WO2023047738A1 - 複数の実験装置を制御する方法、システム、および装置 - Google Patents

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WO2023047738A1
WO2023047738A1 PCT/JP2022/025305 JP2022025305W WO2023047738A1 WO 2023047738 A1 WO2023047738 A1 WO 2023047738A1 JP 2022025305 W JP2022025305 W JP 2022025305W WO 2023047738 A1 WO2023047738 A1 WO 2023047738A1
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experimental
moving image
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devices
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PCT/JP2022/025305
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Inventor
理沙 仁村
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株式会社島津製作所
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G—PHYSICS
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    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations

Definitions

  • the present invention relates to methods, systems, and devices for controlling multiple experimental devices.
  • Patent Document 1 discloses a control device for controlling an automatic pipetting device. According to the control device, the operation status of the automatic pipetting device is virtually displayed, so that it is possible to confirm whether the operation process of the automatic pipetting device operates correctly as expected.
  • a single experimental protocol may be executed by multiple experimental devices.
  • in order to confirm whether or not the experimental protocol is executed as intended by the designer of the experimental protocol in addition to confirming the operation of the experimental device that executes a certain process, two consecutive In the process, it is necessary to check the cooperation between the experimental apparatus that executes the preceding process and the experimental apparatus that executes the subsequent process.
  • confirmation of cooperation between the automatic pipetting device and other experimental devices is not taken into consideration. For example, when a sample container to be analyzed is transferred between multiple instruments, if the timing of reagent injection, incubation, etc. in each step of the experimental protocol and the transfer process do not match, the results will not be as expected. Although it cannot be obtained, it is not possible to confirm the timing of delivery and processing simply by the simulation result of whether or not the sample or reagent is present in the sample container.
  • the present invention was made to solve such problems, and its object is to make it possible to confirm whether an experimental protocol executed by a plurality of experimental devices is executed as expected. That is.
  • a method comprises a step of controlling a plurality of experimental devices based on an experimental protocol in which the order of a plurality of treatments is defined; The method includes the steps of acquiring a confirmable moving image in synchronization with processing and transportation of an object to be analyzed from one experimental device to another experimental device, and displaying the moving image.
  • a system includes a plurality of experimental devices, a control device, at least one imaging device, and a terminal device.
  • a control device controls a plurality of experimental devices based on an experimental protocol that defines the order of a plurality of treatments.
  • At least one imaging device provides a moving image capable of synchronizing and confirming processing of an analysis target in one experimental device among a plurality of experimental devices and transportation for moving the analysis target from one experimental device to another experimental device. to get The terminal device displays the moving image.
  • a device includes a storage section, a display section, and a control section.
  • a simulation program is stored in the storage unit.
  • the control unit executes a simulation program to control a plurality of experimental devices designed in a virtual space based on an experimental protocol that defines the order of a plurality of processes, and among the plurality of experimental devices,
  • a moving image is displayed on the display section, in which the process for the analysis target in one experimental device and the transportation for moving the analysis target from the one experimental device to another experimental device are synchronized and confirmed.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an automatic experiment system according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of the terminal device of FIG. 1;
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing an example GUI configuration of an experiment protocol designed in the experiment protocol management program of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the GUI configuration of the experiment protocol management program of FIG. 1 displaying a moving image of the experiment protocol of FIG. 3 being tried;
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the GUI configuration of the experiment protocol management program of FIG. 1 displaying a moving image of the experiment protocol of FIG. 3 being tried;
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a control device in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a flow chart showing an example of the flow of processing performed in the automatic experiment system of FIG. 1; 2 is a block diagram showing the configuration of an information processing apparatus according to Embodiment 2; FIG. FIG. 9 is a diagram showing a plurality of experimental devices designed in virtual space by the experimental protocol simulation program of FIG. 8; 9 is a block diagram showing the hardware configuration of the information processing apparatus of FIG. 8; FIG. FIG. 9 is a flow chart showing an example of the flow of simulation processing of an experiment protocol performed by the computer of FIG. 8.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an automatic experiment system 1 according to Embodiment 1.
  • the automatic experiment system 1 includes an experiment facility 100 and a terminal device 400.
  • Terminal device 400 includes an input/output unit 430 .
  • the input/output unit 430 includes a display 431 , a keyboard 432 and a touchpad 433 .
  • Terminal device 400 is, for example, a notebook computer, a personal computer, a smart phone, or a tablet.
  • the experimental equipment 100 and the terminal device 400 are connected to each other via the network NW.
  • the network NW includes, for example, the Internet, a WAN (Wan Area Network), or a LAN (Lan Area Network). Two or more terminal devices may be connected to the network NW, and two or more automatic experiment systems may be connected.
  • An experiment protocol management program 500 is pre-installed in the terminal device 400 .
  • a keyboard 432 and a touch pad 433 accept GUI operations for the experiment protocol management program 500 by the user. That is, the user of terminal device 400 selects an automatic experiment system in experiment protocol management program 500 by GUI operation via keyboard 432 and touch pad 433, and designs an experiment protocol to be executed by the automatic experiment system.
  • the experiment protocol the order of a plurality of processes performed by a plurality of experimental devices included in the automated experiment system selected by the user is defined.
  • the terminal device 400 transmits the experimental protocol designed by the user to the experimental equipment 100 .
  • the experimental facility 100 includes a control device 110, a plurality of experimental devices 120, and cameras 140, 141, 142, 143, 144, 145, 146, 147 (at least one imaging device).
  • the control device 110 controls a plurality of experimental devices 120 to automatically execute experimental protocols from the terminal devices 400 .
  • the plurality of experimental devices 120 include a robot 121, an incubator 122, a pretreatment device 123, a microplate reader 124, a centrifuge 125, a liquid chromatograph mass spectrometer (LCMS) 126, and a microscope 127 .
  • LCMS liquid chromatograph mass spectrometer
  • the robot 121 moves the culture container Cn1 (for example, petri dish, flask, or well plate) containing the sample to the experimental device corresponding to each of the multiple treatments according to the order of the multiple treatments defined in the experimental protocol.
