価を行う評価モジュールを含んでおり、評価モジュールによりＯＫと判断された場合にのみ次のステップに進むので、ある実験が正しく行われていないのにも関わらず次の実験を進んでしまい、結果として最終的な実験結果が不適切なものになってしまう（実験を無駄に行ってしまう）ことが無くなる。この点でも、より効率的に実験系が実施できる。尚、実験者自身が実験を評価する場合には誤った基準で評価してしまう場合もあり得るが、実施形態の実験系支援システムでは、評価モジュールにおける基準を予め正しく定めておくことで、常に一定の正しい基準で評価できる。この点でも、より適切な実験系の実施結果を得るのに役立つ。

また、サーバ２には実験ログファイルが設けられており、実験ログファイルの内容は他の端末において閲覧可能なので、他の端末において実験系の実施状況をモニタすることができる。そして、実験ログファイルには、各実験データや各評価モジュールによる評価結果が含まれているので、実験系が正しく進捗していることを第三者が確認できるようになる。このため、上司や指導教授といった監督者が実験系の実施状況を監視するのに極めて好適なものとなる。

さらに、実施形態の実験系支援システムでは、各実験の実施からラボノートの作成まで一連のプログラムの流れで行われる。即ち、実験系支援プログラムを利用した実験系の実施結果（各実験データ）がそのまま引き継がれてラボノートファイル６７が作成される。このため、実験者は、各実験の結果について個別に記録に残す等してラボノートをまとめる必要がなく、極めて簡便である。従来、各実験機器１１，１２，１３は、実験データを小さな紙に出力する小型のプリンタを備えている場合が多く、実験者は、実験データを印字した紙をラボノートに貼り付けることで実験結果の記録していた。実施形態の実験系支援システムでは、このような面倒はなく、プログラム上で実験データはラボノートファイル６７に自動的に貼り付けされる。

また、サーバ２に保存されるラボノートファイル６７は、変更不可の形式であるので、ラボノートの内容が改ざんされる心配はない。ラボノートの改ざんは、ラボノートファイル６７の変更の他、ラボノートファイル６７の差し替え（上書き）といった手法でもあり得るので、ラボノートファイル６７が記憶されているサーバ２の記憶部２１のディレクトリについては、厳格なアクセス権を設定することが好ましい。例えば、ラボノート作成プログラム７４がラボノートファイル６７を逐次保存する以外は完全にディレクトリ内の変更が一切できないようにすることが考えられる。

その一方、ラボノートの内容は閲覧用端末４によって閲覧することができるので、指導者は各研究員における研究の進捗状況を逐次確認することができ、適宜の時期に必要に応じて指導を行うことができる。尚、実施形態の実験系支援システムでは、研究員は自身が作成したラボノートを閲覧できるのみであったが、これは同じ研究グループといえども他人のラボノートの内容が閲覧できるのは妥当ではない場合もあるとの配慮からである。グループ内であれば他の研究員に対しても公開して良いとのポリシーであれば、そのようにされる場合もある。この場合は、研究員のユーザーＩＤでログインした場合でも、指導者の場合と同じように、所属するすべての研究員の名前がラボノート選択画面７０７に表示されるようプログラミングされる。

