TW201543998A - 用於切割與製備種子之系統及使用方法 - Google Patents

Abstract

一種用於種子之自動或半自動切割以製備種子以用於轉形及基因轉殖工程的系統及方法。

Description

用於切割與製備種子之系統及使用方法

本申請案主張2014年5月6日申請且以引用方式明確地併入本文的美國臨時專利申請案序號61/989,276之優先權。

相關美國專利申請案之交互參照

對Donald L.McCarty,II等人於2014年5月6日申請之標題為「SYSTEM FOR IMAGING AND ORIENTING SEEDS AND METHOD OF USE」的美國臨時專利申請案序號61/989,266；且對Donald L.McCarty,II等人於2014年5月6日申請之標題為「SYSTEM FOR SEED PREPARATION AND METHOD OF USE」的美國臨時專利申請案序號61/989,275進行交互參照，該等美國臨時專利申請案中每一者以引用方式明確地併入本文。

發明領域

本揭示案一般而言係關於用於製備種子以用於在植物育種中使用的裝置，且更具體而言係關於用於製備種子及種子外植體以用於基因轉形(gene transformation)及基因轉殖工程的裝置。

發明背景

大豆為最重要的農作物之一，全世界具有超過2億公噸之年作物產量及超過400億美元之估計價值。大豆佔全球所有油籽生產之超過97%。因此，用於改良此有價值的作物之品質及產量的可靠及有效方法具有顯著利益。

用於改良大豆的傳統育種方法已受到限制，因為大多數大豆栽培品種源自僅少許親代系，從而導致用於繁殖的窄種源基礎。Christou等人，TIBTECH 8：145-151(1990)。現代研究工作已集中於植物基因工程技術以改良大豆生產。基因轉殖方法經設計以將所要的基因引入作物植物之遺傳生殖系列中以產生優良植物系。方法已成功地提高若干其他作物植物對疾病、昆蟲及除草劑之抗性，同時改良營養價值。

已開發用於將基因轉移至植物組織中的若干方法，包括高速顯微投射(microprojection)、顯微注射、電穿孔及直接DNA攝取。近年來已使用農桿菌介導基因轉形(Agrobacterium-mediated gene transformation)來將感興趣的基因引入大豆中。然而，已證明大豆為用於基因轉殖工程的挑戰性系統。大豆外植體之有效轉形及再生難以達成，且通常難以重複。

為病原土壤細菌的根癌土壤桿菌(Agrobacterium tumefaciens)具有將其稱為T-DNA的DNA轉移至寄主植物細胞中且誘導寄主細胞以產生對細菌營養有用的代謝產物的內在能力。使用重組技術，T-DNA中之一些或全部可以 感興趣的一或多個基因替代，從而產生對使寄主植物變形有用的細菌載體。農桿菌介導基因轉移通常針對組織培養中之未分化細胞，但亦可針對自植物之葉或莖取得的分化細胞。已開發用於大豆之農桿菌介導轉形的若干程序，該等程序可基於經受轉形的外植體組織寬鬆地分類。

Olhoft等人之美國專利第7,696,408號揭示用於使單子葉植物及雙子葉植物兩者轉形的子葉節方法。「子葉節」方法涉及藉由僅在子葉節下方切割、分裂且分開具有子葉的剩餘下胚軸分段及自子葉移除上胚軸，來自5-7天的舊大豆移除下胚軸。使子葉外植體在腋芽及/或子葉節之區域中受創，且在黑暗中以根癌土壤桿菌培養五天。方法需要種子之體外發芽，且創傷步驟引入顯著可變性。

Martinelli等人之美國專利第6,384,301號揭示農桿菌介導基因自大豆胚傳遞至活分生組織中，該等大豆胚係自大豆種子切除，接著以選擇劑及激素培養分生組織外植體以誘導嫩芽形成。類似於「子葉節」方法，較佳地使分生組織外植體在接種之前受創。

Paz等人之美國專利第7,473,822號揭示稱為「半粒種子外植體」方法的修改子葉節方法。成熟大豆種子經浸潤、表面滅菌且沿種臍分裂。在接種之前，完全移除胚軸及嫩芽，但元其他創傷發生。農桿菌介導轉形進行，選擇潛在轉形體，且在選擇培養基上重新產生外植體。

轉形效率在此等方法下仍然相對低，對於「子葉節」方法為大約0.3%至2.8%，對於「分生組織外植體」方 法為1.2%至4.7%，且對於「半粒種子外植體」方法介於3.2%與8.7%之間(整體4.9%)。近似3%之轉形效率在此項技術中為典型的。

改良式「分裂種子」基因轉殖協定可使基因轉殖大豆製品之未來生產及發展加速。用於基因轉殖至大豆組織中之穩定整合的有效及高產出量方法將促進育種計劃且具有提高作物生產率之潛勢。

發明概要

揭示一種用於自動種子製備之方法及設備。根據一態樣，該方法包括將種子定位於表面或容器上，使種子與自動工具嚙合，定向種子以用於切割或創傷，及當種子經定向時切割或創傷該種子。該方法可亦包括部分地切割種子之胚軸。在一些實施例中，以外源性DNA使切割後或創傷後種子轉形。

本揭示案之範疇不限於所指定結構或所使用特定術語。例如，「機器人臂」一詞可以「自動工具」一詞替代。另外，「表面」或「容器」等詞可替代「托盤」一詞，且「切割塊」一詞可以「切割表面」、「支撐塊」或「塊」等詞替代。

自動種子製備方法可包括擷取包括至少一種子的托盤之影像，基於所擷取影像將種子定位於表面或容器(例如，托盤)上之，以自動工具(例如，機器人臂)夾持種子，在切割表面(例如，切割塊)上定向種子以用於種子之等分， 及當種子在切割表面上經定向時等分該種子。在一些實施例中，該方法可亦包括部分地切割種子之胚軸。在一些實施例中，定位種子可包含將種子定位於托架上，該托架上置放有多個種子。

在一些實施例中，該方法可進一步包含操作機器人臂以將種子自托架移動至分開的定位，擷取處於分開的定位中的種子之多個影像，及基於該等多個所擷取影像決定種子之適當定向以用於等分。在一些實施例中，該等多個影像可由一攝影機擷取，該攝影機自一或多個觀點擷取影像集合。在其他實施例中，擷取該等多個影像可包含操作第一攝影機以自第一觀點擷取種子之第一影像集合，及操作第二攝影機以自不同於該第一觀點的第二觀點擷取種子之第二影像集合。如本文所使用，影像集合可包括一影像或多個影像。

另外，在一些實施例中，決定種子之適當定向可包含定位種子之種臍之中心及種子之縱軸。

在一些實施例中，在切割表面(例如，切割塊)上定向種子以用於種子之等分可包含使種子與切割裝置之切割刀片沿由種子之種臍之中心及種子之縱軸界定的虛平面對準。

在一些實施例中，該方法可進一步包含當種子經定位於切割表面上時修整種子之胚軸。在一些實施例中，基於該等多個所擷取影像決定種子之適當定向以用於等分可亦包括決定種子之適當定向以用於修整胚軸。修整種子 之胚軸可包括將切割刀片安置成垂直於種子之縱軸。

在一些實施例中，在切割表面上等分種子可包含在修整種子之胚軸之後等分種子。另外，在一些實施例中，在切割表面上等分種子可包含切割穿過少於種子之整體。在一些實施例中，該方法可進一步包含將等分種子移動至根癌土壤桿菌溶液。

在一些實施例中，該方法可包含在夾持種子之前對自動工具(例如，機器人臂)之夾具滅菌。該方法可包含操作自動工具或機器人臂以選擇切割刀片，及安置切割裝置上之切割刀片。該方法可進一步包含當種子在切割塊上經定向時藉由將切割刀片插入種子中來等分種子。在一些實施例中，該方法可包括在等分種子之後以相同或不同自動工具夾持切割刀片，及操作自動工具來以切割裝置上之第二切割刀片替換切割刀片。

根據另一態樣，一種種子製備設備包含：第一攝影機，其經組配以擷取置放於表面或托盤上的種子之第一影像集合；機器人臂，其可操作以夾持種子且將種子自表面或托盤移動至照亮的腔室；第二攝影機，其經組配以擷取照亮的腔室內的種子之第二影像集合；以及切割塊，其經組配以接收種子。該機器人臂進一步可操作以使種子以適當定向安置於切割塊上以用於種子之等分。

在一些實施例中，種子製備設備可包含光源，該光源安置於托盤之第一側上以照明托盤上之種子。在一些實施例中，照亮的腔室可界定於照亮的圓頂中。

在一些實施例中，種子製備設備可包含：第三攝影機，其經組配以擷取照亮的腔室內的種子之第三影像集合；以及電子控制器，其經組配以分析第二影像集合及第三影像集合以決定種子之適當定向。

在一些實施例中，種子製備設備可包含光源，該光源經組配以照亮照亮的腔室之內部。在一些實施例中，電子控制器可進一步經組配以分析第一影像集合以將種子定位於托盤上。

根據另一態樣，一種種子製備設備包含：腔室；第一攝影機，其經組配以擷取托盤上之種子之第一影像集合；第二攝影機，其經組配以擷取腔室內的種子之第二影像集合；切割裝置，其經組配以等分種子；機器人臂，其包括夾持裝置以夾持種子以用於移動；以及電子控制器。該電子控制器經組配以基於第一影像集合來將種子定位於托盤上，操作機器人臂以抓取托盤上之種子且基於第二影像集合將種子以一定向移動至切割裝置，且操作切割裝置以等分種子。

在一些實施例中，電子控制器可經組配以操作機器人臂以將種子自托盤移動至腔室，且操作第二攝影機以擷取第二影像集合。

在一些實施例中，電子控制器可經組配以分析種子之多個影像以決定種子之適當定向以用於種子之等分及修整種子之胚軸。

在一些實施例中，機器人臂可經組配以將種子移 動至切割裝置來以適當定向安置種子，且切割裝置經組配以在種子以適當定向安置於切割裝置中時修整種子之胚軸。

根據本揭示案之另一態樣，揭示一種切割塊。切割塊包含本體，該本體包括前壁及遠離該前壁而延伸的大體上平面的上壁。第一開口界定於前壁中，第二開口界定於上壁中，且多個內壁自第一開口及第二開口向內延伸以在前壁及上壁中界定狹槽。狹槽經定大小以接收切割工具。切割塊經定大小以支撐諸如大豆種子或具有大豆種子大小之任何種子的種子，使得切割工具可沿狹槽前進至與種子接觸。

在一些實施例中，上壁可自前壁延伸至後邊緣。本體可進一步包括自後邊緣向上延伸的大體上平面的側壁。在一些實施例中，側壁可為自上壁之後邊緣延伸至上邊緣的第一側壁。本體可進一步包括自第一側壁之上邊緣延伸的第二側壁。第二側壁可相對於本體之第一側壁及上壁傾斜地延伸。

在一些實施例中，第二側壁可自第一側壁之上邊緣延伸至頂邊緣，且本體可進一步包括自第二側壁之頂邊緣延伸的頂壁。頂壁可相對於第二側壁傾斜地延伸。

在一些實施例中，頂壁可與切割塊之上壁平行而延伸。

在一些實施例中，狹槽可自前壁中之第一開口延伸至背部邊緣，該背部邊緣安置於前壁與上壁之後邊緣之 間。

在一些實施例中，第一開口可安置於前壁之中心。在一些實施例中，本體可形成為單塊式金屬本體。在一些實施例中，本體可以自動切割系統緊固至表面。

在進一步實施例中，揭示一種組合。該組合包括本文之每一切割塊具有諸如大豆種子或具有大豆種子大小之任何種子的種子。大豆種子可經切割、等分、修整或以其他方式創傷以用於轉形。在一些實施例中，種子之胚軸可經修整以用於轉形。

根據另一態樣，揭示一種切割系統。該切割系統包括：自動切割系統，其包括切割工具；以及切割塊，其包括上壁及界定於上壁中之狹槽，該狹槽經定大小以接收自動切割系統之切割工具。該自動切割系統可操作以相對於切割塊沿第一軸線性地移動切割工具，且圍繞第一軸旋轉切割工具以安置切割工具以用於插入狹槽中。

在一些實施例中，自動切割系統可進一步包括：電動馬達，其可操作以沿第一軸線性地移動切割工具；以及氣動裝置，其可操作以圍繞第一軸旋轉切割工具。

在一些實施例中，自動切割系統進一步可包括一對可動顎部，該對可動顎部經組配以接收切割工具。該對可動顎部可操作以在切割工具可自顎部移除的解鎖位置與切割工具保持於顎部上的鎖定位置之間移動。

