JP7133790B2 - 検出装置 - Google Patents

Description

本開示は、ウイルスまたは細菌のような被検出物質を検出する検出装置に関する。

特許文献１は、インフルエンザウイルスの感染の大流行（すなわち、パンデミック）を抑制するために、ウイルスを検出する技術を開示している。特許文献１では、建物内の空気中に浮遊するウイルスが捕集される。

特開２０１２－５２８６６号公報

本開示は、ウイルスの感染拡大を抑制するために、効果的にウイルスを検出することができる検出装置を提供する。

本開示は、被検出物質を検出するための検出装置であって、
自律して床面上を移動し、前記床面上の物体を捕集する捕集装置と、
前記捕集装置によって前記床面上から捕集された物体から前記被検出物質を検出する検出器と、を備え、
前記捕集装置は、
前記床面上を移動するための移動機構と、
前記床面上の物体を吸引する吸引部と、
前記吸引部によって吸引された物体を蓄積する蓄積部と、
人間が前記被検出物質を放出する放出音を検出する音声検出部と、を備え、
前記検出器は、
前記捕集装置が所定位置に位置するときに前記捕集装置の前記蓄積部と流体的に接続される移送管と、
前記移送管を介して前記蓄積部から移送された物体から前記被検出物質を検出する物質検出部と、を備え、
前記捕集装置は、前記放出音を検出した場合に、前記移動機構を制御して前記捕集装置の前記床面上の移動及び前記物体の捕集を開始する、
検出装置を提供する。

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示に係る検出装置は、効果的にウイルスを検出することができる。

図１は、第１実施形態に係る検出装置の概略図を示す。 図２は、第１実施形態に係る自律型捕集装置の底面の概略図を示す。 図３は、第１実施形態に係るステーション装置の概略図を示す。 図４は、第１実施形態に係るステーション装置の縦断面図を示す。 図５Ａは、第１実施形態に係るステーション装置の横断面図を示す。 図５Ｂは、第６実施形態に係るステーション装置の横断面図を示す。 図６は、第１実施形態におけるウイルス検出部の内部構造の概略図を示す。 図７は、第１実施形態に係る検出装置の動作のフローチャートである。 図８は、第１実施形態に係る検出装置の動作の工程図を示す。 図９は、第１実施形態におけるウイルス検出部の動作のフローチャートである。 図１０は、第１実施形態に係るウイルス検出部の動作の工程図を示す。 図１１は、第２実施形態に係るステーション装置の縦断面図を示す。 図１２は、第２実施形態に係る自律型捕集装置からステーション装置への物体の移送処理のフローチャートである。 図１３は、第３実施形態に係る自律型捕集装置の概略図を示す。 図１４は、第４実施形態に係る自律型捕集装置の底面の概略図を示す。 図１５は、第５実施形態に係る自律型捕集装置の底面の部分拡大図を示す。 図１６は、第５実施形態に係る自律型捕集装置に含まれる吸引口、吹掛口、およびこれらの近傍の断面図を示す。

以下、本開示の実施形態が、図面を参照しながら説明される。

本実施形態において検出され得る被検出物質の例は、ウイルス、細菌、またはバクテリアである。

（第１実施形態）
［検出装置の詳細］
図１は、第１実施形態に係る検出装置の概略図を示す。

図１に示されるように、第１実施形態に係る検出装置１は、自律型捕集装置２およびステーション装置５を備えている。

図面において、Ｘ軸は、自律型捕集装置２の前後方向を指し示す。Ｙ軸は、自律型捕集装置２の幅方向を指し示す。Ｚ軸は、自律型捕集装置２の高さ方向を指し示す。Ｙ軸は、Ｘ軸と直交する。Ｚ軸もまた、Ｘ軸と直交する。Ｚ軸は、Ｙ軸とも直交する。矢印Ａは、自律型捕集装置２の前進方向を指し示す。矢印Ｂは自律型捕集装置２の後退方向を指し示す。破線は、基本的に外部から見えない内部構造を表すために用いられている。

自律型捕集装置２は、捕集装置の一例である。自立型捕集装置２は、ロボットクリーナとも呼ばれる。自律型捕集装置２は、自律して床面上を移動しながら、床面上の物体を捕集する。捕集後、自律型捕集装置２は、ステーション装置５へ自律的に帰巣する。第１実施形態では、自律型捕集装置２は、前進してステーション装置５から離脱する。自立型捕集装置２は、後退してステーション装置５へ帰巣する。

床面上の物体は、固体または液体である。床面上の固体の物体の例は、床面に付着したウイルス自体、ウイルスが付着している塵埃、または乾燥吸着剤である。乾燥吸着材は、後に説明される。床面上の液体の例は、ウイルスを含む唾液である。床面の例は、病院の待合室の床面、空港の入国審査室の床面、または住宅内の居室の床面である。

ステーション装置５は、検出器の一例である。ステーション装置５は、床面上に設置されている。ステーション装置５は、自律型捕集装置２が帰巣位置に位置するときに、充電電極３を介して自律型捕集装置２を充電する。ステーション装置５は、さらに、自律型捕集装置２が捕集した物体を自律型捕集装置２からステーション装置５に移送する。その後、ステーション装置５は、自律型捕集装置２から移送された物体からウイルスを検出する。

［自律型捕集装置の詳細］
次に、第１実施形態に係る自律型捕集装置２が、図１及び図２を参照ながら詳細に説明される。図２は、第１実施形態に係る自律型捕集装置の底面の概略図を示す。

図１に示されるように、自律型捕集装置２は、本体ケース１１、塵埃容器１２、一次電動送風機１３、移動部１５、駆動部１６、ロボット制御部１７、乾燥部１８、および二次電池１９を備えている。さらに、図２に示されるように、自律型捕集装置２は、本体ケース１１の底面１１ａに設けられているセンターブラシ３１および当該センターブラシ３１を駆動させるセンターブラシ用駆動部３２を備えている。以下、自律型捕集装置２が詳細に説明される。

［本体ケース］
本体ケース１１は、中空円盤形状を有する。本体ケース１１は、例えば合成樹脂から形成されている。本体ケース１１の底面１１ａの後方部の中央部には、幅方向に広がった横長の吸引口３６が設けられている。

