TWI795909B - 自動化細胞培養裝置及自動化細胞培養系統 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種自動化細胞培養裝置及自動化細胞培養系統。其包含有一控制模組、一多軸機械手臂、一替換件、一連接件、及至少一終端效應器。多軸機械手臂電性連接控制模組。替換件的一側固接於所述多軸機械手臂的一端。連接件固接於替換件的另一側，連接件具有一電磁鐵，且電磁鐵電性連接控制模組。至少一終端效應器可以被磁化。至少一終端效應器的一定位凹部與連接件的一定位凸部互相卡合定位。電磁鐵通過所述控制模組提供的電力產生一磁力以使所述連接件與至少一終端效應器相互吸附。控制模組設置有一程序以執行自動化細胞培養，且程序包含複數個控制訊號及複數個軌跡。

Description

自動化細胞培養裝置及自動化細胞培養系統

本發明涉及一種細胞培養裝置及細胞培養系統，特別是涉及一種自動化細胞培養裝置及自動化細胞培養系統。

細胞培養為重要的生物學技術，廣泛應用於生物學及醫學領域，例如生理研究、病理研究、物質毒性研究、藥物開發及再生醫學等。

現有的細胞培養過程需仰賴人為控制操作，然而培養細胞需要持續的照顧，且操作者在過程中經常需要規律且重複不斷地持續動作，導致出錯率及細胞汙染率隨之增加。再者，不同操作者之實驗操作方式不盡相同，亦可能導致實驗結果之變異。

故，提供自動化細胞培養系統來避免細胞汙染及降低人為誤差，已成為該領域所欲解決的重要課題之一。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種自動化細胞培養裝置及自動化細胞培養系統。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種自動化細胞培養裝置，其包含有一控制模組、一多軸機械手臂、一 替換件、一連接件、及至少一終端效應器。所述多軸機械手臂電性連接所述控制模組。所述替換件的一側固接於所述多軸機械手臂的一端。所述連接件固接於所述替換件的另一側，所述連接件具有至少一定位凸部，所述至少一定位凸部內具有一電磁鐵，且所述電磁鐵電性連接所述控制模組。所述至少一終端效應器可以被磁化，所述至少一終端效應器具有一定位凹部，所述至少一終端效應器的所述定位凹部與所述連接件的所述至少一定位凸部互相卡合定位。所述電磁鐵通過所述控制模組提供的電力產生一磁力以使所述連接件與所述至少一終端效應器相互吸附，並在所述控制模組中斷電力後與所述至少一終端效應器分離。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是提供一種自動化培養系統，其包含有一控制模組、一多軸機械手臂、一替換件、一連接件、及至少一終端效應器。所述多軸機械手臂電性連接所述控制模組。所述替換件的一側固接於所述多軸機械手臂的一端。所述連接件固接於所述替換件的另一側，所述連接件具有至少一定位凸部，所述至少一定位凸部內具有一電磁鐵，且所述電磁鐵電性連接所述控制模組。所述至少一終端效應器可以被磁化，所述至少一終端效應器具有一定位凹部，所述至少一終端效應器的所述定位凹部與所述連接件的所述至少一定位凸部互相卡合定位。所述電磁鐵通過所述控制模組提供的電力產生一磁力以使所述連接件與所述至少一終端效應器相互吸附，並在所述控制模組中斷電力後與所述至少一終端效應器分離。此外，所述控制模組設置有一程序以執行自動化細胞培養，且所述程序包含複數個控制訊號及複數個軌跡。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的自動化細胞培養裝置及自動化細胞培養系統，其能取代培養細胞的人為操作以節省人力成本，並可避免細胞汙染及降低人為誤差。此外，在多軸機械手臂的一端設置 電磁鐵，可藉此更換不同的終端效應器以對不同的器具進行取放，除了可應對不同的需求，更提供優於夾爪的靈活性。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