在一些實施例中，自動切割系統進一步可包括第二氣動裝置，該第二氣動裝置可操作以在解鎖位置與鎖定 位置之間移動該對顎部。

在一些實施例中，自動切割系統進一步可包括電子控制器，該電子控制器包括處理器、記憶體裝置及儲存於記憶體裝置中的多個指令，該等多個指令在由處理器執行時使處理器操作第一壓縮空氣源以將該對顎部自解鎖位置移動至鎖定位置，操作第二壓縮空氣源以使切割工具圍繞第一軸旋轉至切割工具垂直地延伸的定向，且操作第一電動馬達以使切割工具前進至界定於切割塊中的狹槽中。在一些實施例中，電子控制器可進一步包括多個指令，該等多個指令在由處理器執行時使處理器操作第一電動馬達以自界定於切割塊中的狹槽移除切割工具，操作第二壓縮空氣源以使切割工具圍繞第一軸旋轉至切割工具水平地延伸的第二定向，且操作第一電動馬達以使切割工具前進超過切割塊之上壁。

在一些實施例中，切割塊可包括前壁及遠離前壁而延伸的大體上平面的上壁，且第一開口界定於前壁中，第二開口界定於上壁中，且多個內壁自第一開口及第二開口向內延伸以在前壁及上壁中界定狹槽。

在一些實施例中，切割工具可為可移除地耦合至自動切割系統。

根據另一態樣，揭示一種切割種子之方法。該方法包括使切割工具沿第一軸前進至界定於切割塊中的狹槽中且在種子中進行第一切割，使切割工具圍繞第一軸旋轉，及使切割工具前進至種子中以進行第二切割。在一些 實施例中，可藉由操作壓縮空氣源或電動馬達來旋轉切割工具。在一些實施例中，可藉由操作一或多個電動馬達來使切割工具前進至種子中。

在一些實施例中，方法可包含將切割工具安置於一對顎部上，及移動該對顎部以將切割工具緊固至該對顎部。在一些實施例中，可移開該對顎部以嚙合切割工具。另外，在一些實施例中，可藉由操作壓縮空氣源來移動該對顎部。

在一些實施例中，將切割工具安置於該對顎部上可包括將切割工具附接至諸如機器人臂的自動工具。

在一些實施例中，方法可進一步包含操作負壓源以經由吸力將切割工具附接至機器人臂。

根據另一態樣，揭示一種用於使種子成像之方法。該方法包括：使用諸如機器人臂的自動工具來將包括種臍的種子安置於諸如圓頂的照亮的結構內，將種子投影至垂直於照亮的圓頂之中心軸而延伸的第一平面上，旋轉種子以使種子定向成與安置於第一平面中的第一虛水平線平行，將種子投影至垂直於第一平面而延伸的第二平面上，使種子定向成與安置於第二平面中的第二虛水平線平行，識別種子之種臍與第二虛水平線之間的距離，及定向種子以基於所識別距離將種臍安置於第二虛水平線上。

如以上所描述，本揭示案之範疇不限於所揭示結構或所使用術語。因此，「照亮的圓頂」一詞可以例如「照亮的結構」一詞替代。

在一些實施例中，定向種子以將種臍安置於第二成像水平線上可包含定向種子以將種臍之中心安置於第二虛水平線上。在一些實施例中，定向種子以將種臍之中心安置於第二虛水平線上可包含定向種子，使得種臍之質量中心與種子之質量中心重合。

另外，在一些實施例中，方法可進一步包含識別種子之胚之定位，識別最接近所識別定位的種臍之邊緣及沿第二虛水平線的種子之外邊緣，及識別種臍之邊緣與種子之外邊緣之間的點以在該點處修整種子之胚軸。在一些實施例中，識別胚之定位可包含使用特徵匹配來分析種子至第二平面上的一或多個投影。

在一些實施例中，將種子投影至第一平面上可包含以第一攝影機擷取第一影像集合，且將種子投影至第二平面上可包含以第二攝影機擷取第二影像集合。

在一些實施例中，第一攝影機可具有與第二攝影機之光軸平行的光軸，且以第一攝影機擷取第一影像集合可包含擷取自鏡子反射的光，該鏡子相對於第一攝影機之光軸以四十五度角延伸。

在一些實施例中，旋轉種子以使種子定向成與第一虛水平線平行可包含回應於決定種子未定向成與第一虛水平線平行而旋轉種子。在一些實施例中，使種子定向成與第二虛水平線平行可包含回應於決定種子未定向成與第二虛水平線平行而定向種子，且定向種子以將種臍安置於第二虛水平線上可包含回應於決定種臍未安置於第二虛水 平線上而定向種子。

在一些實施例中，方法可進一步包含分析與種子至第一平面上的投影對應的第一影像集合以決定種子相對於第一虛水平線的定向，及分析與種子至第二平面上的投影對應的第二影像集合以決定種子相對於第二虛水平線的定向。

在一些實施例中，分析第二影像集合可包含識別種子之第一縱向末端及第二縱向末端，識別在第一縱向末端處的種子之左矩形垂直橫截面，識別在第二縱向末端處的種子之右矩形垂直橫截面，決定左矩形垂直橫截面及右矩形橫截面之質量中心，及以虛線段互連左矩形垂直橫截面及右矩形橫截面之質量中心。在一些實施例中，使種子定向成與第二虛水平線平行可包含定向種子，使得線段與第二虛水平線平行。

在一些實施例中，左矩形垂直橫截面及右矩形垂直橫截面中每一者可具有等於至少十個影像像素的水平寬度。

在一些實施例中，分析第二影像集合可進一步包含決定線段相對於第二虛水平線之角，且用以使線段定向成與第二虛水平線平行的種子之旋轉量係基於所決定角。

在一些實施例中，方法可進一步包含回應於使種子定向成與第二虛水平線平行而將種子投影至第二平面上，及分析與回應於使種子定向成與第二虛水平線平行的種子至第二平面上的投影對應的第三影像集合，以識別種 臍與第二虛水平線之間的距離。

在一些實施例中，分析第三影像集合可包含識別種子之縱向末端，決定縱向末端及種臍中每一者之質量中心，及以虛線段互連縱向末端及種臍之質量中心。另外，在一些實施例中，定向種子以將種臍安置於第二虛水平線上可包含定向種子，使得線段與第二虛水平線重合。

在一些實施例中，分析第三影像集合可進一步包含決定線段相對於第二虛水平線之角，且用以使線段定向成與第二虛水平線重合的種子之移動量係基於所決定角。

在一些實施例中，方法可進一步包含基於種子至第二平面上的投影決定種子之高度以用於安置切割刀片。高度可為種子在垂直於第二虛水平線之方向上的寬度。在一些實施例中，方法可進一步包括經由吸力將種子附接至機器人臂。

根據另一態樣，一種用於使種子成像之方法包括擷取種子之多個影像，基於該等多個所擷取影像決定種子之定向及種子之種臍之定位，及基於種子之所決定定向及種臍之定位，以機器人臂移動種子以在一位置中定向種子。

在一些實施例中，擷取該等多個影像可包含自第一觀點以第一攝影機擷取種子之第一影像集合，及自垂直於第一觀點的第二觀點以第二攝影機擷取種子之第二影像集合。

在一些實施例中，決定種子之定向可包含決定種子相對於第一所擷取影像集合之第一邊界線的定向，及決 定種子相對於第二所擷取影像集合之第二邊界線的定向。

根據另一態樣，一種種子成像設備包括：機器人臂；一或多個光源；中空本體，其具有中心軸且經組配以由一或多個光源照亮；第一攝影機，其經組配以擷取安置於中空本體內的種子之第一影像集合。第一影像集合係沿中心軸自第一觀點擷取。該種子成像設備包括：第二攝影機，其經組配以沿垂直於中心軸的第二軸自第二觀點擷取種子之第二影像集合；以及電子控制器，其經組配以分析第一影像集合及第二影像集合以決定種子之適當定向以用於等分，且指示機器人臂將種子移動至適當定向中。