  • the culture vessel Cn1 accommodates, for example, agar containing cultured cells (analysis target).
  • the incubator 122 cultures the cells seeded in the culture container Cn1 while controlling the temperature.
  • the pretreatment device 123 automatically distributes (dispenses) a given amount of sample to each of a plurality of microplates (wells).
  • Microplate reader 124 performs optical property measurements (eg, absorbance and fluorescence intensity measurements) of samples in microplates.
  • the centrifugal separator 125 separates the components to be analyzed contained in the container Cn2 by centrifugal force.
  • the LCMS 126 separates the analyte contained in the analysis container Cn3 (for example, a vial or well plate) by liquid chromatography, and separates the separated analyte components by mass-to-charge ratio (m/z). do the analysis.
  • Microscope 127 magnifies minute analytes (eg, cells) and allows observation of the analytes with the naked eye.
  • a stock container containing a new medium or a pipette tip is placed at a predetermined location in the pretreatment device 123.
  • the robot 121 takes out the culture vessel Cn1 stored in the incubator 122 .
  • the robot 121 transports the culture container Cn1 to the pretreatment device 123 and installs it at a specified location.
  • the pretreatment device 123 aspirates and removes the medium from the culture container Cn1, and cleans the culture container Cn1.
  • the pretreatment device 123 dispenses new medium from the stock container into the culture container Cn1.
  • the robot 121 holds the culture container Cn1 and transports it to the incubator 122 .
  • the robot 121 takes out the culture container Cn1 stored in the incubator 122.
  • the robot 121 carries the culture container Cn1 to the microscope 127 and places the culture container Cn1 on the observation stage of the microscope 127 .
  • the microscope 127 adjusts the focal length so that the cells to be observed are in focus, and then images the cells. After the imaging by the microscope 127 is completed, the robot 121 holds the culture container Cn1 and transports it to the incubator 122 .
  • the analysis container Cn3, the centrifugation container Cn2, the standard sample, the organic solvent for deproteinization, etc. are installed at predetermined locations in the pretreatment device 123. .
  • the robot 121 takes out the culture vessel Cn1 stored in the incubator 122, transports it to the pretreatment device 123, and installs it in a designated place.
  • the organic solvent is dispensed into the container Cn2
  • the culture solution is dispensed from the culture container Cn1 into the container Cn2.
  • the robot 121 holds the container Cn2 and transports it to the centrifuge 125 . Centrifuge 125 rotates at a specified speed for a specified time.
  • the liquid contained in the container Cn2 is separated into an organic solvent layer and a culture solution layer.
  • the robot 121 holds the container Cn ⁇ b>2 and installs it in a designated place of the pretreatment device 123 .
  • the pretreatment device 123 dispenses the medium supernatant separated in the container Cn2 into the analysis container Cn3, and then dispenses the standard sample into the same container Cn3 as the medium supernatant.
  • the robot 121 transports the container Cn3 from the pretreatment device 123 to the LCMS 126 and accommodates it in the LCMS 126 .
  • the LCMS 126 starts automatic analysis of the substance contained in the container Cn3 according to predesignated analysis conditions.
  • the camera 140 captures the entirety of the plurality of experimental devices 120 and outputs a moving image (first moving image) including the entirety of the plurality of experimental devices 120 to the control device 110 .
  • Camera 141 photographs robot 121 and outputs a moving image (second moving image) including robot 121 to control device 110 .
  • Camera 142 photographs incubator 122 and outputs a moving image (second moving image) including incubator 122 to control device 110 .
  • Camera 143 captures preprocessing device 123 and outputs a moving image (second moving image) including preprocessing device 123 to control device 110 .
  • Camera 144 photographs microplate reader 124 and outputs a moving image (second moving image) including microplate reader 124 to control device 110 .
  • Camera 145 photographs centrifuge 125 and outputs a moving image (second moving image) including centrifuge 125 to control device 110 .
  • Camera 146 captures LCMS 126 and outputs a moving image (second moving image) including LCMS 126 to control device 110 .
  • Camera 147 photographs microscope 127 and outputs a moving image (second moving image) including microscope 127 to control device 110 .
  • FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of the terminal device 400 of FIG.
  • terminal device 400 includes processor 421 , memory 422 and hard disk 423 as storage units, communication interface 424 , and input/output unit 430 . These are communicatively connected to each other via a bus 440 .
  • the hard disk 423 is a non-volatile storage device.
  • the hard disk 423 stores, for example, an operating system (OS) program 40 and an experiment protocol management program 500 .
  • OS operating system
  • experiment protocol management program 500 In addition to the data shown in FIG. 2, hard disk 423 stores, for example, settings and outputs of various applications.
  • the memory 422 is a volatile storage device and includes, for example, DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the processor 421 includes a CPU (Central Processing Unit).
  • the processor 421 loads a program stored in the hard disk 423 into the memory 422 and executes it.
  • Processor 421 connects to network NW via communication interface 424 .
  • FIG. 3 is a diagram showing an example GUI configuration of an experiment protocol p1 designed in the experiment protocol management program 500 of FIG.
  • experimental protocol p1 includes cell culture, liquid dispensing, absorbance measurements, centrifugation, liquid dispensing, and mass spectrometry as multiple treatments.
  • the plurality of processes are performed in order of cell culture, liquid dispensing, absorbance measurement, centrifugation, liquid dispensing, and mass spectrometry.
  • the experimental protocol p1 is transmitted to the experimental equipment 100 by pressing the send button Bn with the cursor Cr.
  • An experiment protocol that can be designed in the experiment protocol management program 500 may include iterative processing and branch processing.
  • the experimental conditions of the experimental protocol can be set according to the experimental environment of the automatic experiment system 1 and the performance of each of the multiple experimental devices 120 . It is difficult for the experiment protocol designer (user of the terminal device 400) to actually reproduce the same experimental environment as the automatic experiment system 1 and an experimental device equivalent to each of the plurality of experimental devices 120 . Therefore, it is difficult for the designer of the experimental protocol to confirm the validity of the experimental conditions set in the experimental protocol in an environment other than the automatic experiment system 1 . If an experimental protocol is run under inappropriate experimental conditions, unnecessary costs and time are spent on experiments based on that experimental protocol.