吸引口３６は、本体ケース１１の幅（つまり、直径）の３分の２程度の幅を有している。吸引口３６は、塵埃容器１２を経て一次電動送風機１３に流体的に接続されている。

本体ケース１１は、底面１１ａに塵埃容器開口３７を有している。塵埃容器開口３７は、吸引口３６よりも後方であって塵埃容器１２の下部を覆う部分に配置されている。塵埃容器開口３７は、角丸矩形状の開口である。塵埃容器開口３７は、本体ケース１１に装着された塵埃容器１２を部分的に露出させている。

［塵埃容器］
塵埃容器１２は、物体を蓄積する蓄積部の一例である。第１実施形態では、塵埃容器１２は、本体ケース１１の後部に着脱自在に設けられる。塵埃容器１２は、一次電動送風機１３によって発生した吸込負圧によって吸引口３６から吸引される物体を蓄積する。塵埃容器１２には、フィルタ又は分離装置が適用される。フィルタは、物体とともに流れる空気を濾過することにより物体を捕集する。分離装置は、遠心分離（すなわち、サイクロン分離）又は直進分離の慣性分離によって空気から物体を分離する。

塵埃容器１２は、吸引口３６よりも後方であって本体ケース１１の後部に配置されている。塵埃容器１２は、本体ケース１１に着脱自在に設けられて自律型捕集装置２が捕集する物体を蓄積する容器本体３８、本体ケース１１に取り付けられた状態において塵埃容器開口３７から露出する連結部３９、連結部３９に設けられて容器本体３８内の物体を廃棄する廃棄口４１、および廃棄口４１を開閉する廃棄蓋４２、を備えている。

［一次電動送風機］
一次電動送風機１３は、床面上の物体を吸引する吸引部の一例である。一次電動送風機１３は、本体ケース１１内に収容され、かつ塵埃容器１２に接続されている。一次電動送風機１３は、塵埃容器１２を介して吸引口３６から床面上の物体を吸引する。

［移動部］
移動部１５は、床面上を移動するための移動機構の一例である。移動部１５は、床面上で自律型捕集装置２を移動させる。具体的には、移動部１５は、左右一対の駆動輪４５および旋回輪４６を備えている。

一対の駆動輪４５は、本体ケース１１の底面１１ａに配置され、かつ底面１１ａから突出している。したがって、一対の駆動輪４５は、自律型捕集装置２を床面に置いた状態で床面に接地する。一対の駆動輪４５は、本体ケース１１の前後方向において本体ケース１１の略中央部に配置され、かつ本体ケース１１の幅方向において左右側部に配置されている。一対の駆動輪４５の各回動軸は、本体ケース１１の幅方向に平行に配置されている。自律型捕集装置２は、一対の駆動輪４５を同一方向に回転させることによって前進又は後退する。自立型捕集装置２は、一対の駆動輪４５を互いに反対方向に回転させることによって右回り又は左回りに旋回する。

旋回輪４６は、旋回自在な従動輪である。旋回輪４６は、本体ケース１１の底面１１ａの幅方向の略中央部、かつ、本体ケース１１の前部に配置されている。

［駆動部］
駆動部１６は、移動部１５を駆動する。具体的には、駆動部１６は、一対の駆動輪４５のそれぞれに接続される一対の電動機である。駆動部１６は、一対の駆動輪４５をそれぞれ独立に駆動する。

［ロボット制御部］
ロボット制御部１７は、本体ケース１１内に収容されている。ロボット制御部１７は、駆動部１６を制御して床面上で自律型捕集装置２を自律的に移動させる。

具体的には、ロボット制御部１７は、マイクロプロセッサ（図示省略）、及びマイクロプロセッサが実行する各種演算プログラムおよびパラメータを記憶する記憶装置（図示省略）を備えている。ロボット制御部１７は、一次電動送風機１３、センターブラシ用駆動部３２、駆動部１６、及び乾燥部１８に電気的に接続されている。

［乾燥部］
乾燥部１８は、ウイルス及び水分を有し、かつ床面上にある物体を乾燥させる。つまり、乾燥部１８は、物体に含有される水の量を減少させる。第１実施形態では、乾燥部１８は、乾燥吸着剤容器５１および乾燥吸着剤散布手段５２を備える。

上記物体は、例えば、ウイルスを含む唾液が付着した塵埃である。また例えば、上記物体は、唾液そのものであってもよい。また例えば、物体は、唾液が吸収された乾燥吸着剤であってもよい。

乾燥吸着剤容器５１は、乾燥吸着剤を格納する格納部の一例である。乾燥吸着剤容器５１は、本体ケース１１の前部に着脱自在に設けられている。乾燥吸着剤容器５１の前面には、開口５１ａが設けられている。開口５１ａから乾燥吸着剤が散布される。

乾燥吸着剤は、液体を吸収する性質を有する。乾燥吸着剤は、被検出物質を吸着させる性質を有していてもよい。乾燥吸着剤の例は、高吸水性高分子（superabsorbent polymer）である。

乾燥吸着剤散布手段５２は、乾燥吸着剤を床面に散布する散布部の一例である。乾燥吸着剤散布手段５２は、乾燥吸着剤容器５１に流体的に接続される。乾燥吸着剤散布手段５２は、乾燥吸着剤容器５１内に空気を送り込むことにより、乾燥吸着剤容器５１の開口５１ａから乾燥吸着剤を自律型捕集装置２の前方の床面に散布する。乾燥吸着剤散布手段５２の例は、送風機である。

［二次電池］
二次電池１９は、自律型捕集装置２の電源である。二次電池１９は、本体ケース１１内に収容されている。二次電池１９は、一次電動送風機１３、センターブラシ用駆動部３２、駆動部１６、ロボット制御部１７、及び乾燥部１８のための電源である。二次電池１９は、例えば、旋回輪４６および吸引口３６の間に配置されている。二次電池１９は、本体ケース１１の底面１１ａに配置されている一対の充電端子４７に電気的に接続されている。二次電池１９は、ステーション装置５の充電電極３に充電端子４７が電気的に接続されることによって充電される。