在一些實施例中，第一攝影機之光軸可與第二攝影機之光軸平行，且第一攝影機可經組配以擷取自鏡子反射的光，該鏡子相對於第一攝影機之光軸以四十五度角延伸。

在一些實施例中，機器人臂可經組配以藉由將吸力施加至種子之側面來緊固種子。

62-62、63-63、64-64‧‧‧線

10‧‧‧系統

12‧‧‧種子/大豆種子

14‧‧‧處理站/站

16‧‧‧機器人臂/臂

18‧‧‧夾具

20‧‧‧機台

22‧‧‧裝卸台

24‧‧‧傳遞區域

26‧‧‧接收區域

28‧‧‧成像站/站

30‧‧‧切割站

32‧‧‧滅菌裝置/滅菌器

34‧‧‧儲倉或托盤

36、38、46‧‧‧板塊

40‧‧‧圓形基底/透明基底/基底

42‧‧‧頂表面

44‧‧‧儲倉

48‧‧‧支柱或導引插腳/插腳

50‧‧‧發光二極體(LED)面板

52、56、58‧‧‧攝影機

54‧‧‧照亮的圓頂

60‧‧‧凹形內部壁/壁

62‧‧‧內腔室/碗形腔室/腔室

64‧‧‧圓形開口/上開口

66‧‧‧凸形外部壁/壁

68‧‧‧支腳

70‧‧‧下開口

72‧‧‧中心軸

74、160、702‧‧‧開口

76、254、436、552‧‧‧縱軸

78‧‧‧LED

80、82‧‧‧光軸

84‧‧‧斜角鏡子

86‧‧‧表面

90‧‧‧蓋子

92‧‧‧螺紋鏜孔/鏜孔

94‧‧‧輪緣

96‧‧‧緊固件

100‧‧‧織物薄片

102‧‧‧襯墊

106‧‧‧後檔

108‧‧‧中心開口

110、214‧‧‧平台

112‧‧‧切割裝置/裝置

114‧‧‧基座

116‧‧‧種子切割塊/切割塊

118‧‧‧上末端

120‧‧‧永久磁鐵/磁鐵

122‧‧‧本體/塊本體

124‧‧‧凸緣

126‧‧‧下末端

128‧‧‧大體上平面的底表面/底表面

130‧‧‧大體上平面的頂表面/頂表面

132、134、144、146‧‧‧斜角表面

136‧‧‧背表面

138、164、276‧‧‧狹槽

140‧‧‧凹槽

142‧‧‧大體上平面的表面/表面

148‧‧‧後壁

150‧‧‧對準插腳

154‧‧‧前壁

156‧‧‧大體上平面的上壁/上壁/壁

158‧‧‧大體上平面的下壁/壁

162‧‧‧內壁

166、644‧‧‧背部邊緣

170‧‧‧切割刀片/刀片

172‧‧‧大體上平面的側壁/側壁

174‧‧‧後邊緣

176‧‧‧上邊緣

178‧‧‧側壁

180‧‧‧頂邊緣

190‧‧‧支撐臂

192‧‧‧驅動總成

194‧‧‧驅動級

196‧‧‧下本體

198‧‧‧上本體

200、216、228、338、340、700‧‧‧ 箭頭

210‧‧‧中間驅動級

212、444‧‧‧基底

220‧‧‧旋轉級/級

222‧‧‧主本體

224‧‧‧安裝軸桿

226‧‧‧軸/旋轉軸

230、256‧‧‧源

240‧‧‧狹長本體/本體

242、248、250‧‧‧末端

244、246‧‧‧顎部

252‧‧‧溝槽

260、322‧‧‧本體

262‧‧‧刀刃

264‧‧‧長橢圓形安裝孔/孔/安裝孔

270、442‧‧‧尖端

272‧‧‧內凸片/凸片

274‧‧‧內邊緣

278‧‧‧外凸片

280‧‧‧外邊緣

282‧‧‧傾斜邊緣

284、418‧‧‧縱軸/軸

302‧‧‧容器

304‧‧‧光源

306‧‧‧底壁/壁

308‧‧‧側壁/壁

310‧‧‧腔室

312‧‧‧托盤攝影機/攝影機

320‧‧‧夾具總成/總成

324‧‧‧遠側區段/遠側臂區段

326‧‧‧懸掛機構

328‧‧‧近側圓盤/圓盤

330‧‧‧支柱

332‧‧‧遠側圓盤/圓盤

334‧‧‧近側末端

336‧‧‧遠側末端

342‧‧‧螺旋彈簧

350‧‧‧圓柱形本體/本體

352‧‧‧中空通道/通道

354‧‧‧通道

356‧‧‧負壓源

358‧‧‧軸/夾具軸

360‧‧‧輔助蓋子/蓋子

362‧‧‧底襯墊

364‧‧‧頂襯墊

400‧‧‧電子控制器/控制器

402‧‧‧微處理器

404‧‧‧記憶體裝置

406‧‧‧類比介面電路

412、414‧‧‧子葉/子葉分段

416‧‧‧種皮

420‧‧‧縱向末端/種子末端

422、582‧‧‧縱向末端

424‧‧‧種臍

426‧‧‧外區段

428‧‧‧內區段

430‧‧‧背側

432‧‧‧橫向側

434‧‧‧中間側

438‧‧‧共用平面/種子平面/平面

440‧‧‧胚軸/軸

450‧‧‧薄外層/層/外層

452、620、622‧‧‧邊緣

460‧‧‧顯示器

462‧‧‧使用者輸入裝置

500、510、530、540、550、580、 600、640、660‧‧‧影像

502、522、534、602‧‧‧匹配

504‧‧‧夾持定位/點/位置點

512、536、612‧‧‧參考影像

514、518‧‧‧分析影像

516、520、556、596、598、708、

710‧‧‧定位

542‧‧‧縱軸/長軸

544、574、592‧‧‧角

546、576、594‧‧‧橫軸

548‧‧‧矩形邊界

554‧‧‧水平線

560‧‧‧左垂直切片

562‧‧‧左縱向末端/縱向末端

564‧‧‧右垂直切片

566‧‧‧右縱向末端/縱向末端

570、572、586、588、662‧‧‧質量中心

578‧‧‧水平線/縱軸

584‧‧‧垂直切片

590‧‧‧虛擬線/線

624‧‧‧垂直橫截面

626‧‧‧中心

628‧‧‧水平距離

642‧‧‧點

646、664‧‧‧距離

650‧‧‧對應定位

652‧‧‧寬度

666‧‧‧底邊緣

704‧‧‧區段/中間區段

706‧‧‧區段/橫向區段

1000、1200‧‧‧操作程序/程序

1002~1032、1202~1226‧‧‧方塊

詳細描述具體參考以下圖式，在圖式中：圖1為用於製備種子以用於基因轉形的系統的透視圖；圖2為圖1之系統的俯視平面圖；圖3為圖2之系統之裝卸台之一部分的分解透視圖；圖4為圖2之系統之成像站的透視圖； 圖5為圖4之成像站的分解透視圖；圖6為圖2之系統之切割裝置的透視圖；圖7為圖6之切割裝置之切割塊的分解透視圖；圖8為圖7之切割塊的俯視平面圖；圖9為圖7至圖8之切割塊的側立視圖；圖10A為圖6之切割裝置的展示處於脫離位置中的顎部的俯視平面圖；圖10B為圖6之切割裝置的展示處於脫離位置中的顎部的正面透視；圖11A為類似於圖10A的展示處於嚙合位置中的顎部的視圖；圖11B為類似於圖10B的展示處於嚙合位置中的顎部的視圖；圖12為圖1之系統之切割工具托盤的透視圖；圖13為圖1之系統之機器人臂之夾具總成的透視圖；圖14為圖1之系統的簡化方塊圖；圖15至圖16為展示用於圖1之系統的例示性操作程序的方塊圖；圖17至圖19為展示用於決定大豆種子之所要的切割位置及切割深度的例示性程序的方塊圖；圖20至圖26為圖15至圖16之操作程序中之各種預備動作的圖解，該等預備動作包括對圖1之系統之夾具滅菌及選擇切割工具； 圖27至圖29為用以識別將要由圖1之系統拾起的種子的圖15至圖16之操作程序之影像擷取過程的圖解；圖30至圖31為將種子移動至系統之成像站的圖1之系統的圖解；圖32至圖55為在圖17至圖19之程序期間產生的影像之圖解；圖56至圖59為切割種子以製備種子以用於基因轉形的圖1之系統的圖解；圖60為大豆種子的平面圖；圖61為圖60之大豆種子的側立視圖；圖62為沿圖60中之線62-62取得的大豆種子的橫截面立視圖；圖63為沿圖57中之線63-63取得的大豆種子的橫截面立視圖；圖64為沿圖59中之線64-64取得的大豆種子的橫截面立視圖；以及圖65為使用圖1之系統製備的一對子葉分段的平面圖。

較佳實施例之詳細說明

雖然本揭示案之概念易受處種修改及替代性形式，但本揭示案之特定示範性實施例已在圖式中以藉由實例之方式予以展示且將在本文中詳細地予以描述。然而，應理解，不意欲將本揭示案之概念限制於所揭示之特定形 式，相反地，意圖將涵蓋落入如由隨附申請專利範圍所定義的本發明之精神及範疇內的所有修改、等效物及替代方案。

如本文所使用，「子葉」可一般地涉及種子植物之胚之胚葉或「初生葉」。子葉在此項技術中亦被稱為「種子葉」。雙子葉物種諸如大豆具有兩片子葉。子葉分段涉及子葉之任何部分，無論該子葉分段為整個或整體子葉或子葉之斷片或局部部分。「子葉節」涉及子葉至種子或實生苗中之胚之附接點，且可一般地涉及與附接點相關聯的組織。

如本文所使用，「抓取」一詞涉及以一工具固持或抓住大豆種子。允許大豆種子被穩固地夾緊的任何後續機構或動作被視為在「抓取」一詞之範疇內。

如本文所使用，「切割刀片」一詞涉及適合於切割或創傷種子以用於轉形的諸如剃刀、刀子、水刀、解剖刀、鑿子、銑刀、柳葉刀等的任何切割工具。在本文所揭示之實施例中，對切割刀片之每一涉及可以用於切割或創傷種子以用於轉形的雷射或微雷射發射替代。

如本文所使用，「種皮」一詞涉及充當種子之保護皮的胚珠之珠被。除此項技術中已知的其他類似術語之外，種皮可藉由「外種皮」或「殼」之替代性描述術語來描述。種皮可含有疏水物質，諸如木栓質、角質、木質素、胝質、果膠、蠟及酚樹脂氧化之不溶性產物。在如大豆的豆科植物中，外種皮含有厚壁式大型石細胞之柵狀層，該等厚壁式大型石細胞之頂帽延伸至栓化下角質中，並且含 蠟角質在較厚木栓質層外部。

如本文所使用，「胚軸」一詞涉及植物之胚之主要部分，且通常包括上胚軸及下胚軸。

如本文所使用，「基因改造」或「基因轉殖」一詞涉及包含預選DNA序列的植物細胞、植物組織、植物部分、植物種質或植物，該預選DNA序列藉由轉形引入至植物細胞、植物組織、植物部分、植物種質或植物中。

如本文所使用，「基因轉殖」「異種」「引入」或「外來」DNA或基因等詞涉及重組DNA序列或基因，該重組DNA序列或基因並未天然地存在於為重組DNA或基因之受體的植物之基因組中，或該重組DNA序列或基因在受體植物中存在於相較於未轉形植物中的基因組中之不同定位或聯合處。

如本文所使用，「外植體」一詞涉及自供體植物(例如，自供體種子)移除或與供體植物(例如，與供體種子)隔離、體外培養且能夠在適合的培養基中生長的一塊大豆組織。

如本文所使用，「植物」一詞涉及整棵植物、植物組織、包括花粉、種子或胚、植物種質、植物細胞的植物部分，或植物之群組。可在本發明之方法中使用的植物之分類不限於大豆，而可通常包括可經受轉形技術的任何植物，包括單子葉植物及雙子葉植物兩者。

如本文所使用，「變形」一詞涉及核酸或斷片至宿主有機體中之轉移及整合，從而導致基因穩定的遺傳。 含有轉形核酸斷片的宿主有機體被稱為「基因轉殖」或「重組」或「轉形」有機體。轉形之已知方法包括根癌土壤桿菌或農桿根群菌(Agrobacterium rhizogenes)介導轉形、磷酸鈣轉形、聚凝胺轉形、原生質融合、電穿孔、超聲波法(例如，聲孔效應(sonoporation))、脂質體轉形、顯微注射、裸DNA、質體載體、病毒載體、基因槍(biolistics)(顯微粒子轟擊法(microparticlc bombardment))、碳化矽WHISKERS^TM介導轉形、氣霧劑射束或PEG轉形以及其他可能的方法。參考圖1，展示用於藉由任何已知方法製備種子或種子外植體以用於基因轉形的系統10。

系統10例示性地經組配以作為基因轉殖協定及基因轉殖大豆製品之開發之部分來製備大豆種子(下文中種子12)。示範性基因轉殖協定描述於標題為「IMPROVED SOYBEAN TRANSFORMATION FOR EFFICIENT AND HIGH-THROUGHPUT TRANSGENIC EVENT PRODUCTION」的美國專利申請案序號14/133,370及標題為「IMPROVED SOYBEAN TRANSFORMATION FOR EFFICIENT AND HIGH-THROUGHPUT TRANSGENIC EVENT PRODUCTION」的美國專利申請案序號14/134,883中，該等美國專利申請案以引用方式明確地併入本文。應暸解，本文所描述之任何裝置及方法可結合該等申請案中所揭示之轉形方法一起使用。亦應暸解，在其他實施例中，本文所描述之任何裝置及方法可經組配以用於與可經受轉形技術的其他分類之植物一起使用，該等植物包括單子葉 植物及雙子葉植物兩者。

系統10包括若干處理站14及一對機器人臂16，該對機器人臂在處理站14之間移動種子12。在例示性實施例中，每一機器人臂16為經組配以獨立於其他機器人臂而操作的Epson型號C3六軸活節臂。在其他實施例中，機器人臂16可具有相較於本文所描述之機器人臂的不同自由度數。例如，機器人臂16可體現為具有至少獨立軸的機器人臂。每一臂16包括經組配以抓取且固持種子12的夾具18。系統10可在臂16之一停止運轉的情況下操作。應暸解，在其他實施例中，系統可包括僅單個機器人臂16以在處理站14之間移動種子12。另外，在例示性實施例中，每一機器人臂16能夠使對應夾具18圍繞該夾具之軸旋轉至少180度。

如圖2中所示，處理站14及機器人臂16佈置於機台20上。處理站14包括安置在機台20之前面處的裝卸台22。裝卸台22包括可安置種子12以用於由系統10處理的一對傳遞區域24及一對接收區域26，種子12在由系統10處理之後可安置於該對接收區域處。站14亦包括成像站28，該成像站可操作以擷取種子12之若干影像。系統10亦包括切割站30，該切割站可操作以基於由站28擷取的影像切割每一種子12。系統10亦包括滅菌裝置32，該滅菌裝置經組配以對機器人臂16之每一夾具18及儲倉或托盤34滅菌，該箱或托盤接收用於使用切割站30之切割刀片。

在使用中，可操作系統10以自動切割若干大豆種子12以用於轉形。為進行此舉，系統10可將種子12之一定 位於板塊36上，該板塊安置於裝卸台22之傳遞區域24之一上。系統10可隨後操作最接近於板塊36的機器人臂16以使用夾具18抓取選定的種子12且將種子12移動至成像站28。在取得種子12之一系列影像之後，臂16可使種子12前進至切割站30，使得可對種子12進行一或多個切割以製備該種子以用於轉形。在種子12經切割之後，臂16可將種子12移動至另一板塊38，該另一板塊安置於裝卸台22之接收區域26之一上。使用者可隨後移除包括切割後種子的板塊38以根據基因轉殖協定進一步處理種子。以下關於圖3至圖59更詳細地描述此等處理步驟及系統10之各種組件中每一者。

現參考圖3，更詳細地展示裝卸台22之一部分及傳遞區域24之一。在例示性實施例中，另一傳遞區域24與圖3中所示之傳遞區域相同。傳遞區域24包括圓形基底40，該圓形基底安置於界定在裝卸台22的板塊46中的開口中。基底40經定大小以接收板塊36之一，且由諸如例如玻璃、樹脂玻璃(Plexiglas)或丙烯酸類的透明材料構造。基底40自頂表面42延伸至底表面(未示出)，該底表面安置於板塊46下方。因為基底40係透明的，所以靜置於基底40之頂表面42的物件係經由底表面(亦即，自板塊46下方)可見的。發光二極體(LED)面板50耦合至板塊46之底部，且經組配以經由透明基底40照明靜置於基底之頂表面42上的物件。在例示性實施例中，LED面板發射紅光，該紅光充分地漫射以最小化反射率且具有可由電子控制器400(參見圖14)的可變強度。

每一種子承載板塊36中皆界定有接收種子12的儲倉44。裝卸台22包括圍繞圓形基底40的多個支柱或導引插腳48。如圖3中所示，插腳48自板塊46向上延伸且經設計以將板塊36支撐且/或緊固於基底40上。在其他實施例中，裝卸台22可包括另一支撐結構以將板塊36導引、支撐且/或緊固於基底40上。

如以上所指示，當板塊36安置於傳遞區域24上時，或更具體而言，當板塊36安置於基底40上時，系統10經組配以將種子12定位於板塊36上。在例示性實施例中，攝影機52安置於傳遞區域24上方，如圖1中所示。攝影機52電氣地耦合至電子控制器400(參見圖14)且可操作以擷取板塊36及種子12之影像。如以下更詳細地描述，影像經發送至控制器400以決定種子12在板塊36上之相對定位及定向，使得系統10可將機器人臂16導向至用於處理的種子。攝影機52可體現為適合於擷取影像的諸如靜物攝影機、視訊攝影機的任何裝置或能夠擷取視訊及/或影像的其他裝置。此外，將暸解，由攝影機擷取的影像可描述為攝影機之視野中的場景(例如，前景物件及背景)至垂直於攝影機之光軸的平面上的投影。

返回圖2，裝卸台22亦包括一對接收區域26，種子12在由系統10處理之後可安置於該對接收區域處。類似傳遞區域24，每一接收區域26皆包括多個支柱或導引插腳48，該等多個支柱或導引插腳界定經定大小以接收板塊38之一的區域。每一插腳48自板塊46向上延伸，且插腳48合 作以將板塊38支撐且/或緊固於接收區域26中。