  • the state in which the experimental protocol is being tried by the plurality of experimental devices 120 is divided into the processing for the analysis target in one of the plurality of experimental devices 120 and the processing from the one experimental device to the other.
  • a moving image that can be confirmed is captured, and the moving image is transmitted to the terminal device 400 .
  • a user of the terminal device 400 can confirm from a location remote from the experimental facility 100 that the experimental conditions of the experimental protocol are appropriate and that multiple experimental devices are operating in cooperation. It should be noted that confirmation of cooperation between multiple experimental devices by user's video browsing may be performed after implementation of the protocol rather than in real time.
  • the user can confirm the moving image saved in the terminal device 400 by specifying reproduction at a desired timing.
  • the moving images saved in the terminal device 400 are preferably stored in association with the corresponding experimental protocol information. In this case, it becomes easy for the user to identify and reproduce the video desired by the user from a plurality of videos for confirming the protocol stored in the terminal device 400 .
  • the moving image may be stored not only in the terminal device 400 but also in a server computer (not shown).
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the GUI configuration of the experiment protocol management program 500 of FIG. 1 displaying a moving image of the experiment protocol p1 of FIG. 3 being tried.
  • the experiment protocol management program 500 displays a window 510 showing the entire image, a window 520 showing the enlarged image, a window 530 showing the switching mode of the enlarged image, and the progress of the experiment protocol p1.
  • window 540 It should be noted that the device to which the control device 110 transmits the moving image in which the experimental protocol is being tried by the plurality of experimental devices 120 does not have to be the terminal device 400 . That is, the device for which the experimental protocol was designed may be different from the device on which the moving image is played.
  • the window 510 displays the moving image captured by the camera 140 of FIG. Window 510 highlights at least one experimental device that is performing processing based on the experimental protocol sent from terminal device 400 .
  • window 520 a moving image (specific moving image) shot by one of cameras 141-147 is displayed.
  • Windows 510 and 520 are juxtaposed. By observing the windows 510 and 520 together, it is possible to collectively grasp the overall state of the plurality of experimental devices 121 to 127 controlled based on the experimental protocol p1 and the detailed state of the processing being executed. can.
  • the switching mode of the moving image displayed in the window 520 is displayed.
  • the switching modes include an automatic switching mode and a manual switching mode. If the auto-switch mode is selected, the video displayed in window 520 will automatically switch to the video of the camera filming the experimental setup involved in the process being performed.
  • the manual switching mode is selected, the moving image displayed in the window 520 is switched to the moving image of the camera capturing the experimental device selected in the combo box Cb.
  • window 540 the multiple processes are arranged and displayed according to the order of the multiple processes defined in the experiment protocol.
  • window 540 the process being performed is coordinated.
  • window 540 the process being executed can be confirmed.
  • the timing of the end of the "cell culture” (first process) and the start of the "liquid dispensing” (second process) is displayed.
  • a video is displayed.
  • the robot 121 moves the culture container Cn1 (analysis target) output from the incubator 122 (first experimental device) to the pretreatment device 123 (second experimental device) that performs “liquid dispensing”. , holds the culture vessel Cn1.
  • the analyte may change when the analyte is transferred between two successive processes.
  • the user can change the playback speed of the video while checking the video when the experiment protocol is in the trial state. Detailed confirmation is possible by stopping and slow-playing the video at the experimental step that the user wants to focus on. In addition, confirmation time can be shortened by fast-forwarding and replaying processing steps that span several hours, such as cell culture. In addition, the video can be reversed to check the partial processing in which the user's unexpected behavior was discovered.
  • the tip of the robot 121 that moves the culture container Cn1 from the incubator 122 to the pretreatment device 123, the part of the incubator 122 that performs "cell culture", and the A portion of the processing device 123 is included in the rectangular display Rc1 to cooperate.
  • the automatic switching mode is selected in window 530 .
  • a moving image of the camera 141 or 142 is displayed in the window 520 .
  • a window 520 displays the robot 121 holding the culture container Cn1 output from the incubator 122 .
  • the character string "2: Dispensing liquid” is surrounded by a rectangular display R2, thereby coordinating the currently executing process "dispensing liquid".
  • the process being executed may be coordinated.
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of the GUI configuration of the experiment protocol management program 500 of FIG. 1 displaying a moving image of the experiment protocol p1 of FIG. 3 being tried.
  • the GUI configuration shown in FIG. 5 is that the window 540 is removed from the GUI configuration shown in FIG. 4 and the balloon Sb is added to the window 520 .
  • the GUI configuration shown in FIG. 5 is the same as the GUI configuration shown in FIG. 4, so description of the same configuration will not be repeated.
  • the character string "liquid dispensing" representing the process being executed is displayed in the balloon Sb, thereby coordinating the process being executed.
  • Balloon Sb is displayed in window 520 in association with culture container Cn1 or robot 121 .
  • the number of times of petting and the like are set in the experimental protocol.
  • the pretreatment device 123 confirms that the pretreatment device 123 is actually operating in a trial (simulation experiment) of the experimental protocol, so that the conditions related to the suction and discharge operations of the pipette are appropriate. You can check if it is set to
  • the rotation speed and rotation time for centrifugation are set in the experimental protocol. Separation conditions vary depending on the object to be analyzed and the capacity of the vessel for centrifugation. According to the automatic experiment system 1, by providing the user with a moving image of the centrifuge 125 actually performing centrifugation, it is possible to check whether the analysis target is separated as expected by the user. .
  • the state of the culture container Cn1 when the culture container Cn1 containing cells or microorganisms is taken out from the incubator 122 and transported to another device, or the state of the culture container Cn1 in the transport destination device. can see how it is handled. For example, how long the cells or microorganisms housed in the culture container Cn1 are exposed to what kind of environment outside the incubator 122, or how long the cells or microorganisms are exposed, It is possible to check whether a dirty pipette tip or the like does not pass through.