センターブラシ３１は、吸引口３６の近傍に設けられている。センターブラシ３１は、本体ケース１１の幅方向に延びる回転中心線の回りに回転可能な軸状のブラシである。センターブラシ３１は、例えば、長尺な軸部（図示省略）および、軸部の径方向に延び、かつ軸部の長手方向にそって螺旋状に配列された複数のブラシ（図示省略）を備えている。センターブラシ３１は、吸引口３６を有する凹部内に設けられている。センターブラシ３１は本体ケース１１の底面１１ａよりも下方へ向けて突出している。自律型捕集装置２を床面に置いた状態で、センターブラシ３１に含まれる複数のブラシのうち少なくとも１つが床面に接触する。

センターブラシ用駆動部３２は、本体ケース１１内に収容されている。第１実施形態では、センターブラシ用駆動部３２は、センターブラシ３１を回転させる電動機である。

［ステーション装置の詳細］
次に、第１実施形態に係るステーション装置５が、図１及び図３を参照して詳細に説明される。図３は、第１実施形態に係るステーション装置の概略図を示す。

図１及び図３に示されるように、ステーション装置５は、台座２１、筐体２２、および商用交流電源からの電力が通る電源コード２９、を備えている。

台座２１は、ステーション装置５の前側に配置され、筐体２２から張り出し、かつ矩形状に拡がっている。台座２１は、筐体２２の底部から張り出された高床部６１、および高床部６１から張り出された低床部６２と、を備えている。低床部６２及び高床部６１は、ステーション装置５の幅方向に沿って帯状に延びている。高床部６１には、一対の充電電極３、移送管２５の入口２５ａ、及びレバー２６が配置されている。

一対の充電電極３は、移送管２５の入口２５ａを間に挟むように配置されている。一対の充電電極３の各々は、凹没部７１の左右の縁の正面に配置されている。自律型捕集装置２は、一対の駆動輪４５が低床部６２に乗り上げ、かつ塵埃容器１２が高床部６１の上方に位置するように帰巣位置へ到達する。

帰巣位置とは、自律型捕集装置２がステーション装置５の充電電極３に電気的に接続される位置を意味する。自律型捕集装置２は、充電が必要な場合及び床面の掃除を終えた場合の少なくとも１つの場合に、この帰巣位置へ自律的に帰巣する。

筐体２２は、ステーション装置５の後側部に配置され、台座２１よりも上方へ延び、かつ角丸矩形状の形状を有する。筐体２２の正面壁は、自律型捕集装置２の後端部に対応する円弧状の凹没部７１を備えている。移送管２５の入口２５ａは、台座２１の高床部６１から凹没部７１に渡っている。

凹没部７１には、自律型捕集装置２が帰巣位置へ到達したか否かを検知する検知部７２が設けられている。検知部７２は、可視光または赤外線を利用して自律型捕集装置２との相対距離を検知する対物センサである。検知部７２は、筐体２２の正面方向において自律型捕集装置２との相対距離を検知する第一センサ部７３および筐体２２の高さ方向において自律型捕集装置２との相対距離を検知する第二センサ部７５を備えている。図１及び図３において、筐体２２の正面方向はＸ方向である。筐体２２の高さ方向はＺ方向である。

筐体２２は、筐体２２内に収容されるウイルス検出部６８を覆い隠す蓋体８２を備えている。蓋体８２は、筐体２２の天井の一部、具体的には右半分を開閉する。蓋体８２の下方には、ウイルス検出部６８が配置されている。

さらに、筐体２２の天面には、ランプ８１が設けられている。ランプ８１は、ウイルス検出部６８による検出結果を提示する提示部の一例である。ランプ８１は、検出結果に対応する態様で点灯する。例えば、ランプ８１は、ウイルスが検出された場合に点灯し、かつウイルスが検出されなかった場合に消灯する。あるいは、ランプ８１は、ウイルスが検出された場合に赤色を発光し、かつウイルスが検出されなかった場合に緑色を発光する。これらに代えて、ランプ８１は、ウイルスが検出された場合に点滅し、かつウイルスが検出されなかった場合に点滅しない。ランプ８１に代えて、例えば、ステーション装置５は、ディスプレイを用いて検出結果を表示してもよい。あるいは、ステーション装置５は、スピーカを用いて検出結果を示す音を出力してもよい。具体的には、ステーション装置５は、ウイルスが検出されたときに警告音を出力してもよい。ステーション装置５が検出結果を提示しなくてもよい。ステーション装置５は、検出結果のデータを他の装置に送信してもよい。

［筐体の内部］
ここで筐体２２の内部が、図４及び図５Ａを参照しながら詳細に説明される。図４は、第１実施形態に係るステーション装置の縦断面図を示す。図５Ａは、第１実施形態に係るステーション装置の横断面図を示す。図５Ａでは、ウイルス検出部６８の内部が省略されている。

図４及び図５Ａに示されるように、筐体２２は、移送管２５、ウイルス検出部６８、二次電動送風機６９、下流管８５、および制御部９３を収容している。筐体２２には蓋体８２が取り付けられている。図５Ａに示されるように、筐体２２は、その右側に、ウイルス検出部６８を収容する検出部室９５を有する。筐体２２は、その左側に二次電動送風機６９を収容する送風機室９６を有している。

ウイルス検出部６８は、移送管２５を介して自律型捕集装置２の塵埃容器１２から移送された物体から被検出物質を検出する物質検出部の一例である。ウイルス検出部６８の詳細は、図６を参照しながら後に説明される。

二次電動送風機６９は、移送管２５を介して、自律型捕集装置２の塵埃容器１２から物体を吸引する。具体的には、二次電動送風機６９は、二次電動送風機６９の吸込口が蓋体８２に向くように筐体２２内に収容されている。二次電動送風機６９は、ウイルス検出部６８を介して移送管２５に吸込負圧を発生させる。

図４に示されるように、移送管２５は、台座２１の高床部６１に配置される入口２５ａから後方へ延びて筐体２２内へ至る。移送管２５は、筐体２２内で屈曲している。移送管２５は、検出部室９５および送風機室９６の間を上方へ延びてウイルス検出部６８の側方へ至る。移送管２５は、ステーション装置５の上方へ向かって開口する入口２５ａおよびウイルス検出部６８へ向かって側方へ向かって開口する出口２５ｃを有している。