如以上所描述，系統10亦包括成像站28，該成像站28可操作以擷取種子12之若干影像，該等影像用來決定用於每一種子12的切割平面。現參考圖4至圖5，成像站28包括照亮的圓頂54及緊固至機台20的兩個攝影機56、58。攝影機56、58電氣地耦合至電子控制器400(參見圖14)，且可操作以擷取圓頂54之內腔室62之影像。在例示性實施例中，照亮的圓頂54為由Advanced Illumination公司(Rochester,Vermont)製造的八吋直徑白色LED圓頂燈。照亮的圓頂54包括界定碗形腔室62的凹形內部壁60及容許接近腔室62的圓形開口64。

如圖5中所示，圓頂54亦包括多個LED 78，該等多個LED耦合至壁60以在操作期間照亮腔室62。在例示性實施例中，LED 78形成為近似20個LED之環，該等LED充分地漫射以防止反射至圓頂54內之物件上，且可由控制器400控制以改變自LED 78發射的光之強度。環安裝於圓頂54之上內側邊緣周圍。應暸解，在其他實施例中，可使用其他光源。

圓頂54包括凸形外部壁66及多個支腳68，該等多個支腳自壁66向下延伸至機台20。圓頂54具有在凸形外部壁66之頂點處延伸穿過壁60、66的下開口70。在例示性實施例中，中心軸72延伸穿過上開口64及下開口70之中心。另一開口74在圓頂54之面向攝影機56、58的側面上延伸穿過壁60、66。開口74具有縱軸76，該縱軸與中心軸72垂直 而延伸。

攝影機56、58中每一者可體現為適合於擷取影像的諸如靜物攝影機、視訊攝影機的任何裝置或能夠擷取視訊及/或影像的其他裝置。攝影機56、58分別包括光軸80、82，該等光軸與圓頂54之開口70、74對準。在例示性實施例中，光軸80、82彼此平行且垂直於圓頂54之中心軸72。如圖4至圖5所示，開口74之縱軸76與攝影機58之軸82重合。另外，在一些實施例中，攝影機56、58中每一者可包括透鏡且經安置，使得在安置於照亮的圓頂54內的種子12之所擷取影像中，種子12處於對應攝影機56、58之視野之至少一半內。

成像站28包括斜向鏡子84，該斜向鏡子安置於圓頂54之下開口70下方。斜角鏡子84經組配以將來自腔室62的光朝向攝影機56反射。在例示性實施例中，鏡子84之表面86相對於中心軸72及攝影機56之光軸80中每一者以四十五度角成角度。因此，使來自腔室62的光沿光軸80朝向攝影機56反射。應暸解，在其他實施例中，可省略鏡子，且將攝影機56直接安置於圓頂54下方。另外，在其他實施例中，攝影機58可安置成鄰接圓頂54之另一側面。在又其他實施例中，可省略攝影機56、58之一。

在例示性實施例中，成像站28包括額外組件以減少進入圓頂54的雜散光之入射且改良在成像站28處執行的成像之品質。例如，蓋子90安置於圓頂54之圓形開口64上方以減少雜散光(例如，來自成像站28之環境)進入圓頂54 的機會。如圖5中所示，圓頂54包括多個螺紋鏜孔92，該等多個螺紋鏜孔界定於圓頂54之輪緣94中。每一鏜孔92經定大小以接收對應緊固件96以將蓋子90緊固至圓頂54。

蓋子90包括緊固至襯墊102的織物薄片100。襯墊102由高溫撓性矽襯墊形成。在例示性實施例中，襯墊102為黑色，使得其充當對比背景以改良由攝影機56擷取的影像之品質。應暸解，在其他實施例中，襯墊可以另一對比色彩製成。在又其他實施例中，可自成像站28省略襯墊及/或蓋子。如圖5中所示，蓋子90具有中心開口108，該中心開口容許機器人臂16使種子12前進至圓頂54中。

用以改良成像之品質的另一組件為緊固至圓頂54的後檔106。如圖5中所示，後檔106安置於圓頂54之腔室62內。後檔106類似襯墊102經組配以充當用於由攝影機58擷取的種子12之影像的對比背景。應暸解，在其他實施例中，後檔可以另一對比色彩製成。在又其他實施例中，可自成像站28省略後檔。在又其他實施例中，除照亮的圓頂54之外或替代照亮的圓頂54，成像站28可包括用於擷取種子12之影像的環境，諸如，例如，另一照亮的中空本體結構、平面單色背景幕或一些其他適合的成像環境。

如以上所描述，系統10亦包括切割站30，該切割站可操作以基於由站28擷取的影像切割每一種子12。現參考圖6，切割站30包括平台110及切割裝置112，該切割裝置可操作以在平台110上切割種子12。平台110包括自機台20向上延伸的基座114及緊固至基座114之上末端118的種子 切割塊116。基座114由諸如例如不銹鋼或鋁的金屬材料形成。在例示性實施例中，切割塊116由諸如例如不銹鋼的磁性金屬材料形成。應暸解，在其他實施例中，基座及/或切割塊可由諸如塑膠、聚四氟乙烯或陶瓷的其他剛性材料形成。

如圖7中所示，切割塊116經組配以自基座114移除以用於滅菌或修理。在例示性實施例中，基座114包括安置成鄰接上末端118的永久磁鐵120。當切割塊116經安置於基座114上時，磁鐵120施加力以將切割塊116保持於基座114上。應暸解，磁鐵對於將塊116保持於基座114上並非必要的。在例示性實施例中，基座114之設計足以將塊116保持於該基座上。

在例示性實施例中，切割塊116具有本體122及凸緣124，該凸緣自本體122向外延伸。本體122之下末端126具有大體上平面的底表面128，且本體122具有大體上平面的頂表面130。一對斜角表面132、134自底表面128向上延伸。斜角表面132連接至背表面136，該背表面垂直地延伸至頂表面130。如圖7中所示，斜角表面132及背表面136中界定有狹槽138。

如圖7中所示，凹槽140界定於基座114之上末端118中，且凹槽140經組配以接收塊本體122之下末端126。在例示性實施例中，凹槽140由大體上平面的表面142及一對斜角表面144、146界定，該對斜角表面自表面142向上延伸。以該方式，凹槽140之組態大體上匹配塊本體122之下 末端126之組態。

基座114亦包括後壁148，當塊116安置於凹槽140中時，該後壁面向切割塊116之背表面136。對準插腳150自後壁148向外延伸。對準插腳150經定大小以接收於界定在塊116中的狹槽138中，以確保將切割塊116適當地安置於基座114上。

如圖7至圖8所示，切割塊116之凸緣124自本體122向外延伸至前壁154。凸緣124包括大體上平面的上壁156及安置成與上壁156相對的大體上平面的下壁158。上壁156經定大小以接收大豆種子12。應暸解，在其他實施例中，可根據將要切割的種子之大小對上壁156重調大小。

開口160界定於前壁154中。多個內壁162自凸緣124之前壁154向內延伸以界定貫穿壁156、158中每一者的狹槽164。如圖8中所示，狹槽164置於凸緣124之中心，且延伸至背部邊緣166，該背部邊緣安置於凸緣124之後邊緣174與前壁154之間。如以下更詳細地描述，狹槽164經定大小以在垂直地旋轉刀片時接收切割刀片170。

如圖9中所示，塊本體122具有大體上平面的側壁172，該大體上平面的側壁自凸緣124之後邊緣174向上延伸至上邊緣176。在例示性實施例中，側壁172與上壁156垂直而延伸。另一側壁178連接至側壁172之上邊緣176。側壁178相對於壁156、172傾斜地延伸至頂邊緣180，該頂邊緣連接至塊116之頂表面130。

返回圖6，切割站30亦包括切割裝置112，該切割 裝置112可操作以在平台110上切割種子12。切割裝置112包括經組配以接收切割刀片170的支撐臂190及經組配以在切割操作期間移動切割刀片170的驅動總成192。驅動總成192包括緊固至機台20的驅動級194。驅動級194包括下本體196及上本體198，該上本體經組配以在由圖6中之箭頭200所指示的方向上相對於下本體196滑動。驅動級194包括線性驅動電動馬達(未示出)，該線性驅動電動馬達電氣地連接至控制器400且可操作以相對於下本體196移動上本體198。在例示性實施例中，驅動級194為具有近似50毫米之行程的Aerotech型號ANT95-50-L。

切割裝置112之驅動總成192包括與驅動級194一起行進的中間驅動級210。中間驅動級210包括基底212，該基底連接至驅動級194之上本體198。驅動級210亦包括平台214，該平台可移動地耦合至基底212。在例示性實施例中，平台214經組配以在由圖6中之箭頭216所指示的方向上垂直地移動。驅動級210亦包括線性驅動電動馬達(未示出)，該線性驅動電動馬達電氣地連接至控制器400且可操作以相對於基底212移動平台214。驅動級210例示性地體現為具有近似3毫米之行程的Aerotech型號ANT95-3-V。

如圖6中所示，驅動總成192包括旋轉級220，該旋轉級與其他級194、210一起行進。旋轉級220包括主本體222，該主本體連接至驅動級210之平台214。旋轉級220亦包括安裝軸桿224，該安裝軸桿可樞轉地耦合至主本體222。軸226由安裝軸桿224界定，且軸桿224經組配以在由 箭頭228所指示的方向上圍繞軸226旋轉。在例示性實施例中，旋轉級220連接至壓縮空氣之源230，諸如，例如，壓縮機。源230電氣地連接至控制器400。當由控制器400操作時，源230可使壓縮空氣前進至級220，使得圍繞軸226氣動地驅動軸桿224。旋轉級220例示性地體現為EMI Plastics Equipment Swiveling Rotary類型RT25。

切割裝置112之支撐臂190緊固至旋轉級220。如圖6中所示，支撐臂190包括狹長本體240，該狹長本體具有緊固至級220之安裝軸桿224的末端242。支撐臂190亦包括一對顎部244、246，該對顎部緊固至本體240之相對末端248。在例示性實施例中，顎部244、246中每一者皆具有末端250，該末端接收於界定在狹長本體240中的溝槽252中。溝槽252界定縱軸254，且顎部244、246經組配以沿溝槽252朝向彼此及遠離彼此移動。以該方式，可打開且關閉顎部244、246。在例示性實施例中，支撐臂190連接至壓縮空氣之源256。源256電氣地連接至控制器400。當由控制器400操作時，源256可使壓縮空氣前進至支撐臂190，使得沿溝槽252氣動地驅動顎部244、246。支撐臂190例示性地體現為SMC MHZ2-20C1-M9PZ夾持器。

顎部244、246經組配以接收切割刀片170。現參考圖10至圖11，每一切割刀片皆包括本體260及刀刃262，該刀刃延伸本體260之長度。當切割刀片170緊固至顎部244、246時，刀刃262偏離旋轉軸226。本體260亦包括一對長橢圓形安裝孔264，該對長橢圓形安裝孔264由顎部244、 246嚙合以將切割刀片170緊固至裝置112。切割刀片170例示性地由諸如鋼的金屬材料形成。

顎部244、246中每一者皆自末端250延伸至尖端270。顎部244、246中每一者皆包括內凸片272，該內凸片沿尖端270之內邊緣274安置。每一凸片272經定大小以安置於切割刀片170之孔264之一中。在例示性實施例中，顎部244、246中每一者亦包括形成於每一凸片272之基底處的狹槽276(參見圖10B)。在例示性實施例中，每一狹槽經組配以擷取刀片且將刀片保持為水平。如11A及圖11B中所示，當將顎部244、246移開時，使刀片170前進至狹槽276中，藉此將刀片緊固至顎部244、246。顎部244、246中每一者亦包括外凸片278，該外凸片沿尖端270之外邊緣280安置。外凸片278包括傾斜邊緣282以在刀片170插入至顎部244、246上時幫助該刀片之對準。

如圖11A中所示，支撐臂190之狹長本體240具有縱軸284。在例示性實施例中，切割刀片170在緊固至顎部244、246時偏離軸284。在操作期間，切割刀片170自軸284之偏離降低切割刀片170以減少切割刀片將在切割大豆種子時接觸機器人臂的風險。

現參考圖12，用於保持未使用的切割刀片170的托盤34安置於機器人臂16之間。托盤34包括容器302，該容器安置光源304上方。容器302例示性地由諸如例如樹脂玻璃的透明材料形成。容器302包括底壁306及多個側壁308，該等多個側壁自底壁306向上延伸。壁306、308合作以界定 腔室310，該腔室經定大小以接收未使用的切割刀片170。

在例示性實施例中，托盤34之光源304安置底壁306下方。光源304可操作以使光經由底壁306投射至腔室310中。光源304例示性地體現為紅發光二極體(LED)。應暸解，在其他實施例中，可使用其他顏色LED。在又其他實施例中，可使用其他光源。

系統10包括托盤攝影機312，該托盤攝影機安裝在托盤34上方。攝影機312可操作以擷取腔室310之內容之影像。攝影機312電氣地耦合至電子控制器400(參見圖14)。如以下更詳細地描述，影像可經發送至控制器400以決定刀片170在托盤34中之相對定位及定向，使得系統10可將機器人臂16導向至用於提取的刀片170。