  • the purpose of the simulation experiment is to confirm the validity of the experimental conditions set in the experimental protocol, so it is not necessary to use the reagents used in the actual experiment in the simulation experiment. Therefore, in the simulation experiment, the cost required for the simulation experiment can be reduced by using, for example, colored water as a substitute for the reagent. Also, when using reagent substitutes, the waiting time set in the experimental protocol for waiting for the reaction of the reagents, for example, is not necessary. Therefore, the time required for the simulation can be shortened by setting the simulation so that the waiting time is omitted.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the control device 110 of FIG.
  • control device 110 includes processor 111 , memory 112 and hard disk 113 as storage units, communication interface 114 as communication units, and input/output unit 115 . These are communicatively connected to each other via a bus 116 .
  • the hard disk 113 is a non-volatile storage device.
  • the hard disk 113 stores, for example, an OS program 51 and an automatic experiment management program 52 .
  • hard disk 113 stores, for example, settings and outputs of various applications.
  • the memory 112 is a volatile storage device and includes, for example, DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the processor 111 includes a CPU (Central Processing Unit).
  • the processor 111 loads a program stored in the hard disk 113 into the memory 112 and executes it to implement various functions of the control device 110 .
  • the processor 111 executing the automatic experiment management program 52 controls the multiple experimental devices 120 based on the experimental protocol received from the terminal device 400 .
  • the processor 111 executing the automatic experiment management program 52 transmits moving images taken by the cameras 140 to 147 to the terminal device 400 .
  • Processor 111 connects to network NW via communication interface 114 .
  • FIG. 7 is a flow chart showing an example of the flow of processing performed in the automatic experiment system 1 of FIG. A step is simply denoted as S below.
  • the terminal device 400 designs an experimental protocol in S101 and proceeds to S102.
  • the terminal device 400 transmits the experiment protocol of S101 to the control device 110 of the experimental equipment 100 in S102.
  • the control device 110 controls the plurality of experiment devices 120 based on the experiment protocol in S111. Further, in parallel with the execution of the experiment protocol, in S112, the control device 110 acquires videos of the plurality of experimental devices 120 from the cameras 140 to 147, and performs each step of the experiment protocol and the processing in the step in the video.
  • the time or frame number to be performed is recorded as playback additional data, and the moving image and playback additional data are transmitted to the terminal device 400 .
  • the terminal device 400 displays the video received from the control device 110 on the display 431 via the experiment protocol management program 500 .
  • the moving image is displayed on the display 431 in association with the step using the time or frame number of each step of the experimental protocol.
  • a user of the terminal device 400 can easily confirm each step of the experiment protocol corresponding to each timing of the moving images of the plurality of experimental devices 120 .
  • Embodiment 2 In Embodiment 1, a system and method have been described in which moving images of a plurality of experimental devices that actually operate based on an experimental protocol are displayed on a terminal device. In Embodiment 2, a device and method for simulating the execution of an experimental protocol using a plurality of experimental devices designed in virtual space will be described. According to the configuration of the second embodiment, as in the first embodiment, it is possible to check whether or not the experimental protocol is executed as expected. , and articles, etc., it is possible to reduce the cost required for trialing the experimental protocol as compared with the first embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the information processing device 210 according to the second embodiment.
  • the information processing device 210 includes an input/output unit 230 and a computer 240 .
  • the input/output unit 230 includes a display 231 (display unit), a keyboard 232 (and a mouse 233 ).
  • the display 231 , keyboard 232 and mouse 233 are connected to the computer 240 .
  • the GUI of the protocol simulation program 600 is displayed.A keyboard 232 and a mouse 233 accept a user's GUI operation to the experiment protocol simulation program 600. That is, the user operates the keyboard 232 while referring to the display on the display 231.
  • a desired GUI operation is performed on the experiment protocol simulation program 600 by operation or operation of the mouse 233 .
  • FIG. 9 is a diagram showing a plurality of experimental devices 220 designed in the virtual space VS by the experimental protocol simulation program 600 of FIG.
  • multiple experimental apparatus 220 includes robot 221 , incubator 222 , pretreatment device 223 , microplate reader 224 , centrifuge 225 , LCMS 226 and microscope 227 .
  • Robot 221, incubator 222, pretreatment device 223, microplate reader 224, centrifuge 225, LCMS 226, and microscope 227 are robot 121, incubator 122, pretreatment device 123, microplate reader 124, and centrifuge 125 in FIG. , LCMS 126, and microscope 127, respectively.
  • the experimental protocol simulation program 600 can design multiple experimental setups for each of multiple systems.
  • the experiment protocol simulation program 600 can design an experiment protocol for controlling multiple experimental devices designed in the virtual space VS in the same manner as the experiment protocol management program 500 shown in FIG.
  • the experiment protocol simulation program 600 can display moving images of a plurality of experimental devices operating in the virtual space VS based on the experiment protocol in the same manner as the experiment protocol management program 500 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the hardware configuration of the information processing device 210 of FIG.
  • computer 240 includes processor 241 (controller), memory 242 and hard disk 243 as storage units, and communication interface 244 . These are communicatively connected to each other via a bus 245 .
  • the hard disk 243 is a non-volatile storage device.
  • the hard disk 243 stores, for example, an OS program 60 and an experiment protocol simulation program 600 .
  • hard disk 243 stores, for example, settings and outputs of various applications.
  • the memory 242 is a volatile storage device and includes, for example, DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the processor 241 includes a CPU (Central Processing Unit).
  • the processor 241 loads a program stored in the hard disk 243 into the memory 242 and executes it.
  • Processor 241 connects to the network via communication interface 244 .
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of the flow of the experiment protocol simulation process performed by the computer 240 of FIG.
  • the computer 240 designs a plurality of experimental devices in the virtual space in S201 and advances the process to S202.
  • Computer 240 designs an experiment protocol in S202 and advances the process to S203 and S204.
  • the computer 240 controls a plurality of experimental devices 220 in the virtual space VS based on the experimental protocol of S202.
  • the computer 240 acquires (generates) moving images of the plurality of experimental devices 220 in the virtual space VS in S204, and displays the moving images via the experiment protocol simulation program 600 in S205. 231.