具体的な実験系の一例を示すと、例えばある種の遺伝子の抽出と保存を行う場合、試料からＤＮＡを抽出した後、このＤＮＡをＴｒｉｓ／ＥＤＴＡ溶液（ＴＥバッファー液）により稀釈した上で、まずＤＮＡ濃度を測定する（実験１）。ＤＮＡ濃度の測定には、吸光度計が用いられ、測定された吸光度が基準値を下回ると、評価はＮＧ（抽出失敗）となる。この場合は、ＤＮＡ抽出をやり直す。
ＤＮＡ濃度が基準値以上であれば、ＤＮＡ抽出が正しくされたと評価されたことになる。この場合、実験２として、ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）法によりＤＮＡの増幅が行われる。そして、正しく増幅が行われたかどうかをチェックするため、蛍光測定が行われる。蛍光測定には、例えばレーザー励起蛍光測定器が使用される。
蛍光強度が基準値未満の場合、評価はＮＧ（増幅が不十分）となり、ＰＣＲ増幅をもう一度行う。蛍光強度が基準値以上であれば、正しく増幅できたことになるので、実験３として、分離、保存を行う。
増幅させたＤＮＡの分離、保存には、例えば電気泳動法が使用される。増幅させたＤＮＡを電気泳動装置でＤＮＡの大きさに応じて分離し、想定した大きさの増幅断片が得られているかどうか確認する。この際、バンドの目視により評価を行う場合もあるが、電気泳動装置としてバンドの濃淡を数値化して出力できるものを使用し、出力された数値データに対して基準値を適用することで実験結果を評価する場合もある。このような評価により、実験３が正しく行われたと評価された場合、分離したＤＮＡ断片を染色してバンドとして可視化した後、バンドを切り離して保存する。これで、この例の実験系が終了する。

尚、上記実施形態において、実験者は１名であり、１名に対して一つのユーザーＩＤが発行されたが、実験者が２名以上いる場合がある。この場合には、ラボノートの作成者も２名以上ということになり、それらの者がすべて表記されるべきである。これをプログラムにおいて達成するには、幾つかの方法があるが、例えば２名の実験者の場合、その２名の実験者の名前の組に対して一つのユーザーＩＤを発行することが考えられる。一つのユーザーＩＤでログインし、実験系を実施すると、ラボノートファイル６７の実験者の欄には、ユーザーＩＤに対応した２名の実験者の名前が記録されるようプログラミングされる。

次に、第二の実施形態の実験系支援システムについて説明する。図２０は、第二の実施形態の実験系支援システムの概略図である。
第二の実施形態の実験系支援システムは、ラボノートファイル６７の改ざん防止の機能をより高めた構成となっている。即ち、第二の実施形態の実験系支援システムにおけるラボノート作成プログラム７４は、作成したラボノートファイル６７に対してタイムスタンプを付与した後、サーバ２の記憶部２１に記憶するプログラムとなっている。

具体的に説明すると、図２０に示すように、第二の実施形態の実験系支援システムもサーバ２を備えており、ネットワーク５を介して各端末３，４とつながっている。一方、このサーバ２は、インターネット５０を介してタイムスタンプサーバ８とつながっている。実験系支援システムの運営主体は、タイムスタンプ局（ＴＳＡ）との間でタイムスタンプサービスの利用契約を結んでいる。実験系支援システムの運営主体は、各研究グループが所属する研究機関である場合が多いが、研究機関とは別の事業者が運営主体となることもあり得る。
一方、サーバ２には、第一の実施形態と同様の実験系選択プログラム７２及び実験系実施プログラム７３が実装されている。ラボノート作成プログラム７４は、ラボノートファイル６７を作成するところまでは第一の実施形態と同じであるが、その後の処理が第一の実施形態と異なっている。

図２１は、第二の実施形態のおけるラボノート作成プログラム７４の概略を示したフローチャートである。図２１に示すように、第二の実施形態におけるラボノート作成プログラム７４は、ラボノートファイル６７をＰＤＦのようなＤＴＰ形式で作成した後、第一の実施形態と同様にサーバ２の記憶部２１の所定のディレクトリに保存する。次に、ラボノートファイル６７にハッシュ関数を適用してハッシュ値８０を生成する。そしてハッシュ値８０をタイムスタンプサーバ８に送信してタイムスタンプ要求する。タイムスタンプサーバ８は、送信されたハッシュ値８０に時刻情報を付与するとともに秘密鍵で暗号化してデジタル署名をする。タイムスタンプサーバ８は、デジタル署名が施されたハッシュ値＋時刻情報、即ちタイムスタンプトークン８１を実験系支援システムのサーバ２に返信する。