現參考圖13，系統10之每一機器人臂16皆包括夾具總成320，該夾具總成經組配以抓取且固持大豆種子12。在例示性實施例中，夾具總成320包括本體322，該本體附接至每一臂16之遠側區段324。夾具總成320亦包括懸掛機構326，該懸掛機構將本體322連接至夾具18。本體322具有緊固至遠側臂區段324的近側圓盤328及自圓盤328延伸至遠側圓盤332的多個支柱330。

懸掛機構326自緊固至圓盤332的近側末端334延伸至遠側末端336。如圖13中所示，夾具18緊固至懸掛機構326之遠側末端336。懸掛機構326經組配以容許夾具18之如由箭頭338、340所指示的一些軸向移動，使得可使夾具18前進至與大豆種子12接觸而不壓碎種子。在例示性實施例 中，懸掛機構326包括偏置元件，諸如，例如，螺旋彈簧342，該偏置元件使夾具18在由箭頭340所指示的方向上向外偏置。

總成320之夾具18經組配以抓取且固持種子12。在例示性實施例中，夾具18包括圓柱形本體350，該圓柱形本體緊固至懸掛機構326之遠側末端336。本體350由可商購自DuPont公司的諸如例如氟化橡膠的彈性材料形成。應暸解，在其他實施例中，可使用其他彈性材料。本體350包括波紋管，該波紋管為本體350提供有限撓性。本體350亦具有高溫度定額以容許夾具18之滅菌。在例示性實施例中，溫度額定為446華氏度。應暸解，在其他實施例中，可使用其他彈性材料。

夾具總成320經組配以經由真空抓取且固持種子12。為進行此舉，夾具18包括中空通道352，該中空通道沿軸358縱向延伸穿過本體350。通道352連接至界定於夾具總成320之懸掛機構326及本體322中的通道354以及負壓源356。負壓源356例示性地體現為泵，且電氣地耦合至控制器400。控制器400可操作源356以經由通道352、354抽吸真空且將種子12緊固至夾具18。在例示性實施例中，夾具18具有小於種子12之平均長度之百分之五十的半徑，該平均長度可取決於例如種子12之特定物種而不同。

如圖13中所示，夾具總成320亦包括緊固至本體350的輔助蓋子360。輔助蓋子360經設計以防止雜散光在種子12之成像期間進入照亮的圓頂54。蓋子360包括由黑色泡 沫材料形成的底襯墊362及由黑色氈形成的頂襯墊364。在例示性實施例中，蓋子360經由黏合劑緊固至遠側圓盤332。應暸解，在其他實施例中，蓋子360可使用諸如螺釘或螺栓的緊固件加以緊固。蓋子360具有近似3.5吋之直徑，該直徑足以包圍圓頂54之蓋子90之中心開口108。

現參考圖14，系統10包括電子控制器400。控制器400實質上為主電腦，該主電腦負責解譯由與系統10相關聯的感測器發送的電氣信號且負責啟動或激勵與系統10相關聯的電子控制的組件。例如，電子控制器400經組配以控制攝影機52、56、58、312、圓頂燈78、機器人臂16、驅動級194、210等之操作。雖然電子控制器400在圖14中經展示為單個單元，但控制器400可包括用於各種組件的若干單獨控制器以及發送信號且自各種單獨控制器接收信號的中央電腦。電子控制器400亦決定何時應執行系統10之各種操作。如以下將更詳細地描述，電子控制器400可操作以控制系統10之組件，使得系統10選擇且處理大豆種子12以用於在基因轉殖協定中使用。

為進行此舉，電子控制器400包括通常與在機電系統之控制下利用的電子單元相關聯的若干電子組件。例如，除通常包括於此類裝置中的其他組件之外，電子控制器400可包括諸如微處理器402的處理器及諸如可規劃唯讀記憶體裝置(「PROM」)包括可抹除PROM(EPROM或EEPROM)的記憶體裝置404。除其他事物之外，記憶體裝置404經提供以儲存呈例如軟體常式(或多個常式)形式之指 令，該軟體常式在由微處理器402執行時允許電子控制器400控制系統10之操作。

電子控制器400亦包括類比介面電路406。類比介面電路406將來自各種組件的輸出信號轉換成適合於呈現至微處理器402之輸入的信號。特定而言，類比介面電路406藉由類比至數位(A/D)轉換器(未示出)等之使用將由感測器產生的類比信號轉換成數位信號以用於由微處理器402使用。應暸解，A/D轉換器可體現為離散裝置或若干裝置，或可整合至微處理器402中。亦應暸解，若與系統10相關聯的感測器中之任何一或多個產生數位輸出信號，則可繞過(bypass)類比介面電路406。

類似地，類比介面電路406將來自微處理器402的信號轉換成適合於呈現至與系統10相關聯的電氣控制的組件(例如，機器人臂16)的輸出信號。特定而言，類比介面電路406藉由數位至類比(D/A)轉換器(未示出)等之使用將由微處理器402產生的數位信號轉換成類比信號以用於由與系統10相關聯的電子控制的組件使用。應暸解，類似於以上所描述之A/D轉換器，D/A轉換器可體現為離散裝置或若干裝置，或可整合至微處理器402中。亦應暸解，若與系統10相關聯的電子控制的組件中之任何一或多個對數位輸入信號操作，則可繞過類比介面電路406。

因此，電子控制器400可操作以控制系統10之操作。特定而言，電子控制器400執行包括控制方案及其他的常式，在該控制方案中，電子控制器400監視與系統10相關 聯的感測器之輸出且控制至系統10之電子控制的組件之輸入。為進行此舉，電子控制器400連續地或間歇地進行許多計算，包括在預規劃表中查收值，以便執行演算法以進行諸如激勵機器人臂16、啟動攝影機52、56、58、312、激勵驅動級194、210、改變LED78及LED面板50之光強度以改良影像對比等的功能。

在操作中，系統10可根據圖15至圖19中概括之示範性程序操作，以自動選擇且處理大豆種子12以用於在基因轉殖協定中使用。例如，可藉由沿種臍分裂種子12之子葉以分開子葉來製備大豆。胚軸之一部分之移除留下在轉形之前附接至子葉的軸之部分。胚軸之移除可藉由以切割裝置112修整胚軸來進行。通常，留下1/3與1/2之間的胚軸附接在子葉之節末端處。

如圖20至圖29中所示，系統10參與預備步驟以對機器人臂16之夾具18滅菌，選擇用於切割站30的切割刀片170且擷取定位於傳遞區域24中的種子12之影像。此後，系統10操作機器人臂16之一以自傳遞區域24之一拾起種子12且使種子12前進至成像站28，如圖27至圖31中所示。在使種子12前進至切割站30之前，可由成像站28擷取若干影像，如圖32至圖55中所示。如圖56至圖59中所示，切割站30可經操作以對種子12做出一或多個切割以製備該種子以用於轉形。可隨後使切割後種子前進至接收區域26之一。使用者隨後後自系統10移除種子以用於進一步處理。系統10隨後可在拾起及處理另一種子12之前參與若干清潔及維 護任務。

如圖60至圖62中所示，大豆種子12包括一對子葉412、414，該等子葉包裹於種皮416中。大豆種子12具有縱軸418，該縱軸係沿該大豆種子之最大尺寸界定且延伸穿過大豆種子12之相對縱向末端420、422。如圖60中所示，軸418在子葉412、414之間延伸。

大豆種子12亦包括種臍424，該種臍安置於大豆種子12之末端420、422之間。在例示性實施例中，種臍424包括安置於種皮416外側的外區段426及安置於種皮416下方的內區段428。

如圖60至圖61中所示，種臍424在背部定位於子葉412、414上方。種臍424之外區段426安置於大豆種子12之背側430上。亦可自大豆種子12之橫向側432(參見圖61)或中間側434(參見圖5)觀察種臍424。如圖61中所示，種臍424具有縱軸436，該縱軸與種子12之整個縱軸418平行而延伸。如圖60中所示，縱軸436處於與種子12之軸418的共用平面438中。

大豆種子12之胚軸440將子葉412連接至子葉414。胚軸440與子葉412、414一起包裹於種皮416中。如圖60中所示，胚軸440類似種臍424以大豆種子12之縱軸418為中心。如圖62中所示，胚軸440自安置於種臍424之內區段428上方的尖端442延伸至安置成鄰接種子12之縱向末端420的基底444。應暸解，在其他實施例中，胚軸440可不與種臍424重疊，使得軸尖端442與種臍之內區段428間隔開。

參考圖62，更詳細地展示大豆種子12之內部結構。種皮416包括薄外層450，該薄外層圍繞子葉412、414及胚軸440。種臍424之內區段428附接至層450之下側，而種臍424之外區段426連接至外層450之邊緣452。胚軸440圍繞種子12之外圓周之一部分自胚軸之尖端442延伸至鄰接於種子末端420的胚軸之基底444。

現參考圖15至圖16，展示用於以系統10製備大豆種子12以用於轉形的例示性操作程序1000。將暸解，在程序1000之開始之前，控制器400可校準系統10，將訊息提供給使用者，擷取使用者輸入，初始化安全機構(例如，光幕)，且執行其他設置功能。例如，若尚未進行，則控制器400可使用任何適合的協定來校準系統10，以使機器人臂16之坐標系統映射至各種攝影機52、56、58、312之坐標系統或以其他方式使機器人臂16之坐標系統與各種攝影機52、56、58、312之坐標系統相關，使得在影像中擷取的物件之定位可轉化為該物件相對於臂16之定位。此外，控制器400可在顯示器460上將設置指令提供給使用者(例如，以將板塊36置放於傳遞區域24上)，經由使用者輸入裝置462擷取來自使用者的輸入(例如，種子12之胚結之所要的修整深度、種子12之等分深度等)。使用者輸入裝置462可體現為任何整合式或周邊裝置，諸如鍵盤、滑鼠、觸控螢幕及/或經組配以執行本文所描述之功能的其他輸入裝置。

在方塊1002中，系統10對機器人臂16之夾具18滅菌。為進行此舉，控制器400操作每一機器人臂16以將該 機器人臂之對應夾具18插入充滿乙醇或另一適合的滅菌溶液的容器中。溶液例示性地含有70%酒精。機器人臂16可經操作以在使夾具18前進至如圖20中所示之滅菌器32中之前使夾具18在乙醇內上下及左右移動一段時間。在例示性實施例中，每一滅菌器32為幹熱玻璃珠滅菌器，諸如，例如，InoTech BioScience Steri 250。在例示性實施例中，機器人臂16可再次經操作以使夾具18在滅菌器32內上下移動幾秒。臂16隨後可自滅菌器32抽出夾具18，使得容許夾具18冷卻。

歸因於由滅菌器32產生的熱，夾具18之波紋管可變得黏著在一起，使得可損害夾具18之效能。為分開波紋管，機器人臂16隨後可使夾具18移動至與平坦無菌表面接觸的狀態中，該平坦無菌表面諸如例如切割塊116之頂表面130，如圖21中所示。控制器400隨後可啟動負壓源356以將夾具18密封至切割塊116。如圖22至圖23中所示，以1mm增量自切割塊116移開夾具18，直至吸入口破裂為止。

返回至圖15，程序1000隨後可前進至方塊1004。在方塊1004中，選擇且自托盤34擷取切割刀片170。為進行此舉，控制器400操作攝影機312以提取托盤34中之刀片170之影像。一此影像500展示於圖24中。如圖24至圖25中所示，刀片170可在托盤34內相對於彼此以任意定位及定向安置。控制器400可處理所擷取影像500以識別刀片170之一在托盤34中的定位516，該定位可由如圖25中所示之分析影像518反映。

例如，在例示性實施例中，控制器400利用Epson型號C3六軸關節臂所包括的軟體套件之幾何物件識別功能。特定而言，將由使用者加載且儲存於控制器400之記憶體裝置404中的刀片參考影像(未示出)與刀片170之所擷取影像500進行比較以識別匹配502。幾何物件識別功能藉由使用基於邊緣的幾何特徵來使用識別與參考影像(亦即，物件模型)之匹配的算法途徑。此外，幾何物件識別功能包括各種參數，諸如用於與另一影像之比較的參考影像及匹配502所需要的接受或容限水平。接受水平與匹配502之可能性對應，且在本文中不失一般性可視為介於0與1之間的正規化值。因此，若將接受水平設定為0.5，則分析影像中僅基於適合的成像演算法而具有與參考影像之匹配502之至少一百分之五十可能性的該等物件將由控制器400識別。在一特定實施例中，接受水平可與必須在分析影像之連續區域中識別以構成匹配502的參考影像之百分比對應。

在例示性實施例中，控制器400使用匹配演算法、刀片參考影像及正規化接受水平0.4(亦即，1000個中之400個)來分析所擷取影像500，以決定托盤34上是否存在任何刀片170。假設，若任何刀片170在托盤34上，則即使刀片170重疊，此接受水平亦應返回托盤34上之該等刀片170之所識別定位。如此，在另一實施例中，可使用不同接受水平。若無刀片170經識別，則控制器400決定無刀片170位於托盤34上且處理該錯誤。例如，控制器400可經由顯示器460指示系統10之使用者將額外刀片170置放於托盤34上或 以其他方式補救錯誤。