  • a method comprises a step of controlling a plurality of experimental devices based on an experimental protocol in which the order of a plurality of treatments is defined; The method includes the steps of acquiring a moving image that can be confirmed by synchronizing the processing of the object with the transportation of the object to be analyzed from one experimental device to another experimental device, and the step of displaying the moving image.
  • a moving image is displayed in which processing of an object to be analyzed in one experimental device and transportation for moving the object to be analyzed from one experimental device to another experimental device are synchronized and confirmed. By doing so, it is possible to confirm whether or not the experimental protocol executed by a plurality of experimental devices is executed as expected.
  • the step of acquiring the moving image includes the step of saving the moving image.
  • the user can check the saved video at a desired timing.
  • the step of saving the moving image includes the step of associating the experimental protocol with the moving image and saving the same.
  • the step of displaying a moving image includes a step of specifying a moving image to be played from the stored moving images, and playing back the moving image when the moving image is specified. Including steps.
  • the user can confirm the saved video by specifying playback.
  • the step of displaying the moving image includes changing the playback speed of the moving image.
  • the step of displaying the moving image includes the step of playing back the moving image in reverse.
  • the user can easily confirm each step of the experiment protocol corresponding to each timing of the moving images of the plurality of experimental devices 120 .
  • the plurality of treatments includes a first treatment and a second treatment following the first treatment.
  • the plurality of experimental devices includes a first experimental device that performs a first process and a second experimental device that performs a second process.
  • the moving image includes a moving image of the subject to be analyzed, which has been subjected to the pre-first processing, from the first experimental device to the second experimental device.
  • the method of item 11 by observing the first moving image and the specific moving image that are juxtaposed together, the overall state and current execution of the plurality of experimental devices controlled based on the experimental protocol can be obtained. It is possible to collectively grasp the detailed state of the processing inside.
  • a system includes a plurality of experimental devices, a control device, at least one imaging device, and a terminal device.
  • a control device controls a plurality of experimental devices based on an experimental protocol that defines the order of a plurality of processes.
  • At least one imaging device provides a moving image capable of synchronizing and confirming processing of an analysis target in one experimental device among a plurality of experimental devices and transportation for moving the analysis target from one experimental device to another experimental device. to get The terminal device displays the moving image.
  • a moving image is displayed in which processing of an object to be analyzed in one experimental device and transportation for moving the object to be analyzed from one experimental device to another experimental device are synchronized and confirmed. By doing so, it is possible to confirm whether or not the experimental protocol executed by a plurality of experimental devices is executed as expected.
  • a device includes a storage unit, a display unit, and a control unit.
