JPWO2019200381A5

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Publication number: JPWO2019200381A5
Application number: JP2021505628A
Authority: JP
Publication date: 2022-04-20
Anticipated expiration: 2039-04-15

Claims

ハイブリッド現実環境（４００）において仮想化された実験室器具（２３０、４１０、及び４２０）を利用するシステム（２００、６００、及び７００）であって、
一意に識別可能なマーカーのセット（２３０、４１０、４２０）とそれぞれ結合された少なくとも２つの仮想化された実験室器具であって、前記マーカーのセットと前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具は、光学的に追跡されるものであり、前記結合は、前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具の自然な触覚的操作及び使用（２３０、４１０、及び４２０）との干渉と、前記マーカーのセットの実時間の光学追跡（２００）との干渉の両方を最低限にすることを特徴とする少なくとも２つの仮想化された実験室器具（２３０、４１０、４２０）と、
前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具のそれぞれの位置および方位を追跡するための少なくとも１つ光学追跡モジュール（２１０、２２０）であって、前記光学追跡は、前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具の少なくとも２つの間の少なくとも１つの機能的に関連する対応相互関係（４００）を検出可能にすることを特徴とし、さらに、前記少なくとも１つの光学追跡モジュールと前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具は、科学実験訓練アプリケーション（３００）用に高費用でないことを特徴とする、少なくとも１つ光学追跡モジュール（２１０、２２０）と、
複数の一意に識別可能なマーカーのセットであって、各マーカーのセットは、幾何学的にエンコードされたアイデンティティ（４２０）を有し、受動的に追跡される（２２０）か、またはデジタル的にエンコードされたアイデンティティ（４１０）を有し、能動的に追跡される（２１０）かのどちらかであり、前記マーカーのセットのサイズ、形状、及び容量は、前記少なくとも２つの仮想化された実験装置の前記自然な触覚操作及び使用への干渉と、前記マーカーのセットの実時間の光学追跡との干渉の両方を最低限にすることを特徴とする、複数の一意に識別可能なマーカーのセットと、
メモリに記憶される仮想モデルであって、前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具の前記少なくとも２つの３Ｄ仮想表示とこれらが結合されたマーカーのセット（４００）を有するものである仮想モデル（６３０、７００）と、
実験モジュール（６４０、７４０）であって、
前記メモリに記憶された前記仮想モデルにアクセスし（６５０、７５０）、
前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具の位置および方位に関して、前記少なくとも１つの光学追跡モジュールから入力を受け取り（６６０、７６０）、
前記少なくとも１つの光学追跡モジュールからの前記入力に基づいて、前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具の間、または前記少なくとも２つの仮想化された実験室器具の１つとユーザーの少なくとも一部との間の前記少なくとも１つの機能的に関連する対応相互関係を決定し（６７０、７７０）、
前記機能的に関連する対応相互関係の結果を決定し（６８０、７８０）、
前記少なくとも２つの３Ｄ仮想表示、前記ユーザーの少なくとも一部、前記少なくとも１つの機能的に関連する対応相互関係、前記少なくとも１つの機能的に関連する対応相互関係の結果、またはそれらの組み合わせの特定のセットを有するハイブリッド表示をディスプレイに表示する（６９０、７９０）ものである実験モジュールと、