若控制器400決定至少一刀片170位於托盤34上，則控制器400再次在接受水平設定為諸如0.95(1000個中之950個)的較高臨限值的情況下分析所擷取影像500，以識別不與托盤34上之另一刀片170重疊的刀片170。若至少一非重疊刀片170經識別，則控制器400選擇該刀片170以供使用。然而，若非重疊刀片170經識別，則控制器400執行協定以分開重疊刀片170。

在進行此舉中，控制器400識別與托盤34上之另一刀片170重疊的刀片170之定位。例如，控制器400可使用在正規化接受水平設定在0.4處的情況下識別的影像定位(若保存)，或類似地分析影像500。當已識別刀片170之組時，控制器400使用適合的成像演算法(例如，藉由偵測群組之質量中心)來決定群組之幾何中心，且指示對應機器人臂16將夾具總成320移動至用於在所識別質量中心處抓取刀片170之組的位置中。

為自托盤34或板塊36抓取物件，將夾具總成320安置於物件之夾持定位或點504上方，使得夾具總成之中空通道352與點504近似共線。夾具總成320隨後朝向物件向下前進，直至夾具18處於與物件之外表面完全接觸的狀態中為止。如以上所描述，懸掛機構326操作以防止物件被壓碎，同時確保夾具18處於與物件之表面的完全接觸狀態中，以提供有限吸力損失。可隨後啟動負壓源356以將物件緊固至夾具18。

類似地，若不存在非重疊刀片，則夾具總成320可在所識別質量中心中抓取一組刀片170。控制器400隨後可操作臂16以使夾具總成320在托盤34之表面上方垂直地移動一短距離(例如，一吋)且水平地移動一短距離，但仍在托盤34之周長內。控制器400隨後可取消啟動負壓源356以使刀片170之組降落回至托盤34上。將暸解，組內之刀片170中一或多個可在運輸期間掉落。控制器400操作攝影機312以擷取托盤34中之刀片170之另一影像，且類似於以上所描述之該方式地分析新影像以識別非重疊刀片170。若無非重疊刀片170經識別，則控制器400可再次指示夾具總成320抓取一組刀片170且使刀片170降落於托盤34內之另一定位上。控制器400可繼續重複常式，直至非重疊刀片170經識別選擇以供使用為止。

在另一實施例中，控制器400可實行用於分開重疊刀片170及識別用於選擇之特定刀片170的其他程序。此外，控制器400可利用任何適合的影像處理演算法及技術來識別托盤34中之刀片170之定位。例如，控制器400可利用諸如加速強健特徵(Speeded Up Robust Feature；SURF)、尺度不變特徵轉換(Scale-Invariant Feature Transform；SIFT)、多尺度導向式修補(Multi-Scale Oriented Patch；MOPS)、坎尼(Canny)、影像梯度運算子及Sobel濾波器的特徵偵測演算法、技術及濾波器，以識別影像500及刀片參考影像之特徵(例如，興趣點諸如拐角、邊緣、斑點等)。在一些實施例中，控制器400可利用諸如隨機樣本一致性 (RANSAC)演算法的特徵匹配演算法以決定在影像500及刀片參考影像中識別的任何特徵是否彼此對應，且若如此，則決定該等特徵之對應定位。另外或替代地，控制器400可利用影像分割演算法(例如，金字塔分割、分水嶺演算法等)來識別影像中之物件。將暸解，取決於特定實施例，控制器400可在所擷取影像之分析期間利用以上所描述之演算法中之任何一或多者。

在控制器400已識別刀片170之後，控制器400使用諸如例如刀片170之安裝孔264的刀片特徵來定位刀片之刀刃262。控制器400隨後可計算刀片170相對於夾具總成320之旋轉角，且計算刀片上用於夾具18之附接的正確位置點504。夾具總成320以與以上所描述之方式類似的方式在點504處抓取刀片。

返回至圖15，一旦夾具18已拾起刀片170，程序1000前進至方塊1006。在方塊1006處，控制器400操作機器人臂16及切割裝置112以將切割刀片170緊固至切割裝置112。為進行此舉，控制器400啟動機器人臂16以將切割刀片170移動至切割站30且將切割刀片170安置於切割裝置112之顎部244、246上方。為將切割刀片170安置於顎部244、246上，可以圓周運動移動機器人臂16以使刀片170之長橢圓形安裝孔264與顎部244、246之凸片272對準。外凸片278傾斜邊緣282幫助將刀片170導引至凸片272上。當將刀片170安置於凸片272上時，向下移動夾具18，從而使刀片170稍微偏轉。如圖26中所示，控制器400隨後可操作顎 部244、246以將刀片170緊固至切割裝置112。攝影機(未示出)可用來擷取安置於切割裝置112上的刀片170之影像，且控制器400可使用類似於以上所描述之該等技術的影像處理技術，以確認刀片170適當地安置於顎部244、246上。

在刀片170安置於顎部244、246上的情況下，控制器400可操作壓縮空氣源256以沿狹長本體240之溝槽252向外移動顎部244、246。當顎部244、246向外前進時，使切割刀片170之部分前進至形成於凸片272之基底處的狹槽276中，藉此將切割刀片170緊固至顎部244、246。控制器400可取消啟動真空源356以自夾具18釋放切割刀片170，且操作機器人臂16以將夾具18移出切割站30。

返回至圖15，程序1000前進至方塊1008，其中控制器400操作攝影機52以擷取板塊36上安置於對應傳遞區域24中的種子12之影像。一此影像510展示於圖27中。如圖27中所示且類似於以上關於托盤34中之刀片170所描述之方式，種子12可在板塊36內相對於彼此任意地安置。

在方塊1010中，控制器400可處理所擷取影像510以決定板塊36上之種子12之一之定位以用於選擇。為進行此舉，控制器400可使用匹配演算法(例如，以上所描述之幾何物件識別功能)來分析所擷取影像510，以將側放的種子12之參考影像512(如圖28中所示)與所擷取影像510進行比較。在例示性實施例中，控制器400假設系統10之使用者已使種子12中每一者於該種子之側上以單個層置放於板塊36內。因此，存在偵測匹配522之高可能性。然而，在其他 實施例中，控制器400可不做出此假設；而是，控制器400可例如決定哪些種子12(若有)未經適當地定向且忽略該等種子12。系統10可產生警告或指示使用者補救情形(例如，經由顯示器460)，或以其他方式處理錯誤。在其他實施例中，控制器400可使用斑點偵測或其他影像分析演算法以決定板塊36上之種子12之定位。

在任何狀況下，控制器400決定板塊36上之一或多個種子12之定位520，該等定位可由如圖29中所示之分析影像514反映。此外，在一些實施例中，控制器400決定板塊36上之所識別種子12相對於參考影像512中所描繪之種子12的轉動角。基於該資訊，控制器400可決定旋轉夾具18以使所緊固種子12以預定定向置放於夾具18上的量(例如，相對於機器人臂16之坐標系統的零度角)。藉由進行此舉，控制器400可能能夠如以下所描述地識別種子12之種臍及胚軸且節省處理時間。

返回至圖15，程序1000前進至方塊1012。在方塊1012中，控制器400識別且選擇(例如，任意地或以演算法方式)種子之一以用於由系統10修整及等分。在例示性實施例中，控制器400識別選定的種子12之質量中心且使用該質量中心作為如圖30中所示的用以附接夾具18的點504。在方塊1014中，夾具總成320在選定的種子之質量中心處抓取選定的種子12。為如此時行，將夾具總成320安置在質量中心(亦即，點504)上方，使得夾具總成之中空通道352與點504近似共線。夾具總成320隨後朝向選定的種子向下前進，直 至夾具18處於與種子之外表面完全接觸的狀態中為止。如以上所描述，懸掛機構326操作以防止種子被壓碎，同時確保夾具18處於與種子之表面的完全接觸狀態中，以提供有限吸力損失。可隨後啟動負壓源356以將種子緊固至夾具18。程序1000隨後可前進至方塊1016，其中機器人臂16移動所夾持種子12穿過蓋子90中之中心開口108且將所夾持種子12移動至照亮的圓頂54之腔室62中，如圖31中所示。在例示性實施例中，所夾持種子12在腔室62內安置於在攝影機56、58中每一者之視野內的定位(例如，光軸80、82之交叉點)處。例如，在一些實施例中，所夾持種子12至少部分安置於攝影機56、58中每一者之焦平面內。

當種子12經安置於照亮的圓頂54之腔室62中時，程序前進至方塊1018，如圖15中所示。在方塊1018中，控制器400決定所夾持種子12之適當定向以用於以切割裝置112修整及等分種子12。亦即，控制器400決定如何相對於夾具18安置種子12，使得機器人臂16可將種子12適當地安置於切割塊116上以用於修整及等分種子12之胚。為進行此舉，可使用例示性操作程序1200，如圖17中所示。雖然本文關於以線性方式分析若干靜止影像來描述程序1200，但將暸解，在一些實施例中，控制器400可例如並行地執行多個影像分析或連續地分析視訊。

程序1200可始於方塊1202，其中控制器400操作攝影機58以自側面觀點擷取所夾持種子12之影像530。在方塊1204中，控制器400分析影像530以決定種子12之種臍424 在種子12上是否可見。亦即，控制器400決定種臍424(參見圖32)是否處於攝影機58之視野內。為進行此舉，控制器400可利用任何適合的影像處理演算法，諸如本文所描述之該等演算法。例如，在例示性實施例中，控制器400利用相關模型，該相關模型使用陰影(例如，灰度像素強度)來模型化種子12且識別種子12與種子種臍之參考影像536之間的匹配534(若有)，如圖32中所示。特定而言，相關模型執行參考影像536與所擷取影像530的像素至像素匹配。

在方塊1206中，控制器400決定種子12之種臍424是否處於攝影機58之視野內。若如此，則程序1200前進至方塊1210。然而，若控制器400決定種臍424並未處於攝影機58之視野內，則程序前進至方塊1208。

在方塊1208中，控制器400可重新定向種子12，使得種臍處於攝影機58之視野內。特定而言，控制器400操作機器人臂16以圍繞夾具18之軸358旋轉種子12，直至種臍424處於攝影機58之視野內為止。在一些實施例中，機器人臂16使種子12旋轉一增量角，攝影機58擷取所夾持種子12之新影像，且控制器400分析新影像以決定種臍424現在是否處於攝影機58之視野內。若否，則可重複常式，直至種臍424處於攝影機58之視野內為止。在一實施例中，機器人臂16可首先使種子12旋轉180度之角以加快定位種臍424之過程。一旦決定種臍424處於攝影機58之視野內，程序1200即可前進至方塊1210。

在方塊1210中，控制器400操作攝影機56以自底 部觀點擷取所夾持種子12之影像540，如圖33中所示。程序1200隨後前進至圖18之方塊1212。在方塊1212中，控制器400分析所擷取影像540以識別影像540中之種子12之縱軸542(亦即，長軸)。在例示性實施例中，控制器400利用斑點偵測演算法以將種子12定位於所擷取影像540中，且決定種子12之主軸(亦即，長軸及短軸)。例如，斑點偵測演算法可將所擷取影像540中之種子12識別為斑點，決定該斑點之質量中心及邊緣，且基於該資訊來近似長軸及短軸。

將暸解，所利用的特定斑點偵測演算法可取決於特定實施例而改變。例如，在例示性實施例中，控制器400使用Epson型號C3六軸關節臂所包括的軟體套件之斑點偵測演算法。在一些實施例中，斑點偵測演算法可基於高斯差分(Difference of Gaussian；DoG)、高斯拉普拉斯(Laplacian of Gaussian；LoG)、Hessian行列式及/或其他運算子。在一實施例中，控制器400可利用描述於例如以下文獻中的斑點偵測演算法中之一或多個：Lindeberg,Detecting Salient Blob-Like Image Structures and Their Scales with a Scale-Space Primal Sketch：A Method for Focus-of-Attention,11(3)International Journal of Computer Vision,283-318(1993)。此外，在一些實施例中，控制器400可在所擷取影像540之處理後版本中在種子12(或其他物件)周圍描繪矩形邊界548，以指示所識別種子12(或其他物件)之定位。在其他實施例中，控制器400可利用其他影像分析演算法(例如，影像分割)來識別種子12及/或縱軸542。

控制器400進一步決定種子12之長軸或縱軸542相對於所擷取影像540之橫軸546或其他水平線554的旋轉之角544。換言之，決定界定於縱軸542與橫軸546或其他水平線554之間的角544。在例示性實施例中，攝影機56經組配以擷取直線影像；如此，所擷取影像540之橫軸546可視為與攝影機56之邊緣平行。