  • a simulation program is stored in the storage unit.
  • the control unit controls a plurality of experimental devices designed in a virtual space based on an experimental protocol that defines the order of a plurality of processes, and one of the plurality of experimental devices.
  • the processing for the analysis target in the experimental device and the transportation for moving the analysis target from one experimental device to another experimental device are synchronized and displayed on the display unit as a moving image that can be confirmed.
  • a moving image is displayed in which the process for the analysis target in one experimental device and the transportation for moving the analysis target from the one experimental device to another experimental device are synchronized and can be confirmed. By doing so, it is possible to confirm whether or not the experimental protocol executed by a plurality of experimental devices is executed as expected.

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Abstract

複数の実験装置によって実行される実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かの確認を可能にする。複数の実験装置（１２１～１２７）を制御する方法は、複数の処理の順序が規定された実験プロトコル（ｐ１）に基づいて、複数の実験装置（１２１～１２７）を制御するステップと、一の実験装置（１２２）における分析対象（Ｃｎ１）に対する処理と、一の実験装置（１２２）から他の実験装置（１２３）へ分析対象（Ｃｎ１）を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を取得するステップと、当該動画を表示するステップとを含む。

Description

複数の実験装置を制御する方法、システム、および装置
　本発明は、複数の実験装置を制御する方法、システム、および装置に関する。
　従来、実験装置を制御する装置が知られている。たとえば、特開２００４－３１７３２０号公報（特許文献１）には、自動分注装置を制御する制御装置が開示されている。当該制御装置によれば、自動分注装置の運転状況が仮想表示されることによって、自動分注装置の運転工程が想定通りに正しく動作するかを確認することができる。
特開２００４－３１７３２０号公報
　複数の実験装置によって１つの実験プロトコルが実行される場合がある。このような場合、実験プロトコルの設計者の意図通りに実験プロトコルが実行されるか否かを確認するためには、或る処理を実行する実験装置の動作の確認に加えて、連続する２つの処理において先行する処理を実行する実験装置と当該処理に続く処理を実行する実験装置との間の連携まで確認する必要がある。しかし、特許文献１に開示された自動分注装置の制御装置においては、自動分注装置と他の実験装置との連携の確認については考慮されていない。たとえば、複数の機器間で分析対象となる試料容器の受け渡しがされる場合、実験プロトコルの各ステップにおける試薬注入およびインキュベーション等の処理と受け渡しの処理のタイミングとがずれていると想定通りの結果を得ることができないが、単に試料容器内に試料あるいは試薬が存在するかどうかのシミュレーション結果だけでは、受け渡しと処理のタイミングについて確認することはできない。
　本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の実験装置によって実行される実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かの確認を可能にすることである。
　本発明の一局面に係る方法は、複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、複数の実験装置を制御するステップと、複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を取得するステップと、当該動画を表示するステップとを含む。
　本発明の他の局面に係るシステムは、複数の実験装置と、制御装置と、少なくとも１つの撮影装置と、端末装置とを備える。制御装置は、複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、複数の実験装置を制御する。少なくとも１つの撮影装置は、複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を取得する。端末装置は、当該動画を表示する。
　本発明の他の局面に係る装置は、記憶部と、表示部と、制御部とを備える。記憶部には、シミュレーションプログラムが保存されている。制御部は、シミュレーションプログラムを実行することにより、複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、仮想空間において設計された複数の実験装置を制御して、前記複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、前記一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を表示部に表示する。
　本発明に係る方法、システム、および装置によれば、複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画が表示されることにより、複数の実験装置によって実行される実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かを確認することができる。
実施の形態１に係る自動実験システムの構成を示すブロック図である。 図１の端末装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図１の実験プロトコル管理プログラムにおいて設計される実験プロトコルの一例のＧＵＩ構成を示す図である。 図３の実験プロトコルが試行されている動画を表示する、図１の実験プロトコル管理プログラムのＧＵＩ構成の一例を示す図である。 図３の実験プロトコルが試行されている動画を表示する、図１の実験プロトコル管理プログラムのＧＵＩ構成の他の例を示す図である。 図１の制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図１の自動実験システムにおいて行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 図８の実験プロトコルシミュレーションプログラムによって仮想空間に設計された複数の実験装置を示す図である。 図８の情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図８の計算機によって行われる実験プロトコルのシミュレーション処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　以下に、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さない。
　［実施の形態１］