移送管２５の入口２５ａには環状のシール部材２５ｂが設けられている。環状のシール部材２５ｂは、自律型捕集装置２が帰巣位置に位置するときに、塵埃容器１２の連結部３９に接し、そして廃棄口４１に気密に連結される。シール部材２５ｂは、自律型捕集装置２が帰巣位置に位置する状態で連結部３９に密着する。

移送管２５の入口２５ａに配置されるレバー２６は、筐体２２の正面方向、かつ上向きに延びるフック９７を備えている。レバー２６は、フック９７を用いて、自律型捕集装置２の廃棄蓋４２を機械的に開閉する。

ウイルス検出部６８は、検出部筐体１０２を備える。検出部筐体１０２の天面の開口には吐出管１０３が接続されている。検出部筐体１０２の側面には、吸込口１０１がある。ウイルス検出部６８の内部は、図６を参照しながら後に説明される。

吐出管１０３の入口１０３ａは、検出部筐体１０２の天面の開口に連結されている。吐出管１０３の出口１０３ｂは、下流管８５の入口に連結されている。

下流管８５は、二次電動送風機６９の吸込側の風路である。下流管８５は、移送管２５の上方に配置され、かつ筐体２２内を幅方向へ延びている。下流管８５の入口は、ウイルス検出部６８の吐出管１０３の出口１０３ｂに連結されている。下流管８５の出口は、二次電動送風機６９の吸込口に接続されている。

蓋体８２は、筐体２２の天面に揺動自在に設けられている。蓋体８２は、ウイルス検出部６８を納める検出部室９５の天面の開口を開閉する。

自律型捕集装置２がステーション装置５の帰巣位置へ戻ると、自律型捕集装置２の充電端子４７は、ステーション装置５の充電電極３に電気的に接続される。このとき、ステーション装置５の移送管２５の入口２５ａは、自律型捕集装置２の塵埃容器１２の連結部３９に接続される。この後、ステーション装置５の制御部９３は、二次電動送風機６９を駆動させて、図４及び図５Ａに含まれる矢印Ｃの方向へ空気を吸い込んで、塵埃容器１２からウイルス検出部６８へ物体を移動させる。

［ウイルス検出部の内部］
次に、ウイルス検出部６８の内部が、図６を参照しながら、詳細に説明される。図６は、第１実施形態に係るウイルス検出部の内部構造の概略図を示す。

ウイルス検出部６８は、検出部筐体１０２、分離部１０５、分析デバイス１１０、および判定部１１１を備えている。

検出部筐体１０２は、略直方体の形状を有する。検出部筐体１０２は、分離部１０５、分析デバイス１１０、及び判定部１１１を収容している。検出部筐体１０２の側面には、移送管２５の出口２５ｃが連結される吸込口１０１が設けられている。検出部筐体１０２の天面には、吐出管１０３の入口１０３ａが連結される開口が設けられている。

分離部１０５は、移送管２５介して移送された物体からウイルスを抽出する。具体的には、分離部１０５は、サイクロン部１０６、抽出部１０７、導入管１０８、およびバルブ１０９を備えている。

サイクロン部１０６の側面の開口は、吸込口１０１と連結されている。サイクロン部１０６の天面の開口は、吐出管１０３に連結されている。したがって、二次電動送風機６９が作動すると、自律型捕集装置２の塵埃容器１２から物体が空気とともにサイクロン部１０６に吸入される。サイクロン部１０６に吸入された空気および物体は、サイクロン部１０６の内部で旋回する。その結果、空気は上方の吐出管１０３に排出される一方、物体は下方の抽出部１０７に落下する。このように、サイクロン部１０６の内部で、遠心力を用いて空気から物体が分離される。二次電動送風機６９の利用に代えて、自律型捕集装置２の一次電動送付機１３を逆回転させることで塵埃容器１２に空気を送り込み、塵埃容器１２からステーション装置５に物体を吐き出させてもよい。

抽出部１０７は、サイクロン部１０６によって分離された物体からウイルスを抽出液に抽出する。抽出部１０７は、サイクロン部１０６の下方に配置されている。また、抽出部１０７には、ウイルスを抽出するための抽出液が予め供給されている。サイクロン部１０６によって分離された物体は、抽出部１０７の抽出液中に落下する。そして、抽出液によって物体からウイルスが抽出される。このようにして、抽出液、物体、およびウイルスを含有するサンプル液が抽出部１０７の内部に調製される。

サンプル液は導入管１０８を通って分析デバイス１１０に滴下される。導入管１０８は、抽出部１０７の下方に連結されている。

バルブ１０９は、導入管１０８の途中に設けられている。バルブ１０９の開閉により、サンプル液の滴下が制御される。

分析デバイス１１０は、サンプル液を分析する。分析デバイス１１０の例は、免疫クロマトグラフィデバイスである。免疫クロマトグラフィデバイスを用いて、液体中で生じる反応を介してウイルスが検出される。分析デバイス１１０としては、如何なるセンサが利用されてもよい。例えば、分析デバイス１１０として、表面プラズモン励起増強蛍光分光（surface plasmon-field enhanced fluorescence spectroscopy）を用いたセンサが利用されてもよい。

判定部１１１は、分析デバイス１１０を用いて得られた分析結果に基づいてウイルスの有無を判定する。具体的には、判定部１１１は、イメージセンサ１１２、発光部１１３、およびイメージセンサ１１２および発光部１１３を制御し、かつ画像を解析するコントローラ１１４を備えている。

イメージセンサ１１２の例は、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）イメージセンサのような固体撮像素子である。イメージセンサ１１２を用いて分析デバイス１１０の画像が撮影される。

発光部１１３は、分析デバイス１１０に光を照射するための光源である。

コントローラ１１４は、発光部１１３が光を分析デバイス１１０に照射し、かつイメージセンサ１１２が分析デバイス１１０の画像を撮影するように発光部１１３およびイメージセンサ１１２を制御する。さらに、コントローラ１１４は、撮影された画像を解析する。具体的には、コントローラ１１４は、画像に基づいて分析デバイス１１０に赤色のラインが生じているか否かを判定することにより、ウイルスの有無を判定する。