1:控制模組

2:多軸機械手臂

21:自由端

211:法蘭面

3:替換件

311:第一法蘭面

312:第二法蘭面

4:連接件

41:定位凸部

42:電磁鐵

5a:細胞培養容器治具

51:第一組合件

511:第一結構

512:第一平面

513:第二結構

52:第二組合件

521:第一結構

522:底部

523:凸肋

524:第二結構

525:第二平面

5b:電動移液器治具

53:定位凹部

6a:細胞培養皿

61:上蓋

62:下底

7:影像處理模組

71:影像擷取裝置

72:影像辨識裝置

圖1為本發明第一實施例的自動化細胞培養裝置的示意圖。

圖2為本發明第一實施例的自動化細胞培養裝置的使用狀態示意圖。

圖3為本發明第一實施例的替換件的立體示意圖。

圖4為本發明第一實施例的替換件搭配連接件的示意圖。

圖5為本發明第一實施例的細胞培養容器治具搭配細胞培養皿的示意圖。

圖6為本發明第一實施例的細胞培養容器治具的第一結構的立體示意圖。

圖7為本發明第一實施例的細胞培養容器治具的第二結構的立體示意圖。

圖8為本發明第一實施例的電動移液器治具的立體示意圖。

圖9為本發明第一實施例的自動化細胞培養裝置的另一示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“細胞培養系統”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發 明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

參閱圖1至圖8所示，本發明第一實施例提供一種自動化細胞培養裝置，其包括：一控制模組1、一多軸機械手臂2、一替換件3、一連接件4及至少一終端效應器5(如以下實施例所述的細胞培養容器5a及/或電動移液器治具5b)。

所述控制模組1可以包含一中央處理器、一特殊應用積體電路或是一微處理器。此外，所述控制模組1還包含一電源裝置。

所述多軸機械手臂2電性連接所述控制模組1，其具有多個機械關節。在本實施例中，所述多軸機械手臂2為一六軸機械手臂，但不以此為限。所述多軸機械手臂2的一端具有一自由端21，且所述自由端21上形成一法蘭面211。所述多軸機械手臂2的所述自由端21的所述法蘭面211用以對齊形成於所述替換件3的一側的第一法蘭面311，所述替換件3通過所述多軸機械手臂2的所述自由端21的所述法蘭面211與所述替換件3的所述第一法蘭面311固接於所述多軸機械手臂2。

如圖2至圖4所示，所述替換件3的另一側具有至少一第二法蘭面312，且所述替換件3的所述另一側的所述至少一第二法蘭面312用以固接一連接件4。所述連接件4具有一朝外的定位凸部41，所述定位凸部41對應於所述 至少一終端效應器5的一側的一定位凹部並能互相卡合定位。該連接件4的所述定位凸部41的形狀不做具體限定，只要能夠對具有相應形狀的所述至少一終端效應器5的所述一側的所述定位凹部實現定位作用即可。此外，所述連接件4的所述定位凸部41內具有一電磁鐵42，所述電磁鐵42電性連接控制所述模組1，並通過所述控制模組1提供的電力產生一磁力。

在本實施例中，所述至少一終端效應器5為一治具，且所述治具可以被磁化。由於所述電磁鐵42能夠通過所述控制模組1提供的電力產生一磁力，因此能夠暫時與所述至少一終端效應器5相互吸附，並可在所述控制模組1中斷電力後互相分離。在一較佳實施例中，所述治具係以一電腦數值控制(computer numerical control，CNC)加工而成之治具。

在本實施例中，所述替換件3的所述另一側具有3個第二法蘭面312(如圖2至圖4所示)，也就是說，所述多軸機械手臂2的所述一端的自由端21可以固接3個連接件4，並且能夠通過磁力吸附3個終端效應器5，但不予限制。

在本實施例中，所述至少一終端效應器5為一細胞培養容器治具5a。如圖5至圖7所示，所述細胞培養容器治具5a包含一第一組合件51及一第二組合件52。所述細胞培養容器5a的所述第一組合件51的一第一結構511形成一第一平面512，所述第一平面512的一第一側為一半圓形，所述第一平面512的一第二側為一長方形，且所述第一平面512在所述第二側向外突出形成一長方體。所述第一組合件51的所述第一結構511所構成的形狀可與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相配合而能互相卡合定位。所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的一第二結構513的一第一側形成一凹部，其中所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第二結構513的所述第一側的所述凹部為一圓弧形，使所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51可 以與一細胞培養容器的一外周緣的一部份互相配合，以使所述細胞培養容器治具5a通過所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第二結構513的所述第一側固持所述細胞培養容器。在本實施例中，所述細胞培養容器為一細胞培養皿6a，且所述細胞培養皿6a的一上蓋61的一外周緣的一部分黏接至所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第二結構513的所述第一側。所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的一第一結構521的一底部522形成一中空圓盤，可以與所述細胞培養皿6a的一下底62的一外周緣互相配合，且所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第一結構521的所述底部522的相對兩側各具有一凸肋523，從而使得所述細胞培養容器能有更好的固定效果。在本實施例中，所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第一結構521的所述底部522與所述細胞培養皿6a的所述下底62的所述外周緣互相配合，並且通過所述凸肋523而穩定地承載於所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第一結構521的所述底部522。所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的一第二結構524形成一第二平面525，所述第二平面525的一第一側為一半圓形，所述第二平面525的一第二側為一長方形，且所述第二平面525在所述第二側向外突出形成一長方體。所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第二結構524所構成的形狀可與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相配合而能互相卡合定位。也就是說，所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第一結構511所構成的形狀與所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第二結構524所構成的形狀相同，皆可用於與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相配合而能互相卡合定位。此外，所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第二結構513的一第二側形成一凹部，所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第二結構513的所述第二側的所述凹部的可與所述 細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第二結構524的所述第二平面525的所述第一側的所述半圓形互相抵接。