　図１は、実施の形態１に係る自動実験システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、自動実験システム１は、実験設備１００と、端末装置４００とを備える。端末装置４００は、入出力部４３０を含む。入出力部４３０は、ディスプレイ４３１と、キーボード４３２と、タッチパッド４３３とを含む。端末装置４００は、たとえば、ノートパソコン、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、およびタブレットである。実験設備１００および端末装置４００は、ネットワークＮＷを介して互いに接続されている。ネットワークＮＷは、たとえばインターネット、ＷＡＮ（Wan　Area　Network）、またはＬＡＮ（Lan　Area　Network）を含む。なお、ネットワークＮＷに接続されている端末装置は２つ以上であってもよいし、自動実験システムは２つ以上であってもよい。
　端末装置４００には、実験プロトコル管理プログラム５００が予めインストールされている。キーボード４３２およびタッチパッド４３３は、ユーザによる実験プロトコル管理プログラム５００へのＧＵＩ操作を受け付ける。すなわち、端末装置４００のユーザは、キーボード４３２およびタッチパッド４３３を介するＧＵＩ操作によって、実験プロトコル管理プログラム５００において自動実験システムを選択して、当該自動実験システムによって実行される実験プロトコルを設計する。実験プロトコルにおいては、ユーザによって選択された自動実験システムに含まれる複数の実験装置によって行われる複数の処理の順序が規定される。端末装置４００は、ユーザによって設計された実験プロトコルを実験設備１００に送信する。
　実験設備１００は、制御装置１１０と、複数の実験装置１２０と、カメラ１４０，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６，１４７（少なくとも１つの撮影装置）とを含む。制御装置１１０は、複数の実験装置１２０を制御して、端末装置４００からの実験プロトコルを自動的に実行する。複数の実験装置１２０は、ロボット１２１と、インキュベータ１２２と、前処理装置１２３と、マイクロプレートリーダ１２４と、遠心分離機１２５と、液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣＭＳ：Liquid　Chromatograph　Mass　Spectrometer）１２６と、顕微鏡１２７とを含む。
　ロボット１２１は、実験プロトコルに規定された複数の処理の順序に従って、サンプルを収容する培養容器Ｃｎ１（たとえばシャーレ、フラスコ、またはウェルプレート）を当該複数の処理の各々に対応する実験装置へ移動させる。培養容器Ｃｎ１は、たとえば培養された細胞（分析対象）を含む寒天を収容する。インキュベータ１２２は、温度管理を行いながら、培養容器Ｃｎ１において播種された細胞を培養する。前処理装置１２３は、自動的に、複数のマイクロプレート（ウェル）の各々へ一定量ずつサンプルを分配（分注）する。マイクロプレートリーダ１２４は、マイクロプレート内のサンプルの光学的性質の測定（たとえば吸光度測定および蛍光強度測定）を行う。遠心分離機１２５は、遠心力によって容器Ｃｎ２に収容されている分析対象の成分を分離する。ＬＣＭＳ１２６は、分析用の容器Ｃｎ３（たとえばバイアルまたはウェルプレート）に収容される分析対象を液体クロマトグラフによって分離し、分離された分析対象の成分を質量電荷比（ｍ／ｚ）毎に分離する質量分析を行う。顕微鏡１２７は、微少な分析対象（たとえば、細胞）を拡大し、肉眼での当該分析対象の観察を可能にする。
　培養容器Ｃｎ１の培地交換が行われる場合、新しい培地の入ったストック容器またはピペットチップが前処理装置１２３内の所定の場所に配置される。インキュベータ１２２内に保管されていた培養容器Ｃｎ１をロボット１２１が取り出す。ロボット１２１は、培養容器Ｃｎ１を前処理装置１２３へ搬送し、指定の場所へ設置する。
　前処理装置１２３は、培養容器Ｃｎ１内から培地を吸引して除去して、培養容器Ｃｎ１を洗浄する。前処理装置１２３は、新しい培地をストック容器から培養容器Ｃｎ１内へ分注する。前処理装置１２３による分注が完了した後、ロボット１２１は培養容器Ｃｎ１を保持してインキュベータ１２２へ搬送する。
　培養容器Ｃｎ１内の細胞の増殖具合または状態が観察される場合、インキュベータ１２２内に保管されている培養容器Ｃｎ１がロボット１２１によって取り出される。ロボット１２１は、培養容器Ｃｎ１を顕微鏡１２７まで搬送し、顕微鏡１２７の観察ステージ上に培養容器Ｃｎ１を設置する。顕微鏡１２７は、観察対象の細胞にピントが合うように焦点距離を調整した後、当該細胞を撮影する。顕微鏡１２７による撮影が完了した後、ロボット１２１は、培養容器Ｃｎ１を保持して、インキュベータ１２２へ搬送する。
　培養容器Ｃｎ１の細胞の培地分析が行われる場合、分析用の容器Ｃｎ３、遠心分離用の容器Ｃｎ２、標準試料、および除タンパク用の有機溶媒等が前処理装置１２３の所定の場所に設置される。インキュベータ１２２内に保管されている培養容器Ｃｎ１をロボット１２１が取り出して前処理装置１２３へと搬送し、指定の場所へ設置する。容器Ｃｎ２に有機溶媒が分注された後、培養容器Ｃｎ１から培養液が容器Ｃｎ２に分注される。培養液と有機溶媒とが十分に撹拌された後、ロボット１２１が容器Ｃｎ２を保持し、遠心分離機１２５へと搬送する。遠心分離機１２５は、指定された速度で指定された時間の間だけ回転する。その結果、容器Ｃｎ２に含まれる液体が、有機溶媒の層と培養液の層とに分離される。その後、ロボット１２１は、容器Ｃｎ２を保持して、前処理装置１２３の指定の場所へ設置する。前処理装置１２３は、容器Ｃｎ２において分離された培地上清を分析用の容器Ｃｎ３に分注した後、標準試料を培地上清と同じ容器Ｃｎ３の箇所に分注する。ロボット１２１は、容器Ｃｎ３を前処理装置１２３からＬＣＭＳ１２６へ搬送し、ＬＣＭＳ１２６内に収納する。ＬＣＭＳ１２６は、予め指定された分析条件に沿って容器Ｃｎ３に収容されている物質の自動分析を開始する。
　カメラ１４０は、複数の実験装置１２０の全体を撮影し、複数の実験装置１２０の全体を含む動画（第１動画）を制御装置１１０に出力する。カメラ１４１は、ロボット１２１を撮影し、ロボット１２１を含む動画（第２動画）を制御装置１１０に出力する。カメラ１４２は、インキュベータ１２２を撮影し、インキュベータ１２２を含む動画（第２動画）を制御装置１１０に出力する。カメラ１４３は、前処理装置１２３を撮影し、前処理装置１２３を含む動画（第２動画）を制御装置１１０に出力する。カメラ１４４は、マイクロプレートリーダ１２４を撮影し、マイクロプレートリーダ１２４を含む動画（第２動画）を制御装置１１０に出力する。カメラ１４５は、遠心分離機１２５を撮影し、遠心分離機１２５を含む動画（第２動画）を制御装置１１０に出力する。カメラ１４６は、ＬＣＭＳ１２６を撮影し、ＬＣＭＳ１２６を含む動画（第２動画）を制御装置１１０に出力する。カメラ１４７は、顕微鏡１２７を撮影し、顕微鏡１２７を含む動画（第２動画）を制御装置１１０に出力する。
　図２は、図１の端末装置４００のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示されるように、端末装置４００は、プロセッサ４２１と、記憶部としてのメモリ４２２およびハードディスク４２３と、通信インターフェース４２４と、入出力部４３０とを含む。これらは、バス４４０を介して相互に通信可能に接続されている。
　ハードディスク４２３は、不揮発性の記憶装置である。ハードディスク４２３には、たとえばオペレーティングシステム（ＯＳ：Operating　System）のプログラム４０、および実験プロトコル管理プログラム５００が保存されている。図２に示されるデータ以外にも、ハードディスク４２３には、たとえば各種アプリケーションの設定および出力が保存される。メモリ４２２は、揮発性の記憶装置であり、たとえばＤＲＡＭ（Dynamic　Random　Access　Memory）を含む。
　プロセッサ４２１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）を含む。プロセッサ４２１は、ハードディスク４２３に保存されているプログラムをメモリ４２２に読み込んで実行する。プロセッサ４２１は、通信インターフェース４２４を介してネットワークＮＷに接続する。
　図３は、図１の実験プロトコル管理プログラム５００において設計される実験プロトコルｐ１の一例のＧＵＩ構成を示す図である。図３に示されるように、実験プロトコルｐ１は、複数の処理として、細胞の培養、液体の分注、吸光度測定、遠心分離、液体の分注、および質量分析を含む。当該複数の処理は、細胞の培養、液体の分注、吸光度測定、遠心分離、液体の分注、および質量分析の順に実行される。送信ボタンＢｎがカーソルＣｒによって押下されることにより、実験プロトコルｐ１は、実験設備１００に送信される。なお、実験プロトコル管理プログラム５００において設計可能な実験プロトコルには、反復処理および分岐処理が含まれていてもよい。