［検出装置の動作］
次に、検出装置１の動作が、図７及び図８を参照しながら説明される。

図７は、第１実施形態に係る検出装置の動作のフローチャートである。図８は、第１実施形態に係る検出装置の動作の工程図を示す。以下、図７及び図８を参照しながら、第１実施形態において自律型捕集装置２による床面上からの物体の吸引から、ステーション装置５によるウイルスの分析及び判定までの処理が説明される。

まず、自律型捕集装置２は、自律して床面を移動して床面に乾燥吸着剤を散布する（Ｓ１０１）。具体的には、ロボット制御部１７は、乾燥吸着剤散布手段５２を制御して乾燥吸着剤容器５１に空気を送り込むことにより、乾燥吸着剤を開口５１ａから吐き出させる。乾燥吸着剤散布手段５２の利用に代えて、一次電動送風機１３を用いて乾燥吸着剤が散布されてもよい。

次に、自律型捕集装置２は、乾燥吸着剤が散布された位置に移動し、次いで乾燥吸着剤によって乾燥された物体を吸引する（Ｓ１０２）。具体的には、ロボット制御部１７は、一次電動送風機１３を制御して吸込負圧を発生させる。このようにして、吸引口３６から物体が吸引され、次いで乾燥部１８によって乾燥された物体が塵埃容器１２に蓄積される。

その後、自律型捕集装置２は、ステーション装置５の帰巣位置に移動する（Ｓ１０３）。これにより、自律型捕集装置２の塵埃容器１２が、ステーション装置５の移送管２５に流体的に接続される。

ステーション装置５は、自律型捕集装置２の塵埃容器１２に蓄積された物体を、ウイルス検出部６８のサイクロン部１０６に移送する（Ｓ１０４）。具体的には、ステーション装置５の制御部９３は、二次電動送風機６９を制御して塵埃容器１２から物体を吸引することにより、ウイルス検出部６８のサイクロン部１０６へ空気とともに物体を移送する。

ウイルス検出部６８は、自律型捕集装置２の塵埃容器１２から移送された物体に含有されるウイルスを検出する（Ｓ１０５）。以下、ウイルスの検出が、図９及び図１０を参照しながら詳細に説明される。

図９は、第１実施形態に係るウイルス検出部の動作のフローチャートである。図１０は、第１実施形態に係るウイルス検出部の動作の工程図を示す。

サイクロン部１０６は、吸引された物体を空気から分離する（Ｓ２０１）。具体的には、サイクロン部１０６は、二次電動送風機６９の吸引によって生じる遠心力を利用して、空気及び物体をそれぞれ上方及び下方に分離する。サイクロン部１０６の利用に代えて、物体はフィルタを介して空気から分離されてもよい。

抽出部１０７は、分離された物体からウイルスを抽出する（Ｓ２０２）。具体的には、制御部９３は、二次電動送風機６９による吸引を停止する。サイクロン部１０６によって分離された物体は、抽出部１０７に予め供給されている抽出液と混合される。抽出液によってウイルスが物体から抽出される。

コントローラ１１４は、サンプル液を分析デバイス１１０に滴下する（Ｓ２０３）。具体的には、コントローラ１１４は、バルブ１０９を一定時間開放して、分析デバイス１１０にサンプル液を滴下する。さらに、コントローラ１１４は、一定時間後に、バルブ１０９を閉じて、次いでサンプル液が滴下された分析デバイス１１０の領域を撮影領域に移動させる。滴下されたサンプル液中のウイルスは、分析デバイス１１０上の標識抗体と反応する。標識抗体は、例えば、金コロイド標識抗体である。

判定部１１１は、サンプル液中のウイルスの有無を判定する（Ｓ２０４）。具体的には、コントローラ１１４は、イメージセンサ１１２及び発光部１１３を用いて、撮影領域の画像を撮影する。撮影領域には、抗体が固定化されている。その固定化された抗体は、標識抗体と反応したウイルスと結合する。その結果、分析デバイス１１０上に赤色ラインが現れる。したがって、コントローラ１１４は、撮影された画像を解析して、分析デバイス１１０に赤色ラインが有るか否かを判定する。ここで、赤色ラインが有ると判定された場合に、コントローラ１１４は、サンプル液中にウイルスが有ると判定する。一方、赤色ラインが無いと判定された場合に、コントローラ１１４は、サンプル液中にウイルスが無いと判定する。その後、コントローラ１１４は、ランプ８１に判定結果を提示する。

［第１実施形態の要旨］
以上のように、第１実施形態に係る検出装置１は、自律型捕集装置２およびステーション装置５を備えている。自律型捕集装置２は、自律して床面上を移動し、かつ床面上の物体を捕集する。ステーション装置５は、自律型捕集装置２によって床面上から捕集された物体から被検出物質を検出する。自律型捕集装置２は、床面上を移動するための移動部１５、床面上の物体を吸引する一次電動送風機１３、および吸引された物体を蓄積する塵埃容器１２、を備える。ステーション装置５は、自律型捕集装置２が帰巣位置に位置するときに自律型捕集装置２の塵埃容器１２と流体的に接続される移送管２５、および移送管２５を介して塵埃容器１２から移送された物体から被検出物質を検出するウイルス検出部６８を備える。

このような検出装置１は、床面上の物体を捕集し、捕集した物体から被検出物質を検出する。咳又はくしゃみによって空気中に拡散されたウイルスのような病原体を含む分泌物の多くは床面上に落下する。第１実施形態では、床面上の物体を捕集し、次いで捕集した物体から被検出物質を検出する。このようにして、効果的に被検出物質を検出することができる。

第１実施形態に係る検出装置１において、ウイルス検出部６８は、遠心力を用いて空気から物体を分離するサイクロン部１０６、およびサイクロン部１０６によって分離された物体から被検出物質を抽出する抽出部１０７を含む。

これにより、空気とともに移送された物体から被検出物質を容易に抽出することができる。

第１実施形態に係る検出装置１において、ウイルス検出部６８は、液体中で生じる反応を利用して被検出物質を検出する。

これにより、液体を用いて被検出物質を検出することができる。

第１実施形態に係る検出装置１のステーション装置５は、さらに、ウイルス検出部６８による検出結果を提示するランプ８１を備える。

これにより、ユーザに速やかに検出結果を提示することができ、ウイルスの感染拡大を抑制することができる。

自律型捕集装置２は、被検出物質及び水分を有する物体が存在する床面上から被検出物質を捕集する。自律型捕集装置２は、物体を乾燥するための乾燥部１８、乾燥部１８によって乾燥された物体を吸引する一次電動送風機１３、および一次電動送風機１３によって吸引された物体を蓄積する塵埃容器１２を備える。