如圖34中所示，機器人臂16能夠在照亮的圓頂54內重新定向所夾持種子12。例如，取決於必要的重新定向，機器人臂16可藉由旋轉及/或平移種子12來改變種子12之定向。因此，在圖18之方塊1214中，控制器400操作機器人臂16以定向種子12，使得縱軸542與橫軸546平行，如圖35中所示。特定而言，機器人臂16圍繞軸358旋轉種子12。在一些實施例中，控制器400可不需要精確的平行性，但可對於角544建立容限。在一些實施例中，容限可小於或等於1.0度。在其他實施例中，容限可小於或等於0.5度。在又其他實施例中，對於角544，容限可小於或等於0.3度。應暸解，可對於本文所描述之任何量測建立類似容限。如以上所指示，攝影機56及機器人臂16經校準，使得該攝影機及該機器人臂之坐標系統彼此映射，因此以使種子12之縱軸542與機器人臂之坐標系統之軸有效對準的方式來定向種子12。

返回至圖18，程序1200可前進至方塊1216，其中控制器400操作攝影機58以擷取所夾持種子12之影像550。如圖36中所示，影像550為自攝影機58之觀點的種子之側立視圖。在方塊1218中可分析影像550以識別所夾持種子12及 種子12之縱軸552。將暸解，縱軸552、578可彼此重合或可由於種子12之不規則形狀而彼此不重合。控制器400可利用斑點偵測演算法以識別種子12之定位556，且/或以與以上關於所擷取影像540之分析所描述之方式類似的方式將縱軸552定位於所擷取影像550中。

在例示性實施例中，控制器400在所擷取影像550中識別在種子12之左縱向末端562處的種子12之左垂直切片560或橫截面及在種子12之右縱向末端566處的種子12之右垂直切片564或橫截面。如圖37中所示，垂直切片560、564中每一者在寬度上為至少一像素。在例示性實施例中，切片之寬度為25個像素，但寬度在其他實施例中可改變。控制器400決定種子12之左垂直切片560之質量中心570及種子12之右垂直切片564之質量中心572。所擷取影像550中的種子12之縱軸552界定為交叉質量中心570、572兩者的線。換言之，縱軸552穿過種子12之縱向末端562、566之質量中心。控制器400進一步決定縱軸552相對於所擷取影像550之橫軸576或其他水平線578的角574。

程序1200可前進至方塊1220，其中重新定向種子12。特定而言，控制器400操作機器人臂16以定向種子12，使得縱軸552與橫軸576平行，如圖38中所示。具體而言，機器人臂16相對於所擷取影像550旋轉種子12，直至縱軸552與橫軸576平行(例如，服從容限水平，諸如在一平行度內)為止。當種子12經適當地定向時，程序1200繼續方塊1222。

在方塊1222中，控制器400操作攝影機58以自側立面(亦即，攝影機58之視野)擷取所夾持種子12之另一影像580，如圖39中所示。在方塊1224中分析影像580以識別所夾持種子12及種子12之種臍424相對於種子12之質量中心或縱軸的定位596。在例示性實施例中，控制器400利用斑點偵測以決定所擷取影像580中之種子12之定位598。另外，控制器400利用適合的演算法來決定所擷取影像580中之種子12上的種臍424之定位。例如，控制器400可使用種臍之參考影像536(參見圖32)及/或如以上所描述之影像特徵匹配演算法來決定種臍424之定位596。控制器400以類似於以上所描述之方式的方式識別種子12之縱向末端582(例如，左末端或右末端)及種子12之縱向末端582之垂直切片584。如圖40中所示，控制器400識別種子12之垂直切片584之質量中心586及種臍424之質量中心588，且在質量中心586、588之間描繪虛擬線590。控制器400進一步決定線590相對於所擷取影像580之橫軸594或種子12之縱軸552的角592。

返回至圖18，程序1200前進至方塊1226，其中控制器400操作機器人臂16以定向種子12以使種臍424之質量中心588與種子12之縱軸552對準，如圖41中所示。特定而言，機器人臂16朝向或遠離攝影機58旋轉種子12，直至質量中心586、588之間的線590與所擷取影像580之橫軸594平行為止。在該時刻，線590對應於種臍424之縱軸436，使得由種臍424之縱軸436及種子12之縱軸436界定的種子平面 438與機器人臂16之坐標系統之界定平面對準。

程序1200隨後可進前至圖19之方塊1228。在方塊1228中，控制器400操作攝影機58以自側立面擷取所夾持種子12之影像。此類影像600展示於圖43至圖48中。返回至圖19，在方塊1230中，控制器400分析所擷取影像600以決定種子12之胚軸440之定位。控制器400可使用任何適合的演算法來進行此舉。

例如，在例示性實施例中，控制器400可結合以上所描述之幾何物件識別功能及/或相關模型一起利用如圖42中所示之胚軸之參考影像612，以識別胚軸440。將暸解，控制器400已識別用於如圖46至圖48中每一者中所示的胚軸440的匹配602。然而，控制器400尚未能識別圖43至圖45中每一者中之胚軸440，因為胚軸440之一顯著部分未處於攝影機58之視野內。在該等環境中，控制器400操作機器人臂16以旋轉種子12，直至胚軸440處於攝影機58之視野內且由控制器400偵測為止。

返回至圖19，程序1200前進至方塊1232，其中控制器400決定一定位以在該定位處修整種子12之胚軸440。為進行此舉，控制器400在所擷取影像600或由攝影機58擷取的新影像中決定種子12之定位708、胚軸440之定位602及種子12之種臍424之定位710，如圖49至圖52中所示。特定而言，控制器400識別最接近胚軸440的種臍424之邊緣620及與胚軸440相同的側上的種子12之邊緣622，如圖51中所示。此外，在例示性實施例中，控制器400決定邊緣620、 622之間一半處的垂直橫截面624。垂直橫截面624與系統10將修整種子12之胚軸440所在的定位對應。在其他實施例中，控制器400可識別除邊緣620、622之間的中點之外的點(例如，基於使用者輸入)。

如以上所指示，控制器400已校準系統10，使得機器人臂16之坐標系統及攝影機58之坐標系統彼此映射。因為機器人臂16之坐標系統為已知，所以控制器400知道夾具18之中心626相對於所擷取影像600的定位。控制器400亦知道機器人臂16之坐標系統中的實體距離(例如，以毫米為單位)與攝影機58之坐標系統中的距離(例如，以像素為單位)之間的對應。該資訊用來決定中心626與所擷取影像600中之垂直橫截面624之間的水平距離628，如圖52中所示。控制器400進一步計算胚修整切割相對於夾具18之中心626的距離。

返回至圖19，在方塊1234中，控制器400決定位置以在該位置處將所夾持種子12置放於切割站30之切割塊116上以由切割刀片170修整且等分。為進行此舉，控制器400操作攝影機56以自底部觀點擷取種子12之影像640。如以上所指示，機器人臂16及攝影機56之坐標系統之間的映射為已知，因此可決定沿夾具軸358投影至所擷取影像640的點642。控制器400進一步分析所擷取影像640以識別種子12之背部邊緣644(亦即，與種臍424及胚軸440相對的邊緣)及點642與背部邊緣644之間的距離646，如圖53中所示。因為控制器400具有儲存於記憶體中的切割塊116之前壁154 之定位，所以控制器400能夠將種子12適當地安置於切割塊116上。特定而言，控制器400操作機器人臂16以將種子12安置於凸緣124上，並且由夾具軸358界定的夾具18之中心安置於遠離前壁154的所決定距離646處。

返回至圖19，在方塊1236中，控制器400決定修整及/或等分切割之深度及刀片170之安置以用於切割種子12。如以上所指示，控制器400先前決定一點以在該點處修整胚軸(亦即，如圖52中所示之垂直橫截面624)。在例示性實施例中，控制器400藉助於攝影機56、58中每一者之已知坐標系統將垂直橫截面624映射至自不同觀點取得的所擷取影像640上之對應定位650。此外，控制器400決定在對應定位650處的種子12之寬度652，如圖54中所示。控制器400亦識別種子12之背部邊緣644之定位。基於此資訊及修整切割及/或等分切割之所要深度(例如，來自使用者輸入)，控制器400能夠決定在修整及/或等分胚軸440時使切割刀片170朝向前壁154移動的距離。

控制器400亦決定切割刀片170之適當安置以用於種子12之等分。為進行此舉，控制器400操作攝影機58以擷取種子12之影像660且分析所擷取影像660以定位胚軸440之質量中心662，如圖55中所示。如以上所指示，控制器400可首先結合參考影像612(參見圖42)使用例如特徵匹配演算法來決定所擷取影像660中之胚軸440之定位602。此外，控制器400決定種子12之底邊緣666與胚軸440之質量中心662之間的距離664。如以上所指示，控制器400可將像素 距離轉換成實體距離。因此，距離664用來決定在凸緣124上方進行水平等分切割的距離。

返回參考圖15，一旦控制器400決定種子12之適當定向以用於修整及等分，程序1000前進至圖16之方塊1020。在方塊1020處，控制器400操作機器人臂16以將所夾持種子12安置於切割塊116上。如以上所描述，基於儲存於記憶體中之結構資料，控制器400能夠決定夾具軸358與所夾持種子12之背部邊緣644之間的距離646。因此，在例示性實施例中，控制器400操作機器人臂16以在夾具軸358安置於遠離切割塊116之前壁154的所決定距離646處的點處將種子12安置於凸緣124上。在距離646處，種子12經安置以用於以適當深度及定向切割。在例示性實施例中，種子12經安置使得種子12之背部邊緣644僅接觸切割塊116之前壁154。

在方塊1022中，控制器400操作切割裝置112以修整胚軸440。為進行此舉，控制器400啟動壓縮空氣源230以使軸桿224(且因此顎部244、246)圍繞軸226旋轉。軸桿224經旋轉以垂直地安置切割刀片170(亦即，垂直於切割塊116之凸緣124)。如圖56中所示，切割刀片170與界定於凸緣124中之狹槽164對準。

控制器400可亦操作中間驅動級210以舉起或降低切割刀片170，如由圖56中之箭頭700所指示。為修整胚軸440，控制器400操作切割裝置112之驅動級194以使切割刀片170朝向塊116上之種子12沿軸226線性地前進。如圖57 中所示，使切割刀片170前進至狹槽164及種子12中，直至切割刀片170到達先前決定的切割距離(例如，相對於前壁154)，藉此修整胚軸440。

如圖63中所示，使切割刀片170前進穿過胚軸440以將軸440之尖端442與軸440之剩餘部分分開。如以上所描述，通常，可留下1/3與1/2之間的胚軸440經附接。換言之，1/2與2/3之間的胚軸440可連同尖端442一起自胚軸440之剩餘部分修整。在例示性實施例中，當修整胚軸440時，切割刀片170不穿透子葉412、414。在一些實施例中，可為合意的是，藉由使切割刀片170進一步前進至種子10中來創傷子葉412、414。控制器400隨後可操作驅動級194以移動切割刀片170遠離種子12且將切割刀片170移出狹槽164。

程序1000隨後可前進至方塊1024，其中控制器400操作切割裝置112以水平地安置切割刀片170以用於種子12之等分。為進行此舉，控制器400啟動壓縮空氣源230以使軸桿224(且因此顎部244、246)圍繞軸226自圖56至圖57中所示之垂直位置旋轉至圖58中所示之水平位置。控制器400可亦操作中間驅動級210以舉起或降低切割刀片170以使切割刀片170與種子12之縱軸418對準。如以上所論述，控制器400可使用距離664及其他已知實體尺寸來決定在凸緣124上方切割刀片170所安置的距離。

在程序1000之方塊1026中，控制器400朝向前壁154移動切割刀片170以等分種子12。為進行此舉，控制器400操作切割裝置112之驅動級194以使切割刀片170朝向塊 116上之種子12沿軸226線性地前進。如圖59中所示，使切割刀片170前進至種子12中，直至切割刀片170到達如以上所描述之先前決定的等分距離(例如，相對於前壁154)為止。

如圖64中所示，使切割刀片170與由種臍424之縱軸436及種子12之縱軸418界定的平面438對準，且沿平面438前進穿過種皮416及種臍424，藉此在種子12中產生開口702。胚軸440經切片成附接至子葉412的中間區段704及附接至子葉414的橫向區段706。如圖64中所示，切割刀片170通過胚軸440之基底444。將暸解，在例示性實施例中，切割刀片170並非將種子12完全地等分為兩段。而是，在胚修整及等分之後，種子12可仍由夾具18作為單個段運輸。控制器400隨後可操作驅動級194以移動切割刀片170遠離種子12。

在程序1000之方塊1028中，控制器400操作機器人臂16以將等分種子12移動至定位於對應接收區域26處的板塊38。控制器400隨後取消啟動負壓源356以使等分種子12降落至板塊38上。在方塊1030中，控制器400操作機器人臂16以自切割塊116清潔任何碎片。在一些實施例中，機器人臂16可沿凸緣124之上壁156執行一或多遍夾具18以清潔碎片。在其他實施例中，夾具總成320包括壓力源，該壓力源電氣地耦合至控制器400且經組配以傳遞加壓流體(例如，壓縮空氣)穿過通道352、354以驅除諸如碎片的輕物件。在此類實施例中，控制器400可傳遞操作壓力源以在夾具18沿凸緣124經過時將加壓流體傳遞至切割塊116。