を有するものであるシステム。
請求項１記載のシステムにおいて、リアルタイム評価モジュール（５００）をさらに有し、このモジュールは、ユーザーの概念的知識、情動状態、および触覚的スキルを評価し、これらの評価の結果をデジタル形式で保存し、前記ユーザー、及びインストラクターの両方に評価情報を提供するものである、システム。
請求項１記載のシステムにおいて、前記複数の一意に識別可能なマーカーのセット（４１０、４２０）のうちの１つにそれぞれ結合されている仮想化された実験装置が少なくとも５つあるものである、システム。
請求項１記載のシステムにおいて、少なくとも１つの後付けのマーカー取り付けアダプタ（２１０、５１０、および４２０）が使用されて、前記少なくとも２つの仮想化された実験装置のうちの少なくとも１つを、当該の一意に認識可能なマーカーのセットに結合させるものである、システム。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つの仮想化された実験装置の少なくとも１つは、ピペットマン（４２０）、ビーカー（４１０）、目盛り付きシリンダー、試薬ボトル（４２０）、血清ピペット、全容ピペット、洗瓶、小型サンプルチューブ、ペトリ皿、遠心チューブ（４２０）、丸底フラスコ、蒸留塔、コンデンサー、分離漏斗、三角フラスコ、計量ボート、ビュレット、スパチュラ、接種ループ、クロマトグラフィーカラム、薄層クロマトグラフィープレート、薄層クロマトグラフィーチャンバー、キャピラリーチューブ、ゲル電気泳動システム、ゲルブロッティングシステム、または実験室用固体材料、実験室用液体材料、実験室用気体材料、またはそれらの組み合わせを少なくとも１つを収容するように機能するその他の実験ツールまたは器具、またはそれらの組み合わせを有するものである、システム。
請求項２記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つの仮想化された実験装置の少なくとも１つは、ピペットマン（４２０）、ビーカー（４１０）、目盛り付きシリンダー、試薬ボトル（４２０）、血清ピペット、全容ピペット、洗瓶、小型サンプルチューブ、ペトリ皿、遠心チューブ（４２０）、丸底フラスコ、蒸留塔、コンデンサー、分離漏斗、三角フラスコ、計量ボート、ビュレット、スパチュラ、接種ループ、クロマトグラフィーカラム、薄層クロマトグラフィープレート、薄層クロマトグラフィーチャンバー、キャピラリーチューブ、ゲル電気泳動システム、ゲルブロッティングシステム、または実験室用固体材料、実験室用液体材料、実験室用気体材料、またはそれらの組み合わせを少なくとも１つを収容するように機能するその他の実験ツールまたは器具、またはそれらの組み合わせである、システム。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つの仮想化された実験装置のうちの少なくとも１つは、はかり、ピペットチップラック、サンプルチューブラック、マイクロ遠心機、ミニ遠心機、ｐＨメーター、温度計、導電率プローブ、ブンセンバーナー、漏斗、ラボスタンド、ラボスタンドクランプ、ボルテクサー、鉗子、または少なくとも１つの実験用固体材料、実験用液体材料、実験用気体材料、またはそれらの組み合わせを直接収容するように機能しないその他の実験用ツールまたは機器を有するものである、システム。
請求項２記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つの仮想化された実験装置のうちの少なくとも１つは、はかり、ピペットチップラック、サンプルチューブラック、マイクロ遠心機、ミニ遠心機、ｐＨメーター、温度計、導電率プローブ、ブンセンバーナー、漏斗、ラボスタンド、ラボスタンドクランプ、ボルテクサー、鉗子、または少なくとも１つの実験用固体材料、実験用液体材料、実験用気体材料、またはそれらの組み合わせを直接収容するように機能しないその他の実験用ツールまたは機器を有するものである、システム。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つの仮想化された実験装置のうちの少なくとも１つは、ＮＭＲ分光計；真空マニホールドシステム；液体クロマトグラフィーシステム、嫌気性チャンバー、光学顕微鏡、質量分析計；電子顕微鏡、シンクロトロン、細胞培養シェーカー、オートクレーブ、超遠心分離機、核酸シーケンサー、ゲルスキャナー、ＩＲ分光計；ドラフト、安全キャビネット、冷蔵庫、冷凍庫の一部、またはユーザーが操作するためにその極一部に触れるだけでよいその他の大型または高価な実験装置を有するものである、システム。