これにより、水を含有するために吸引が困難な物体を乾燥させてから吸引することができる。したがって、被検出物質を含む物体の捕集能力を向上させることができ、効果的に被検出物質を捕集することができる。

自律型捕集装置２において、乾燥部１８は、物体を乾燥するための乾燥吸着剤を格納する乾燥吸着剤容器５１、および乾燥材容器５１に格納された乾燥吸着剤を床面に散布する乾燥吸着剤散布手段５２、を含む。

これにより、乾燥吸着剤を床面に散布することができ、床面上の物体を乾燥吸着剤で乾燥させてから吸引することができる。したがって、被検出物質を含む物体の捕集能力を向上させることができ、効果的に被検出物質を捕集することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態が説明される。第２実施形態は、自律型捕集装置２からステーション装置に移送される物体の量が調節される点で第１実施形態と異なる。

［ステーション装置の詳細］
ステーション装置が、図５Ａ及び図１１を参照しながら具体的に説明される。図１１は、第２実施形態に係るステーション装置５Ａの縦断面図を示す。

図５Ａに示されるように、第２実施形態に係るステーション装置５Ａは、制御部９３の代わりに制御部９３Ａを備える。さらに、図１１に示されるように、ステーション装置５Ａは、移送管２５の途中に塵埃センサ１２１Ａを備える。

塵埃センサ１２１Ａは、移送管２５内を移送されている物体を検知する。第２実施形態では、塵埃センサ１２１Ａは、移送管２５内に光を照射するための発光素子１２２Ａおよび発光素子１２２Ａに対向して配置された受光素子１２３Ａを備える。受光素子１２３Ａは、受光量に対応するレベルの電気信号を制御部９３Ａに出力する。

制御部９３Ａは、塵埃容器１２からウイルス検出部６８へ移送される物体の量を調節する調節部の一例である。第２実施形態では、制御部９３Ａは、受光素子１２３Ａから入力された電気信号に基づいて、発光素子１２２Ａおよび受光素子１２３Ａの間を通過する物体の移送量に依存する受光素子１２３Ａの受光量の時間的な変化を検出することにより移送管２５内の物体の移送量を測定する。制御部９３Ａは、測定された物体の移送量が予め定められた閾値量を超えた場合に、二次電動送風機６９の動作を停止させて塵埃容器１２からの物体の吸引を停止する。予め定められた閾値量は、ウイルス検出部６８の処理能力に基づいて決定される。

［移送処理の詳細］
次に、ステーション装置５Ａの動作が説明される。ステーション装置５Ａの基本的な動作は、第１実施形態における動作（図７を参照せよ）と同様である。以下、物体の移送処理（Ｓ１０４）の詳細が図１２を参照しながら説明される。

図１２は、第２実施形態における物体の移送処理のフローチャートである。具体的には、図１２は、第２実施形態におけるステップＳ１０４の処理の詳細を示す。

まず、制御部９３Ａは、塵埃センサ１２１Ａから出力される出力信号に基づいて移送管２５内の物体の移送量を測定する（Ｓ３０１）。制御部９３Ａは、測定された物体の移送量が閾値量未満であるか否かを判定する（Ｓ３０２）。

移送量が閾値量以上である場合（Ｓ３０２においてＮｏ）、制御部９３Ａは、二次電動送風機６９による吸引を停止することで物体の移送処理を終了する。

一方、移送量が閾値量未満である場合（Ｓ３０２においてＹｅｓ）、制御部９３Ａは、移送を完了するか否かを判定する（Ｓ３０３）。制御部９３Ａは、例えば、移送時間及び自律型捕集装置２からの入力信号からなる群から選択される少なくとも１つに基づいて移送を完了するか否かを判定する。例えば、制御部９３Ａは、二次電動送風機６９による吸引の開始時からの経過時間および予め定められた閾値時間の比較結果に基づいて移送を完了するか否かを判定してもよい。これに代えて、制御部９３Ａは、塵埃容器１２が空であることを示す入力信号に基づいて移送を完了するか否かを判定してもよい。

移送を完了しないと判定された場合（Ｓ３０３におけるＮｏ）、制御部９３Ａは、二次電動送風機６９の吸引を継続する（Ｓ３０１への復帰）。一方、移送を完了すると判定された場合（Ｓ３０３におけるＹｅｓ）、制御部９３Ａは、二次電動送風機６９の吸引を停止することで物体の移送処理を終了する。

［第２実施形態の要旨］
以上のように、第２実施形態では、ステーション装置５Ａは、塵埃容器１２からウイルス検出部６８へ移送される物体の量を調節する制御部９３Ａを備える。

これにより、ステーション装置５Ａは、塵埃容器１２内の物体のすべてをウイルス検出部６８に移送する必要がなくなり、ウイルス検出部６８の能力に応じた量の物体を移送することができる。したがって、ウイルス検出部６８は、より効果的に被検出物質を検出することができる。

第２実施形態では、受光素子１２３Ａのような光電センサにより物体の移送量が測定されていた。しかし、物体の移送量は、光電センサを用いる方法以外の方法により測定され得る。例えば、重量センサによりウイルス検出部６８の重量の変化を測定することにより、物体の移送量を測定してもよい。移送量の調節のために、必ずしも移送量を測定する必要はない。例えば、移送時間を制御することで移送量を調節してもよい。具体的には、例えば塵埃容器１２に十分に物体が蓄積された状態で予め定められた時間だけ二次電動送風機６９が物体を吸引してもよい。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態が説明される。第３実施形態は、人間が被検出物質を放出するときに生じる音が検出された場合に、自律型捕集装置の床面上の移動及び床面上の物体の捕集が開始される点で、第１実施形態とは異なる。本明細書においては、人間が被検出物質を放出するときに生じる音は、「放出音」という。

［自律型捕集装置の詳細］
図１３は、第３実施形態における自律型捕集装置２Ｂの概略図を示す。自律型捕集装置２Ｂは、本体ケース１１の天面にマイクロフォン１３１Ｂを備えている。