在方塊1032中，控制器400可操作機器人臂16及切割裝置112以間歇地替換切割刀片170。取決於特定實施例，在預定量的時間已流逝之後，在已處理臨限數目的種子12之後且/或回應於另一條件，可替換切割刀片170。

將暸解，可針對傳遞區域24中的板塊36上之每一種子12重複程序1000或程序1000之部分。此外，可使用兩個機器人臂16實行程序1000，使得臂16交替站28、30之使用。此外，應暸解，可以一或多個機器人臂16實行程序，每一機器人臂利用其自己的專用站28、30。

在已將切割後種子12中之一或多個置放於接收區域26中之後，使用者可自系統10移除種子12以用於進一步處理。使用者可尤其將子葉與種皮移出分開，另外創傷子葉，或以農桿菌培養接種子葉。為將種皮416與子葉412、414分開，使用者可加寬開口702以進一步暴露子葉412、414。可自種皮416移除子葉412、414，且丟棄種皮416。如圖65中所示，可稱為分裂大豆種子或子葉分段的每一子葉包括胚軸之區段。在例示性實施例中，子葉分段412包括胚軸440之區段704，而子葉分段414包括胚軸440之區段706。子葉分段412、414中每一者隨後為進一步處理做好準備，包括額外創傷或以農桿菌培養的接種。

農桿菌培養為用於將表現載體引入植物中的廣泛利用的方法，該方法基於農桿菌之自然轉形系統。Horsch等人，Science 227：1229(1985)。根癌土壤桿菌(A.tumefaciens)及農桿根群菌(A.rhizogenes)為已知用來基因 轉形植物細胞的植物病原土壤細菌。根癌土壤桿菌及農桿根群菌之腫瘤誘生質體(Ti plasmid)及根誘生質體(Ri plasmid)分別攜帶負責植物之基因轉形的基因。Kado,C.I.,Crit.Rev.Plant.Sci.10：1(1991)。用於農桿菌介導基因轉移之農桿菌載體系統及方法之描述亦為可利用的，例如，Gruber等人，supra,Miki等人，supra,Moloney等人，Plant Cell Reports 8：238(1989)，以及美國專利第4,940,838號及第5,464,763號。

若將農桿菌用於轉形，則應將要插入的DNA複製為特殊質體，亦即，複製為中間載體或複製為二元載體。中間載體不可在農桿菌中增殖該等中間載體自身。中間載體可藉由協助性質體(結合)轉移至農桿菌中。Japan Tobacco Superbinary系統為此系統之一實例(由Komari等人(2006)在以下文獻中評論：Methods in Molecular Biology(K.Wang編輯)第343期：Agrobacterium Protocols(第2版，第1卷)HUMANA PRESS公司，Totowa，NJ，第15-41頁；以及Komori等人，(2007)Plant Physiol.145：1155-1160)。二元載體可在大腸桿菌及農桿菌兩者中增殖該等二元載體自身。該等二元載體包含由右T-DNA邊界區及左T-DNA邊界區構造的選擇標記基因及連接子(linker)或聚連接子(polylinker)。該等二元載體可直接轉形成農桿菌(Holsters,1978)。用作寄主細胞的農桿菌將包含攜帶vir區的質體。Ti質體或Ri質體亦包含T-DNA之轉移所必需的vir區。vir區為T-DNA至植物細胞中之轉移所必需的。可含有額外T-DNA。

當使用二元T DNA載體(Bevan(1984)Nuc.Acid Res.12：8711-8721)或共培養程序(Horsch等人(1985)Science 227：1229-1231)使細胞由細菌感染時，農桿菌寄主之毒性功能將指導含有構造及鄰近標記的T鏈(T-strand)至植物細胞DNA中之插入。通常，農桿菌轉形系統用來設計(engineer)雙子葉植物(Bevan等人(1982)Ann.Rev.Genet 16：357-384；Rogers等人(1986)Methods Enzymol.118：627-641)。農桿菌轉形系統亦可用來轉形DNA並且將DNA轉移至單子葉植物及植物細胞。參見美國專利第5,591,616號；Hernalsteen等人(1984)EMBO J 3：3039-3041；Hooykass-Van Slogteren等人(1984)Nature 311：763-764；Grimsley等人(1987)Nature 325：1677-179；Boulton等人(1989)Plant Mol.Biol.12：31-40；以及Gould等人(1991)Plant Physiol.95：426-434。

包含胚軸之一部分的分裂大豆種子可通常以含有適合的基因構造的農桿菌培養嫁接約0.5至3.0小時，更通常地嫁接約0.5小時，接著為在適合的培養基上一段共培養多達約5天。推定地含有轉基因之複本的外植體起因於包含胚軸之一部分的轉形分裂大豆種子之培養。此等外植體可經識別且隔離以用於進一步組織繁殖。

若干替代性技術可亦用於將DNA插入寄主植物細胞中。該等技術包括但不限於以由作為轉形劑的根癌土壤桿菌或農桿根群菌傳遞的T-DNA的轉形。農桿菌技術之實例描述於例如以下專利文獻中：美國專利第5,177,010號、美國專利第5,104,310號、歐洲專利申請案第0131624B1 號、歐洲專利申請案第120516號、歐洲專利申請案第159418b1號、歐洲專利申請案第176112號、美國專利第5,149,645號、美國專利第5,469,976號、美國專利第5,464,763號、美國專利第4,940,838號、美國專利第4,693,976號、歐洲專利申請案第116718號、歐洲專利申請案第290799號、歐洲專利申請案第320500號、歐洲專利申請案第604662號、歐洲專利申請案第627752號、歐洲專利申請案第0267159號、歐洲專利申請案第0292435號、美國專利第5,231,019號、美國專利第5,463,174號、美國專利第4,762,785號、美國專利第5,004,863號及美國專利第5,159,135號。含T-DNA的載體對於植物細胞之轉形的使用已經深入研究且充分地描述於歐洲專利申請案120516；An等人(1985,EMBO J.4：277-284)、Fraley等人(1986,Crit.Rev.Plant Sci.4：1-46)以及Lee及Gelvin(2008,Plant Physiol.146：325-332)中，且在領域中經良好地建立。

植物轉形之另一已知方法為微彈丸介導轉形(microprojectile-mediated transformation)，其中DNA攜帶於微彈丸之表面上。在此方法中，表現載體係以基因槍(biolistic device)引入植物組織中，該基因槍使微彈丸加速至足以穿透植物細胞壁及細胞膜的速度。Sanford等人，Part.Sci.Technol.5：27(1987)；Sanford,J.C.,Trends Biotech.6：299(1988)；Sanford,J.C.,Physiol.Plant 79：206(1990)；Klein等人，Biotechnology 10：268(1992)。

替代地基因轉移及轉形方法包括但不限於經由 氯化鈣沉澱的原生質體轉形、裸DNA之聚乙二醇(PEG)或電穿孔介導攝取(參見Paszkowski等人(1984)EMBO J 3：2717-2722，Potrykus等人(1985)Molec.Gen.Genet.199：169-177；Fromm等人(1985)Proc.Nat.Acad.Sci.USA 82：5824-5828；以及Shimamoto(1989)Nature 338：274-276)及植物組織之電穿孔(D'Halluin等人(1992)Plant Cell 4：1495-1505)。

雖然已在圖式及先前描述中詳細地例示且描述本揭示案，但此例示及描述在特性方面將被視為示範性的而非限制性的，應理解，已展示且描述僅例示性實施例且希望在本揭示案之精神內的所有變化及修改將受保護。

存在起因於本文所描述之方法、設備及系統之各種特徵的本揭示案之多個優點。將注意到，本揭示案之方法、設備及系統之替代性實施例可並未包括所描述之所有特徵但仍受益於此類特徵之至少一些優點。一般技術者可容易地設計其自己的方法、設備及系統之實行方案，該等實行方案併入本發明之特徵中之一或多個且落入如由隨附申請專利範圍所定義的本揭示案之精神及範疇內。

10‧‧‧系統

12‧‧‧種子/大豆種子

14‧‧‧處理站/站

16‧‧‧機器人臂/臂

18‧‧‧夾具

52‧‧‧攝影機

312‧‧‧托盤攝影機/攝影機

Claims (21)

1. 一種切割塊，其包含：一本體，其包括一前壁及遠離該前壁而延伸的一大體上平面的上壁，其中(i)一第一開口界定於該前壁中，(ii)一第二開口界定於該上壁中，且(iii)多個內壁自該第一開口及該第二開口向內延伸以在該前壁及該上壁中界定一狹槽，該狹槽經定大小以接收一切割工具。
2. 如請求項1之切割塊，其中：該上壁自該前壁延伸至一後邊緣，且該本體進一步包括自該後邊緣向上延伸的一大體上平面的側壁。
3. 如請求項2之切割塊，其中：該側壁為自該上壁之該後邊緣延伸至一上邊緣的一第一側壁，且該本體進一步包括自該第一側壁之該上邊緣延伸的一第二側壁，該第二側壁相對於該第一側壁及該本體之該上壁傾斜地延伸。
4. 如請求項3之切割塊，其中：該第二側壁自該第一側壁之該上邊緣延伸至一頂邊緣，且該本體進一步包括自該第二側壁之該頂邊緣延伸的一頂壁，該頂壁相對於該第二側壁傾斜地延伸。
5. 如請求項4之切割塊，其中該頂壁平行於該切割塊之該上壁而延伸。
6. 如請求項2之切割塊，其中該狹槽自該前壁中之該第一開口延伸至一背部邊緣，該背部邊緣安置於該前壁與該上壁之該後邊緣之間。
7. 如請求項1之切割塊，其中該第一開口安置於該前壁之一中心。
8. 如請求項1之切割塊，其中該本體形成為一單塊金屬本體。
9. 如請求項1之切割塊，其中該本體以一自動切割系統緊固至一表面。
10. 一種切割系統，其包含：一自動切割系統，其包括一切割工具，及一切割塊，其包括一上壁及界定於該上壁中的一狹槽，該狹槽經定大小以接收該自動切割系統之該切割工具，其中該自動切割系統可操作以(i)相對於該切割塊沿一第一軸線性地移動該切割工具，且(ii)圍繞該第一軸旋轉該切割工具以安置該切割工具用於插入該狹槽中。
11. 如請求項10之切割系統，其中該自動切割系統進一步包括：一電動馬達，其可操作以沿該第一軸線性地移動該切割工具，及 一氣動裝置，其可操作以圍繞該第一軸旋轉該切割工具。
12. 如請求項11之切割系統，其中該自動切割系統進一步包括一對可動顎部，該對可動顎部經組配以接收該切割工具，該對可動顎部可操作以在(i)該切割工具可自該等顎部移除的一解鎖位置與(ii)該切割工具保持於該等顎部上的一鎖定位置之間移動。
13. 如請求項12之切割系統，其中該自動切割系統進一步包括一第二氣動裝置，該第二氣動裝置可操作以在該解鎖位置與該鎖定位置之間移動該對顎部。
14. 如請求項13之切割系統，其中該自動切割系統進一步包括一電子控制器，該電子控制器包括(i)一處理器、(ii)一記憶體裝置，及(iii)多個儲存於該記憶體裝置中之指令，該等多個指令當藉由該處理器來執行時致使該處理器：(i)操作一第一壓縮空氣源以將該對顎部自該解鎖位置移動至該鎖定位置，(ii)操作一第二壓縮空氣源以使該切割工具圍繞該第一軸旋轉至一定向，其中該切割工具垂直地延伸，且(iii)操作該第一電動馬達以使該切割工具前進至該切割塊中所界定的該狹槽內。
15. 如請求項14之切割系統，其中該電子控制器進一步包括多個指令，該等多個指令當藉由該處理器來執行致時使該處理器： (i)操作該第一電動馬達以自該切割塊中所界定的該狹槽移除該切割工具，(ii)操作該第二壓縮空氣源以使該切割工具圍繞該第一軸旋轉至一第二定向，其中該切割工具水平地延伸，且(iii)操作該第一電動馬達以使該切割工具前進超過該切割塊之該上壁。
16. 如請求項10之切割系統，其中：該切割塊包括一前壁及遠離該前壁而延伸的大體上平面的上壁，以及一第一開口界定於該前壁中，一第二開口界定於該上壁中，以及多個內壁自該第一開口及該第二開口向上延伸以在該前壁及該上壁中界定出該狹槽。
17. 如請求項10之切割系統，其中該切割工具可移除地耦合至該自動切割系統。
18. 一種切割一種子之方法，該方法包含：操作一第一電動馬達以使一切割工具沿一第一軸前進至一切割塊中所界定的一狹槽中且在該種子中進行一第一切割，操作一壓縮空氣源以使該切割工具圍繞該第一軸旋轉，及操作該第一電動馬達以使該切割工具前進至該種子中以進行一第二切割。
19. 如請求項18之方法，其進一步包含： 將該切割工具安置於一對顎部上，及操作一第二壓縮空氣源以移開該對顎部，用以將該切割工具緊固至該對顎部。
20. 如請求項19之方法，其中將該切割工具安置於該對顎部上包括將該切割工具附接至一機器人臂。
21. 如請求項20之方法，其進一步包含操作一負壓源以將該切割工具經由吸力附接至該機器人臂。