請求項２記載のシステムにおいて、前記少なくとも２つの仮想化された実験装置のうちの少なくとも１つは、ＮＭＲ分光計；真空マニホールドシステム；液体クロマトグラフィーシステム、嫌気性チャンバー、光学顕微鏡、質量分析計；電子顕微鏡、シンクロトロン、細胞培養シェーカー、オートクレーブ、超遠心分離機、核酸シーケンサー、ゲルスキャナー、ＩＲ分光計；ドラフト、安全キャビネット、冷蔵庫、冷凍庫の一部、またはユーザーが操作するために極一部に触れるだけでよいその他の大型または高価な実験装置を有するものである、システム。
ハイブリッド現実環境においての使用のために実験室器具を仮想化するための方法であって、
複数の一意に識別可能なマーカーのセット（２３０、４１０、４２０）を開発する工程であって、前記マーカーの各セットは、幾何学的にエンコードされたアイデンティティ（４２０）を有し、受動的に光学的に追跡可能か（２２０）か、またはデジタル的にエンコードされたアイデンティティ（４１０）を有し、能動的に光学的に追跡可能（２１０）かのどちらかであり、開発された前記マーカーのセットのサイズ、形状、及び容量は、仮想化される少なくとも２つの実験室器具（２３０、４１０、４２０）の自然な触覚的操作及び使用との干渉と、前記マーカーのセットの実時間の光学追跡（２００）との干渉の両方を最低限にすることを特徴とする、開発する工程と、
前記仮想化する少なくとも２つの実験装置のうちの少なくとも１つを前記マーカーのセットの１つと結合するために後付けのマーカー取り付けアダプタ（４２０、４１０）を開発して利用する工程であって、前記結合は、前記仮想化する少なくとも２つの実験室器具の自然な触覚的操作及び使用との干渉と、前記マーカーのセットの実時間の光学追跡（２００）との干渉の両方を最低限にすることを特徴とする、開発して利用する工程と、
前記仮想化する少なくとも２つの実験室器具のそれぞれの位置および方位とこれらと結合されたマーカーのセットを追跡するための少なくとも１つ光学追跡モジュール（２００、２１０、２２０）を提供して利用する工程であって、前記少なくとも１つの光学追跡モジュールと前記仮想化される少なくとも２つの実験室器具は、科学実験訓練アプリケーション（３００）用に高費用でないことを特徴とする、提供して利用する工程と、
前記仮想化される少なくとも２つの実験室器具の少なくとも２つの３Ｄ仮想表示とこれらの当該マーカーのセットとを有する、メモリに記憶される仮想モデル（６３０、７３０）を作成し、マーカー取り付けアダプター（４００）を後付けする工程と、
実験モジュール（６４０、７４０）を利用する工程であって、この実験モジュールは機能して、
前記メモリに記憶された前記仮想モデルにアクセスし（６５０、７５０）、
前記仮想化する少なくとも２つの実験室器具の位置および方位に関して、前記少なくとも１つの光学追跡モジュールから入力を受け取り（６６０、７６０）、
前記少なくとも１つの光学追跡モジュールからの前記入力に基づいて、前記仮想化される少なくとも２つの実験室器具の間の、または前記仮想化される少なくとも２つの実験室器具の１つとユーザーの少なくとも一部またはこれらの組み合わせとの間の少なくとも１つの機能的に関連する対応相互関係を決定し（６７０、７７０）、
前記機能的に関連する対応相互関係の結果を決定し（６８０、７８０）、
前記少なくとも２つの３Ｄ仮想表示、前記ユーザーの少なくとも一部、前記少なくとも１つの機能的に関連する対応相互関係、前記少なくとも１つの機能的に関連する対応相互関係の結果、またはそれらの組み合わせの特定のセットを有するハイブリッド表示をディスプレイに表示する（６９０、７９０）ものである、利用する工程と、
を有するものである、方法。
請求項１１記載の方法において、前記複数の一意に識別可能なマーカーのセットの各マーカーのセットは、受動型赤外線再帰反射マーカー（４２０）、能動型赤－緑－青エミッターマーカー、能動型赤外線エミッターマーカー、または能動型赤外線センサーマーカー（４１０）を有するものである、方法。