マイクロフォン１３１Ｂは、音を電気信号に変換する。マイクロフォン１３１Ｂは、ロボット制御部１７Ｂに当該電気信号を出力する。

ロボット制御部１７Ｂは、マイクロフォン１３１Ｂの出力信号を処理して、人間がウイルスを放出するときに生じる放出音を検出する。放出音は、例えば、咳またはくしゃみの音である。例えば、ロボット制御部１７Ｂは、マイクロフォン１３１Ｂの出力信号をその周波数に基づいて分析することにより放出音を検出する。放出音の検出方法は、限定されない。

ロボット制御部１７Ｂは、放出音を検出した場合に、移動部１５を制御して、自律型捕集装置２Ｂの床面上の移動及び床面上の物体の捕集を開始する。例えば、ロボット制御部１７Ｂが帰巣位置に位置している状態で放出音を検出した場合、ロボット制御部１７は、帰巣位置からの移動を開始する。

［第３実施形態の要旨］
以上のように、第３実施形態では、自律型捕集装置２Ｂは、人間が被検出物質を放出する放出音を検出するマイクロフォン１３１Ｂ及びロボット制御部１７Ｂを備える。ロボット制御部１７Ｂは、マイクロフォン１３１Ｂを介して放出音を検出した場合に、移動部１５を制御して自律型捕集装置２Ｂの床面上の移動及び物体の捕集を開始する。

これにより、咳またはくしゃみの音が検出された場合に、自律型捕集装置２Ｂは物体の捕集を開始する。したがって、被検出物質を含む分泌物が床面に飛散した後に、速やかに被検出物質を床面上から捕集することができる。このようにして、より効果的に被検出物質を検出することができる。

マイクロフォン１３１Ｂは、指向性を有する複数の指向性マイクロフォンを含んでもよい。この場合、ロボット制御部１７Ｂは、複数の指向性マイクロフォンの出力信号を比較することにより放出音が発生した方向を検出してもよい。そして、ロボット制御部１７Ｂは、検出された方向に自律型捕集装置２Ｂを移動させてもよい。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態が説明される。第４実施形態は、床面上の物体を乾燥させるために、床面上の物体に空気を吹き掛ける点が、第１～第３実施形態と異なる。

［自律型捕集装置の詳細］
図１４は、第４実施形態に係る自律型捕集装置２Ｃの底面の概略図を示す。図１４に示されるように、本体ケース１１の底面１１ａは、吸引口３６および吹掛口１４１Ｃを具備する。

吹掛口１４１Ｃは、乾燥部の一例であり、床面上の物体に空気を吹き掛けて当該物体を乾燥させる第一吹掛部の一例である。吹掛口１４１Ｃは、吸引口３６から物体と共に吸引された空気を排出するための排気口と兼用される。つまり、吸引口３６から吸引された空気の少なくとも一部が吹掛口１４１Ｃから排出され、床面上の物体に吹き掛けられる。これにより、床面上の物体は、乾燥された後に吸引口３６から吸引される。

［第４実施形態の要旨］
以上のように、第４実施形態では、自律型捕集装置２Ｃは、物体を吸引するための吸引口３６の前方に設けられている。自立型捕集装置２Ｃは、床面上の物体に空気を吹き掛けて物体を乾燥させるための吹掛口１４１Ｃを含む。

第４実施形態に係る自立型捕集装置２Ｃでは、床面上の物体に空気を吹き掛けて乾燥させてから吸引することができる。したがって、被検出物質を含む物体の捕集能力を向上させることができ、効果的に被検出物質を捕集することができる。

第４実施形態では、吹掛口１４１Ｃは、一次電動送風機１３が物体と共に吸引した空気を排出するための排気口と兼用される。

これにより、物体の吸引のための吸気によって生じる排気を利用して物体を乾燥させることができる。したがって、乾燥のために専用の電動送風機を設ける必要がなく、自律型捕集装置２Ｃの構成を簡易化することができる。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態が説明される。第５実施形態は、ブラシに付着した物体を乾燥させるために、ブラシに空気を吹き掛ける点が、第１～第４実施形態と異なる。

［自律型捕集装置の詳細］
図１５は、第５実施形態における自律型捕集装置２Ｄの底面の概略図を示す。図１６は、第５実施形態における自律型捕集装置２Ｄに含まれる吸引口３６、吹掛口１５１Ｄ、及びこれらの近傍の断面図を示す。

図１５及び図１６に示されるように、本体ケース１１の底面１１ａの吸引口３６の近傍には、センターブラシ３１が設けられている。第５実施形態では、本体ケース１１の底面１１ａには凹部１５２Ｄが設けられている。凹部１５２Ｄ内にセンターブラシ３１の一部が収納されている。凹部１５２Ｄには、吸引口３６及び吹掛口１５１Ｄが設けられている。

吹掛口１５１Ｄは、乾燥部の一例であり、センターブラシ３１に空気を吹き掛けてセンターブラシ３１に付着した物体を乾燥させる第二吹掛部の一例である。吹掛口１５１Ｄは、吸引口３６から物体と共に吸引された空気を排出するための排気口と兼用される。言い換えれば、吸引口３６から吸引された空気の少なくとも一部が吹掛口１５１Ｄから排出され、センターブラシ３１に吹き掛けられる。これにより、センターブラシ３１に付着した物体は、乾燥された後に吸引口３６から吸引される。第４実施形態及び第５実施形態において、吹掛口は、排気口と別々に設けられてもよい。

［第５実施形態の要旨］
以上のように、第５実施形態において、自律型捕集装置２Ｄは、物体を吸引するための吸引口３６の近傍に設けられたセンターブラシ３１、およびセンターブラシ３１に空気を吹き掛けてセンターブラシ３１に付着した物体を乾燥させるための吹掛口１５１Ｄ、を備える。

第５実施形態においては、センターブラシ３１に付着した水分を含む物体を乾燥させることができる。したがって、センターブラシ３１に付着した物体を吸引口３６から吸引しやすくすることができ、被検出物質を含む物体の捕集能力を向上させることができ、効果的に被検出物質を捕集することができる。