在另一實施例中，所述細胞培養容器可為一細胞培養盤或一細胞培養瓶，但不予限制。因此，所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第二結構513的所述第一側的所述凹部的形狀可根據細胞培養容器種類而變化，例如所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第二結構513的所述第一側的所述凹部的形狀可為一長方形以與所述細胞培養盤或所述細胞培養瓶的外形互相配合。所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第一結構521的所述底部522的形狀亦可根據細胞培養容器種類而變化，例如所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第一結構521的所述底部522的形狀可為一長方形以與所述細胞培養盤或所述細胞培養瓶的外形互相配合。

在另一實施例中，如圖8所示，所述至少一終端效應器5為一電動移液器治具5b，所述電動移液器治具5b固接於一電動移液器(未示於圖中)上，且所述電動移液器電性連接至所述控制模組1，通過所述控制模組1提供的電力及控制訊號執行其功能。所述電動移液器治具5b的一第一側形成一定位凹部53，且所述第一側的所述定位凹部53的形狀可與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相配合而能互相卡合定位。所述電動移液器治具5b的一第二側向內凹陷形成一凹部，所述第二側的所述凹部可以與所述電動移液器的外形互相配合，且所述電動移液器治具5b的所述第二側通過一環狀結構與所述電動移液器固接。

在另一實施例中，如圖9所示，所述自動化細胞培養裝置還可包括一影像處理模組7，且所述影像處理模組7連接至所述控制模組1。所述影像處理模組7能傳送一決策訊號至所述控制模組1，或是所述控制模組能傳送一 控制訊號至所述影像處理模組7。所述影像處理模組至少包括一影像擷取裝置71及一影像辨識裝置72。所述影像擷取裝置71用於擷取細胞培養之的一第一影像資訊，且所述影像擷取裝置71可以為一光學顯微鏡、一螢光顯微鏡、一正立顯微鏡、一倒立顯微鏡，但不予限制。所述影像辨識裝置72可以是一中央處理器、一特殊應用積體電路、一圖像處理器或是一微處理器，但不予限制。

[第二實施例]

本發明第二實施例提供一種自動化細胞培養系統SYS1。所述自動化細胞培養系統SYS1至少包括第一實施例的所述控制模組1、所述多軸機械手臂2、所述替換件3、所述連接件4及所述至少一終端效應器5，其結構、相互關係與功能在此不做贅述。

本實施例的自動化細胞培養系統SYS1的所述控制模組1設置有一程序，主要是用於提供一常規的自動化細胞培養系統。具體來說，所述程序包含培養容器的取放、培養容器開關上蓋、電動移液器取放、電動移液器操作等，包含以下步驟：

S1：所述控制模組1傳送一第一控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第一軌跡位移至一細胞培養箱中的一細胞培養容器的一第一位置，並通過所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第二結構524所構成的形狀與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相卡合定位，使所述連接件4的所述電磁鐵42產生一磁力，並以磁力吸附所述細胞培養容器治具5a。

S2：所述控制模組1傳送一第二控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二軌跡位移並將其以磁力吸附的所述細胞培養容器治具5a及承載在所述細胞培養容器治具5a的所述細胞培養皿6a移送至一無菌操作平台的一第二位置，中斷所述連接件4的所述電磁鐵42所產生的磁力，使所述細胞培養 容器治具5a及承載在所述細胞培養容器治具5a的所述細胞培養皿6a置放於所述無菌操作平台。

S3：所述控制模組1傳送一第三控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第三軌跡位移至對應所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第一結構511的一第三位置，並通過所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51的所述第一結構511所構成的形狀與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相卡合定位，使所述連接件4的所述電磁鐵42產生一磁力，並以磁力吸附所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51。