サーバ２上のラボノート作成プログラム７４は、返信されたタイムスタンプトークン８１を同様にサーバ２の記憶部２１の所定のディレクトリに記憶する。その後、同様にノート管理用ＤＢＦ６４に新しいレコードを追加し、各フィールドの値を記録してノート管理用ＤＢＦ６４を更新すると、プログラムは終了である。尚、第二の実施形態では、ノート管理用ＤＢＦ６４には、タイムスタンプトークン８１を記憶したディレクトリの情報を記録したフィールドが含まれている。

第二の実施形態においても、サーバ２にはラボノート閲覧プログラム７５が実装されており、閲覧用端末４から実行することができるようになっている。ラボノート閲覧プログラム７５は、第一の実施形態におけるものと同様であるが、ラボノートファイル６７の改ざん有無の確認や日時証明確認の機能が追加されている。

実験系支援システムに対しては、ＴＳＡの秘密鍵に対応した公開鍵が付与されている。ラボノート閲覧プログラム７５は、検証モジュールを有している。検証モジュールは、実験系ＩＤを特定して実行されるモジュールであり、ラボノートファイル６７を開いてラボノートを閲覧する際に実行されるモジュールである。
図示は省略するが、例えばラボノート閲覧画面において、ラボノートファイル６７の内容を表示するとともに、「検証」と表記されたコマンドボタンが設けられる。このボタンには検証モジュールの起動コマンドが埋め込まれている。このコマンドは、閲覧しているラボノートファイル６７の実験系ＩＤを引数にして検証モジュールを実行するものとする。

検証モジュールは、実験系ＩＤによって特定されるラボノートファイル６７（閲覧しているラボノートファイル６７）に対してハッシュ関数を適用してハッシュ値を得る。このハッシュ関数は、タイムスタンプを要求した際のものと同じ関数である。一方、サーバ２の記憶部２１に記憶されている当該実験系ＩＤのタイムスタンプトークン８１を、付与されている公開鍵によって復号し、時刻情報とハッシュ値とを取り出す。そして、閲覧しているラボノートファイル６７のハッシュ値と比較し、両者が一致するようであれば、正しく検証された旨をラボノート閲覧画面において表示するとともに、時刻情報も併せて表示する。これにより、閲覧しているラボノートファイル６７が改ざんされていないことが証明され、且つ時刻情報が示す時刻に存在していたこと（その時刻にラボノートが作成されたこと）が証明されたことになる。

第二の実施形態の実験系支援システムによれば、各実験系を実施した際に作成されるラボノートファイル６７について、タイムスタンプが付与されてタイムスタンプトークン８１が生成され、タイムスタンプトークン８１がサーバ２の記憶部２１に記憶されるので、各ラボノートファイル６７についての非改ざん性とラボノートファイル６７の実験日における存在性とが高い信頼性で立証されることになる。このため、研究データの改ざん防止の効果がより高くなり、万が一改ざんがあった場合でもその証明が容易となる。
尚、上記実施形態においてタイムスタンプは電子署名方式であったが、アーカイビング方式やリンクトークン方式であっても良い。

上述した各実施形態において、実験系実施プログラム７３は、評価モジュールがＮＧの評価をした場合、プログラムを終了するか、又は当該実験をやり直させるものであったが、この場合、ＮＧであった結果を含めてラボノートファイル６７に記録してラボノートを保存するようにしても良い。この場合には、二つのやり方がある。一つは、評価モジュールでＮＧとされた旨のメッセージを表示しつつ次に進むかどうか入力させる画面を表示し、実験者が次に進む旨の入力をした場合、ＯＫと評価された場合と同じように次のステップを行うようプログラミングすることである。もう一つは、ＮＧとされた場合にはその実験で実験系の実施は終了し、その時点までの実験データ（ＮＧとされた実験データを含む）をＬＮＴファイルに記録してラボノートファイル６７を作成するようプログラミングすることである。