第５実施形態においては、吹掛口１５１Ｄは、一次電動送風機１３が物体と共に吸引した空気を排出するための排気口と兼用される。

これにより、物体の吸引のための吸気によって生じる排気を利用して物体を乾燥させることができる。したがって、乾燥のために専用の電動送風機を設ける必要がなく、自律型捕集装置２Ｄの構成を簡易化することができる。

（第６実施形態）
以下、第６実施形態が説明される。第６実施形態では、ステーション装置は、自律型捕集装置の塵埃容器およびウイルス検出部の間に物体を蓄積する蓄積部を備える。

図５Ｂは、第６実施形態に係るステーション装置５Ｅの横断面図を示す。ステーション装置５Ｅは、蓄積部１６０Ｅ、ウイルス検出部６８Ｅ、およびバルブ１６１Ｅ～１６３Ｅを備える。蓄積部１６０Ｅは、移送管２５の出口２５ｃが連結される吸込口１０１Ｅを有する。蓄積部１６０Ｅは、バルブ１６１Ｅを介して吐出管１０３に連結されている。蓄積部１６０Ｅは、バルブ１６３Ｅを介してウイルス検出部６８Ｅに連結されている。ウイルス検出部６８Ｅは、バルブ１６２Ｅを介して吐出管１０３に連結されている。制御部９３は、バルブ１６１Ｅを開け、かつバルブ１６２Ｅおよび１６３Ｅを閉じ、次いで二次電動送風機６９を動作させることにより、自律型捕集装置２の塵埃容器１２から蓄積部１６０Ｅに物体を移送する。その後、制御部９３は、バルブ１６１Ｅを閉じ、かつバルブ１６２Ｅおよび１６３Ｅを開け、次いで二次電動送風機６９を動作させることにより、蓄積部１６０Ｅからウイルス検出部６８Ｅに物体を移送する。このようにして、ステーション装置５Ｅは、自律型捕集装置２から移送された物体を蓄積部１６０Ｅに一時的に蓄積することができ、ウイルス検出部６８Ｅの処理能力に応じて効果的にウイルスを検出する。

（その他）
以上、本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

なお、上記各実施の形態において、自律型捕集ユニットは、物体を乾燥させるための手段を備えていたが、必ずしもそのような手段を備えなくてもよい。例えば、自律型捕集ユニットは、乾燥吸着剤容器５１、乾燥吸着剤散布手段５２、及び、吹掛口１４１Ｃ、１５１Ｄを備えなくてもよい。この場合であっても、検出装置は、床面上の物体を捕集し、捕集した物体から被検出物質を検出することができる。

本開示は、部屋に滞在している人へのウイルスの感染リスクを低減するために、咳あるいはくしゃみによって床面上に排出された唾液の物体を捕集し、当該物体からウイルスを検出する検出装置を提供する。

１ 検出装置
２、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 自律型捕集装置
３ 充電電極
５、５Ａ、５Ｅ ステーション装置
１１ 本体ケース
１１ａ 底面
１２ 塵埃容器
１３ 一次電動送風機
１５ 移動部
１６ 駆動部
１７、１７Ｂ ロボット制御部
１８ 乾燥部
１９ 二次電池
２１ 台座
２２ 筐体
２５ 移送管
２５ａ 入口
２５ｂ シール部材
２５ｃ 出口
２６ レバー
２９ 電源コード
３１ センターブラシ
３２ センターブラシ用駆動部
３６ 吸引口
３７ 塵埃容器口
３８ 容器本体
３９ 連結部
４１ 廃棄口
４２ 廃棄蓋
４５ 一対の駆動輪
４６ 旋回輪
４７ 充電端子
５１ 乾燥吸着剤容器
５１ａ 開口
５２ 乾燥吸着剤散布手段
６１ 高床部
６２ 低床部
６８ ウイルス検出部
６９ 二次電動送風機
７１ 凹没部
７２ 検知部
７３ 第一センサ部
７５ 第二センサ部
８１ ランプ
８２ 蓋体
８５ 下流管
９３、９３Ａ 制御部
９５ 検出部室
９６ 送風機室
９７ フック
１０１、１０１Ｅ 吸込口
１０２ 検出部筐体
１０３ 吐出管
１０３ａ 入口
１０３ｂ 出口
１０５ 分離部
１０６ サイクロン部
１０７ 抽出部
１０８ 導入管
１０９、１６１Ｅ、１６２Ｅ、１６３Ｅ バルブ
１１０ 分析デバイス
１１１ 判定部
１１２ イメージセンサ
１１３ 発光部
１１４ コントローラ
１２１Ａ 塵埃センサ
１３１Ｂ マイクロフォン
１４１Ｃ、１５１Ｄ 吹掛口
１５２Ｄ 凹部
１６０Ｅ 蓄積部

Claims (5)

1. 被検出物質を検出するための検出装置であって、
   自律して床面上を移動し、前記床面上の物体を捕集する捕集装置と、
   前記捕集装置によって前記床面上から捕集された物体から前記被検出物質を検出する検出器と、を備え、
   前記捕集装置は、
   前記床面上を移動するための移動機構と、
   前記床面上の物体を吸引する吸引部と、
   前記吸引部によって吸引された物体を蓄積する蓄積部と、
   人間が前記被検出物質を放出する放出音を検出する音声検出部と、を備え、
   前記検出器は、
   前記捕集装置が所定位置に位置するときに前記捕集装置の前記蓄積部と流体的に接続される移送管と、
   前記移送管を介して前記蓄積部から移送された物体から前記被検出物質を検出する物質検出部と、を備え、
   前記捕集装置は、前記放出音を検出した場合に、前記移動機構を制御して前記捕集装置の前記床面上の移動及び前記物体の捕集を開始する、
   検出装置。
2. 前記検出器は、さらに、
   前記蓄積部から前記物質検出部へ移送される物体の量を調節する調節部を備える、
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記物質検出部は、
   遠心力を用いて空気から物体を分離するサイクロン部と、
   前記サイクロン部によって分離された物体から被検出物質を抽出する抽出部と、を含む、
   請求項１又は２に記載の検出装置。
4. 前記物質検出部は、液体中の反応によって前記被検出物質の検出を行う、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の検出装置。
5. 前記検出器は、さらに、
   前記物質検出部による検出結果を提示する提示部を備える、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の検出装置。

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