S4：所述控制模組1傳送一第四控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第四軌跡位移並將其以磁力吸附的所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51及其所固持的所述細胞培養皿6a的所述上蓋61移送至所述無菌操作平台的一第四位置，中斷所述連接件4的所述電磁鐵42所產生的磁力，使所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51及其所固持的所述細胞培養皿6a的所述上蓋61置放於所述第四位置。

S5：所述控制模組1傳送一第五控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第五軌跡位移至置放所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器的一第五位置，並通過所述電動移液器治具5b的所述第一側的所述定位凹部53與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相卡合定位，使所述連接件4的所述電磁鐵42產生一磁力，並以磁力吸附所述電動移液器治具5b。

S6：所述控制模組1傳送一第六控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第六軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器移送至一第一移液器吸管尖的一第六位置，使所述電動移液器與所述第一移液器吸管尖結合。

S7：所述控制模組1傳送一第七控制訊號至所述多軸機械手臂2 使其依一第七軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器及所述電動移液器結合的所述第一移液器吸管尖移送至一第七位置，且於所述第七位置所述第一移液器吸管尖可接觸所述細胞培養皿6a內的細胞培養液。

S8：所述控制模組1傳送一第八控制訊號至所述電動移液器使其通過所述第一移液器吸管尖吸取一第一體積的細胞培養液。

S9：所述控制模組1傳送一第九控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第九軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器及所述電動移液器結合的所述第一移液器吸管尖移送至一廢液儲存的第八位置。

S10：所述控制模組1傳送一第十控制訊號至所述電動移液器使其通過所述第一移液器吸管尖排除所述第一體積的細胞培養液。

S11：所述控制模組1傳送一第十一控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第十一軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器位移及所述電動移液器結合的所述第一移液器吸管尖移送至一使用過移液器吸管尖儲存的一第九位置。

S12：所述控制模組1傳送一第十二控制訊號至所述電動移液器使其解除與所述第一移液器吸管尖的結合。

S13：所述控制模組1傳送一第十三控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第十三軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器移送至一第二移液器吸管尖的一第十位置，使所述電動移液器與所述第二移液器吸管尖結合。

S14：所述控制模組1傳送一第十四控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第十四軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及 其固接的所述電動移液器及該所述電動移液器結合的所述第二移液器吸管尖移送至一新鮮細胞培養液置放的一第十一位置。

S15：所述控制模組1傳送一第十五控制訊號至所述電動移液器使其通過該所述第二移液器吸管尖吸取一第二體積的所述新鮮細胞培養液。

S16：所述控制模組1傳送一第十六控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第十六軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器及所述電動移液器結合的所述第二移液器吸管尖移送至所述第七位置。

S17：所述控制模組1傳送一第十七控制訊號至所述電動移液器使其通過所述第二移液器吸管尖排除所述第二體積的所述新鮮細胞培養液至所述細胞培養皿6a內。

S18：所述控制模組1傳送一第十八控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第十八軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器及所述電動移液器結合的所述第二移液器吸管尖移送至所述使用過移液器吸管尖儲存的所述第九位置。

S19：所述控制模組1傳送一第十九控制訊號至所述電動移液器使其解除與所述第二移液器吸管尖的結合。

S20：所述控制模組1傳送一第二十控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二十軌跡位移並將其以磁力吸附的所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器5b移送至所述第五位置，中斷所述連接件4的所述電磁鐵42所產生的磁力，使所述電動移液器治具5b及其固接的所述電動移液器置放於所述第五位置。

S21：所述控制模組1傳送一第二十一控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二十一軌跡位移至所述第四位置，並通過所述細胞培養容器 治具5a的所述第一組合件51的所述第一結構511所構成的形狀與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相卡合定位，使所述連接件4的所述電磁鐵42產生一磁力，並以磁力吸附所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51。

S22：所述控制模組1傳送一第二十二控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二十二軌跡位移並將其以磁力吸附的所述細胞培養容器治具5a的所述第一組合件51及其所固持的所述細胞培養皿6a的所述上蓋61移送至所述第三位置，中斷所述連接件4的所述電磁鐵42所產生的磁力，使所述細胞培養皿6a的所述上蓋61蓋回所述細胞培養皿6a的所述下底62。

S23：所述控制模組1傳送一第二十三控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二十三軌跡位移至所述第二位置，通過所述細胞培養容器治具5a的所述第二組合件52的所述第二結構524所構成的形狀與所述連接件4的所述定位凸部41的形狀互相卡合定位，使所述連接件4的所述電磁鐵42產生一磁力，並以磁力吸附所述細胞培養容器治具5a。