このように評価モジュールがＮＧとした場合の実験データもラボノートに記録して保存しておくことは、幾つかの意味がある。一つには、意図しない結果が出た実験から意義ある大きな発見がされることも多々あるということである。試料の調製や実験機器のセット等において特にミスがないにも関わらず、意図しない結果となった場合には、未発見の現象が生じていることもあり得る。このため、評価モジュールがＮＧと評価した場合でも、後からの考察、分析、再実験を可能にするため、ラボノートに記憶しておくと好適である。

別の意味として、上手くいかなった実験の結果も残しておくことは、研究全体の成果の信頼性を高めるになるという意味もある。あるまとまった研究成果が論文で発表された場合、その成果を裏付ける実験データの記録として、上手くいった際の実験データしか残っていない場合、本当にそれが上手くいったのか、また上手くいかなかった実験データを改ざんしたのではないか、というような疑念も生じ得る。上手くいかなかった実験データをきちんと残しておき、その原因が特定されて、改善したやり方での結果としてうまくいった実験データが記録されている場合、その信頼性がより高まる。このような観点から、評価モジュールがＮＧとした実験データもラボノートに記録しておくことに意味がある。尚、上手くいかなかった実験データを記録したラボノートも含めて全てのラボノートは後から変更不可とされることは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、一つの実験系を構成する複数の実験は順次行われるものであったが、複数の実験が同時進行する場合もあり得る。例えば二つの試料を対象物とした実験系の場合、一方の試料についての実験Ａと他方の試料についての実験Ｂとを同時進行で行って各々実験結果を得た後、双方の試料を反応させ、その後、反応後の試料について実験Ｃを行うような場合もあり得る。

尚、ラボノート閲覧プログラム７５については、指導者がラボノートの閲覧を行った記録をラボノート上に残すようにしても良い。即ち、ラボノート閲覧プログラム７５は、指導者のユーザーＩＤでラボノートの閲覧がされた際、指導者がラボノートをチェックした旨の記録を残すかどうかの選択をさせる画面を表示し、ここで記録を残す旨の選択がされた場合、指導者の印影又はサインのイメージをラボノートファイル６７に貼り付けた上で保存するようプログラミングされる。

また、ラボノートファイル６７については、デジタル署名を付与した上でサーバ２の記憶部２１に記憶するようにしても良い。デジタル署名は、ラボノートを作成した実験者のデジタル署名の場合もあるし、ラボノートをチェックした指導者のデジタル署名の場合もあるし、双方の場合もある。

尚、上記各実施形態において、ラボノートファイル６７の作成と保存は、各実験の実施完了のたびに行われる場合もあり得る。この場合、ラボノート作成プログラムは、実験系実施プログラム７３の一モジュールとされ、各実験実施モジュールの実行後に、評価モジュールによる評価結果とともに実験結果をＬＮＴファイルに記録し、ラボノートファイルとして保存される。このようなラボノートも閲覧用端末４において指導者が閲覧できるので、実験系の進捗状況を途中でチェックしたり、実験のやり方について途中で助言したりすることができるようになる。

また、上記説明では、ラボノートファイルは変更不可の形式であるとしたが、ラボノートの内容自体は、誤記訂正等があり得るので、変更可能としてもよい。この場合、元のファイルは変更不可であり、内容を変更したものを別のファイルとして新しく作成する。このような訂正用のプログラムがサーバ２に実装される。

尚、上記説明では、主としてバイオ系の実験が例として説明されたが、実施形態の実験系支援システムは、他の分野の実験系についても利用できることは言うまでもない。
また、上記各実施形態では、実験系を構成する各実験の結果は数値データであるとして説明したが、実験結果は単に目的物質の存在が確認されたかどうかというような定性的な結果の場合もある。
さらに、各実施形態では、ラボノート作成プログラム７４はサーバ２に実装されていて実験用携帯端末３が呼び出して実行したが、実験用携帯端末３に予めインストールされていても良い。