S24：所述控制模組1傳送一第二十四控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二十四軌跡位移並將其以磁力吸附的所述細胞培養容器治具5a及承載在所述細胞培養容器治具5a的所述細胞培養皿6a移送至一第十二位置。

S25：所述控制模組1傳送一第二十五控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二十五軌跡位移產生一「8」字形位移軌跡，以使所述細胞培養皿6a內的細胞培養液均勻分散於所述細胞培養皿6a的所述下底62。使用者可依其需求訓練所述多軸機械手臂2進行不同位移產生不同形狀的位移軌跡以使細胞培養液均勻分散於所述細胞培養皿6a的所述下底62，但不予限制。

S26：所述控制模組1傳送一第二十六控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二十六軌跡位移並將其以磁力吸附的所述細胞培養容器治 具5a及承載在所述細胞培養容器治具5a的所述細胞培養皿6a移送至所述第一位置，中斷所述連接件4的所述電磁鐵42所產生的磁力，使所述細胞培養容器治具5a及承載在所述細胞培養容器治具5a的所述細胞培養皿6a置放於所述第一位置。

然而，上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。舉例來說，所述自動化細胞培養系統SYS1的所述控制模組1亦可設置另一程序以使自動化細胞培養系統SYS1進行細胞繼代培養的步驟。此外，所述自動化細胞培養系統SYS1的所述控制模組1的所述程序的所述步驟亦可根據使用者需求進行步驟之增減或調換順序。

[第三實施例]

本發明第三實施例提供一種自動化細胞培養系統SYS2。其與第二實施例之差異在於，在本實施例中，所述自動化細胞培養系統SYS2還包含所述影像處理模組7。其結構、相互關係與功能如第一實施例所述，在此不做贅述。

在本實施例中，設置於所述控制模組1的所述程序的S1步驟後可包含以下的步驟：

S27：所述控制模組1傳送一第二十七控制訊號至所述多軸機械手臂2使其依一第二十七軌跡位移並將其以磁力吸附的所述細胞培養容器治具5a及承載在所述細胞培養容器治具5a的所述細胞培養皿6a位移至所述影像處理模組7的一第十三位置。

S28：所述控制模組1傳送一第二十八控制訊號至所述影像處理模組7使其進行影像擷取與細胞狀態辨識。

S29：所述影像處理模組7以U-Net類神經網路進行細胞狀態辨識。在本實施例中，所述影像處理模組7採用U-Net類神經網路進行幹細胞辨 識，但在此不做限制。首先，所述影像擷取裝置71取得的一第一影像資訊IMG1會先進行一人為預先細胞分類以取得一第二影像資訊IMG2，且所述第一影像IMG1及所述第二影像資訊IMG2均傳送至所述影像辨識裝置72。所述第一影像IMG1的預先細胞分類可視需求進行不同類別的分類，在此不做限制。舉例來說，如圖所示，所述第一影像IMG2的細胞群落經分類後所取得的所述第二影像IMG2可區分為正常幹細胞、分化幹細胞、不確定細胞型態及無細胞區。所述第一影像IMG1通過該影像辨識模組的U-Net類神經網路的深度學習後，可產生近似於所述第二影像IMG2的對應正常幹細胞的一第三影像IMG3、對應分化幹細胞的一第四影像IMG4、對應不確定細胞型態的一第五影像IMG5及對應無細胞區的一第六影像IMG6。所述影像處理模組7通過深度學習的訓練後，能夠以高準確率判斷細胞群落分類，並能因應需求傳送一第一決策訊號至所述控制模組1，所述控制模組1再傳送一第二十九控制訊號至該多軸機械手臂使其依對應的軌跡位移及/或作出對應的作動。此外，所述自動化細胞培養系統SYS2可再依序執行如第二實施例的設置於所述控制模組1的所述程序的其他步驟，或可根據使用者需求進行步驟之增減或調換順序。

[實施例的有益效果]

不同於現行自動化細胞培養系統，本發明所提供的自動化細胞培養系統可以對培養容器中細胞的覆蓋率、生長分布、生長狀況進行分析，並根據分析結果採取不同的作動。舉例來說，當培養容器的細胞覆蓋率高於一閾值則進行繼代培養、培養容器的細胞覆蓋率長時間無成長則放棄細胞培養、幹細胞大量分化則進行刮除或放棄細胞培養等等。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的自動化細胞培養裝置及自動化細胞培養系統，其能取代培養細胞的人為操作以節省人力成本，並可避免細胞汙染及降低人為誤差。此外，在多軸機械手臂的一端設置 電磁鐵，可藉此更換不同的終端效應器以對不同的器具進行取放，除了可應對不同的需求，更提供優於夾爪的靈活性。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

1:控制模組

2:多軸機械手臂

21:自由端

211:法蘭面

3:替換件

4:連接件

5a:細胞培養容器治具

6a:細胞培養皿

Claims (13)

1. 一種自動化細胞培養裝置，其包括： 一控制模組； 一多軸機械手臂，所述多軸機械手臂電性連接所述控制模組； 一替換件，所述替換件的一側固接於所述多軸機械手臂的一端； 一連接件，所述連接件固接於所述替換件的另一側，所述連接件具有至少一定位凸部，所述至少一定位凸部內具有一電磁鐵，所述電磁鐵電性連接所述控制模組；以及 至少一終端效應器，所述至少一終端效應器可以被磁化，所述至少一終端效應器具有一定位凹部，所述至少一終端效應器的所述定位凹部與所述連接件的所述至少一定位凸部互相卡合定位； 其中，當所述控制模組向所述電磁鐵提供電力時產生一磁力以使所述連接件與所述至少一終端效應器相互吸附，當所述控制模組中斷向所述電磁鐵提供電力時所述連接件與所述至少一終端效應器分離。
2. 如請求項1所述的自動化細胞培養裝置，其中所述多軸機械手臂為一串聯式機器手臂。
3. 如請求項1所述的自動化細胞培養裝置，其中所述至少一終端效應器為一細胞培養容器治具，所述細胞培養容器治具固持一細胞培養容器。
4. 如請求項2所述的自動化細胞培養裝置，其中所述至少一終端效應器還包含一電動移液器治具，所述電動移液器治具用以/經配置以固接一電動移液器，所述電動移液器電性連接所述控制模組。
5. 如請求項1所述的自動化細胞培養裝置，還包括一影像處理模組，所述影像處理模組連接所述控制模組。
6. 一種自動化細胞培養系統，其包括： 一控制模組； 一多軸機械手臂，所述多軸機械手臂電性連接所述控制模組； 一替換件，所述替換件固接於所述多軸機械手臂的一端； 一連接件，所述連接件固接於所述替換件的另一側，所述連接件具有至少一定位凸部，所述至少一定位凸部內具有一電磁鐵，所述電磁鐵電性連接所述控制模組；以及 至少一終端效應器，所述至少一終端效應器可以被磁化，所述至少一終端效應器具有一定位凹部，所述至少一終端效應器的所述定位凹部與所述連接件的所述至少一定位凸部互相卡合定位； 其中，當所述控制模組向所述電磁鐵提供電力時產生一磁力以使所述連接件與所述至少一終端效應器相互吸附，當所述控制模組中斷向所述電磁鐵提供電力時所述連接件與所述至少一終端效應器分離； 其中，所述控制模組設置有一程序以執行自動化細胞培養，所述程序包含複數個控制訊號及複數個動作模式，所述控制模組經配置以傳送所述複數個控制訊號至所述多軸機械手臂，令所述多軸機械手臂分別依所述複數個動作模式位移，以完成一細胞培養程序。
7. 如請求項6所述的自動化細胞培養系統，其中所述多軸機械手臂為一串聯式機械手臂。
8. 如請求項6所述的自動化細胞培養系統，其中所述至少一終端效應器為一細胞培養容器治具，所述細胞培養容器治具固持一細胞培養容器。
9. 如請求項8所述的自動化細胞培養系統，其中所述至少一終端效應器還包含一電動移液器治具，所述電動移液器治具用以/經配置以固接一電動移液器，所述電動移液器電性連接所述控制模組。
10. 如請求項6所述的自動化細胞培養系統，其中所述細胞培養程序包含培養容器的取放、培養容器開關上蓋、電動移液器取放及電動移液器操作。
11. 如請求項10所述的自動化細胞培養系統，其中所述細胞培養程序還包含細胞繼代培養。
12. 如請求項6所述的自動化細胞培養系統，還包括一影像處理模組，所述影像處理模組連接所述控制模組。
13. 如請求項12所述的自動化細胞培養系統，其中所述細胞培養程序還包含所述影像處理模組執行的細胞培養程序。

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