１ 実験室
１１ 実験機器
１２ 実験機器
１３ 実験機器
２ サーバ
３ 実験用携帯端末
４ 閲覧用端末
５ ネットワーク
６１ 機器用ソフトウェア
６２ 説明ファイル
６３ 認証用ＤＢＦ
６４ ノート管理用ＤＢＦ
６５ 実験系情報ＤＢＦ
６６ ラボノートテンプレートファイル
６７ ラボノートファイル
６８ メンバ情報ＤＢＦ
７０ メインウインドウ
７０１ 実験系選択画面
７０２ 初期実験画面
７０３ ２番目実験画面
７０４ ３番目実験画面
７０５ 終了確認画面
７０６ コメント入力画面
７０７ ラボノート選択画面
８ タイムスタンプサーバ
８０ ハッシュ値
８１ タイムスタンプトークン

Claims (7)

1. 関連した複数の異なる実験よりなる実験系の実施を支援する実験系支援システムであって、
   サーバと、実験用携帯端末と、機器用ソフトウェアと、実験系実施プログラムとを備えており、
   実験用携帯端末は、サーバに加え、実験室に設置されている複数の実験機器との間で情報の送受信が可能であって、複数の実験機器は、前記複数の異なる実験を行う際に使用されるものであり、
   機器用ソフトウェアは、測定値に対して適用されることで対象物についての定量又は同定を可能にするためのデータである検量線データを少なくとも含むものであって、使用される複数の実験機器の各々について設けられており、且つサーバの記憶部に記憶されていて実験用携帯端末にダウンロードされることが可能なものであり、
   実験系実施プログラムは、実験用携帯端末にインストールされていて実行可能であるか、又はサーバ上に実装されていて実験用携帯端末からの要求によって実行可能とされているプログラムであり、
   実験系実施プログラムは、各実験機器での測定値に対して機器用ソフトウェアに含まれる検量線データを適用して各実験の結果を得るものであって、目的とする実験系に応じて定められた順序で機器用ソフトウェアを選択して使用するプログラムであることを特徴とする実験系支援システム。
2. 前記サーバの記憶部には、前記実験系実施プログラムが実行されたことを示す実験ログファイルが記憶されており、
   前記実験系実施プログラムは、プログラムが実行された旨及び各実験において取得されたデータを実験ログファイルに記録するものであり、
   前記サーバは、前記実験用携帯端末以外の端末からアクセスがあった際に当該端末に実験ファイルの内容を閲覧させるものであることを特徴とする請求項１記載の実験系支援システム。
3. 前記実験系実施プログラムは、前記検量線データの適用結果から当該実験が正しく行われたか否かを評価する評価モジュールを有していることを特徴とする請求項１又は２記載の実験系支援システム。
4. 前記実験系実施プログラムは、前記評価モジュールにより当該実験が正しく行われたと評価された場合に限りに実験系の次のステップに進むプログラムであることを特徴とする請求項３記載の実験系支援プログラム
5. 前記サーバの記憶部には、前記実験系実施プログラムが実行されたことを示す実験ログファイルが記憶されており、
   前記実験系実施プログラムは、前記評価モジュールによる当該実験の評価結果を実験ログファイルに記録するものであり、
   前記サーバは、前記実験用携帯端末以外の端末からアクセスがあった際に当該端末に実験ファイルの内容を閲覧させるものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の実験系支援システム。
6. 前記実験用携帯端末は、各実験機器との間で無線通信を行うことにより情報の送受信を行うものであることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の実験系支援システム。
7. 各実験機器を使用しながら行った実験の結果を記録したラボノートファイルを作成してサーバの記録部に保存するラボノート作成プログラムが設けられており、
   ラボノート作成プログラムは、実験系実施プログラムにおいて呼び出されて実行されるサブプログラムであって、実験系実施プログラムで取得されて保持されたデータを組み込んでラボノートファイルを作成するプログラムであることを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の実験系支援システム。

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