　実験プロトコル管理プログラム５００による実験プロトコルの設計過程において、複数の処理の各々に対して様々な設定が行われ得る。実験プロトコルの設計過程において、実験装置による処理の実行が不可能になるような誤った設定が行われた場合（たとえば指定されていない容器を当該処理において参照している場合）、実験プロトコルに含まれる複数の処理の各々が実行可能か否かという当該実験プロトコルの形式的な整合性を判定するデバッグ作業（あるいはコンパイル作業）において、当該誤った設定を発見することができる。しかし、実験装置による処理の実行は可能だが、処理の結果が誤りとなるような誤った設定が行われた場合（たとえば実験プロトコルにおいて指定されている複数の容器（試薬）のうち、当該処理の入力としては誤った容器が指定された場合）、当該実験プロトコルには形式的な整合性が認められるため、デバッグ作業によって当該誤った設定を発見することができない。
　また、自動実験システム１の実験環境、および複数の実験装置１２０の各々の性能に合わせて実験プロトコルの実験条件（たとえば複数の実験装置の連携に必要な条件）が設定され得る。自動実験システム１と同じ実験環境および複数の実験装置１２０の各々と同等の実験装置を実験プロトコルの設計者（端末装置４００のユーザ）が実際に再現することは困難である。そのため、実験プロトコルにおいて設定された実験条件の妥当性を、当該実験プロトコルの設計者が自動実験システム１以外の環境において確認することは困難である。妥当でない実験条件に基づいて実験プロトコルが実行された場合、不要な費用および時間が当該実験プロトコルに基づく実験に費やされる。
　そこで、自動実験システム１においては、複数の実験装置１２０によって実験プロトコルが試行されている様子を、複数の実験装置１２０のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画として撮影し、当該動画を端末装置４００に送信する。端末装置４００のユーザは、実験設備１００から遠隔にある場所から、実験プロトコルの実験条件が妥当であり、複数の実験装置が連携して動作していることを確認することができる。なお、ユーザの動画閲覧による複数の実験装置の連携の確認はリアルタイムではなく、プロトコル施行後でもよい。その場合は、端末装置４００に保存された当該動画を所望のタイミングでユーザが再生指定することで確認することができる。また端末装置４００に保存される当該動画は対応する実験プロトコルの情報と関連付けて記憶されているのが好適である。この場合、端末装置４００に保存されたプロトコルを確認するための複数の動画からユーザが所望する動画を識別して再生することが容易になる。また当該動画は、端末装置４００に限らず、図示されないサーバコンピュータに保存されていても良い。
　図４は、図３の実験プロトコルｐ１が試行されている動画を表示する、図１の実験プロトコル管理プログラム５００のＧＵＩ構成の一例を示す図である。図４に示されるように、実験プロトコル管理プログラム５００は、全体映像を示すウィンドウ５１０と、拡大映像を示すウィンドウ５２０と、拡大映像の切替モードを示すウィンドウ５３０と、実験プロトコルｐ１の進捗状況を示すウィンドウ５４０とを含む。なお、複数の実験装置１２０によって実験プロトコルが試行されている動画が制御装置１１０から送信される装置は、端末装置４００でなくともよい。すなわち、実験プロトコルが設計された装置と、当該動画が再生される装置とは異なっていてもよい。
　図１も併せて参照しながら、ウィンドウ５１０には、図１のカメラ１４０によって撮影された動画が表示される。ウィンドウ５１０においては、端末装置４００から送信された実験プロトコルに基づいて処理を実行している少なくとも１つの実験装置が強調される。ウィンドウ５２０においては、カメラ１４１～１４７のいずれかによって撮影された動画（特定動画）が表示される。ウィンドウ５１０，５２０は、並置されている。ウィンドウ５１０，５２０を併せて観察することにより、実験プロトコルｐ１に基づいて制御されている複数の実験装置１２１～１２７の全体の様子および実行中の処理の詳細な様子を一括して把握することができる。
　ウィンドウ５３０においては、ウィンドウ５２０に表示される動画の切替モードが表示される。当該切替モードには、自動切替モードおよび手動切替モードが含まれる。自動切替モードが選択されている場合、ウィンドウ５２０に表示される動画は、実行されている処理に関係する実験装置を撮影するカメラの動画に自動的に切り替えられる。手動切替モードが選択されている場合、ウィンドウ５２０に表示される動画は、コンボボックスＣｂにおいて選択された実験装置を撮影するカメラの動画に切り替えられる。
　ウィンドウ５４０においては、実験プロトコルにおいて規定された複数の処理の順序に従って、当該複数の処理が並べられて表示される。ウィンドウ５４０においては、実行されている処理が協調される。ウィンドウ５４０を参照することにより、実行されている処理を確認することができる。
　図４のウィンドウ５２０においては、実験プロトコルｐ１において規定された処理のうち、「細胞の培養」（第１処理）が終了し、「液体の分注」（第２処理）が開始されるタイミングの映像が表示されている。当該タイミングにおいて、ロボット１２１は、インキュベータ１２２（第１実験装置）から出力された培養容器Ｃｎ１（分析対象）を「液体の分注」を行う前処理装置１２３（第２実験装置）に移動するために、培養容器Ｃｎ１を保持している。ウィンドウ５２０を観察することにより、実験プロトコルｐ１において連続する２つの処理の間で分析対象が円滑に引き渡されるか否かを確認することができる。一般に連続する２つの処理で分析対象を引き渡す際に分析対象が変化する場合がある。例えば１つ目の処理で異なる２つの試薬を混合するステップが存在する場合、２つ目の処理には混合された１つの試薬が引き渡される。このように複数の試薬が一連のプロトコルで分割・統合・変性されていく様子も動画により容易に確認できる。複数の試料の流れについてフロー図等のデータの流れとして表現する従来技術もあるがデータでは試料がどのように統合・分離・編成していくのかを視覚的情報として伝えることが困難である。本願発明はユーザが動画で確認するため試料変性のトレーサビリティ確認が格段に向上している。
　上述のユーザによる実験プロトコルが試行状態の動画による確認は、動画の確認中に動画再生速度を変更可能である。ユーザが注視したい実験ステップにおいて動画の停止およびスロー再生をすることで詳細な確認が可能になる。また、細胞の培養のように数時間に渡る処理ステップを早送り再生することで確認時間の短縮が可能になる。また、ユーザの予期せぬ挙動が発見された一部処理を確認するために、動画を逆再生することができる。
　ウィンドウ５１０においては、培養容器Ｃｎ１をインキュベータ１２２から前処理装置１２３に移動するロボット１２１の先端部と、「細胞の培養」を行うインキュベータ１２２の一部と、および「液体の分注」を行う前処理装置１２３の一部とが矩形表示Ｒｃ１に含まれることにより協調されている。ウィンドウ５１０を参照することにより、処理を実行している実験装置を確認することができる。
　ウィンドウ５３０においては自動切替モードが選択されている。ウィンドウ５２０には、カメラ１４１または１４２の動画が表示されている。ウィンドウ５２０においては、ロボット１２１がインキュベータ１２２から出力された培養容器Ｃｎ１を保持している様子が表示されている。
　ウィンドウ５４０においては、「２：液体の分注」の文字列が矩形表示Ｒ２に囲まれることによって、実行中の処理である「液体の分注」が協調されている。「２：液体の分注」の文字列の背景の色または当該文字列の色を変化させることによって、実行中の処理が協調されてもよい。
　図５は、図３の実験プロトコルｐ１が試行されている動画を表示する、図１の実験プロトコル管理プログラム５００のＧＵＩ構成の他の例を示す図である。図５に示されるＧＵＩ構成は、図４に示されるＧＵＩ構成からウィンドウ５４０が除かれているとともに、ウィンドウ５２０に吹き出しＳｂが追加されている点である。これら以外の図５に示されるＧＵＩ構成は図４に示されるＧＵＩ構成と同様であるため、同様の構成についての説明を繰り返さない。
　図５に示されるように、ウィンドウ５２０において、実行中の処理を表す文字列「液体の分注」が吹き出しＳｂに表示されることにより、実行中の処理が協調されている。吹き出しＳｂは、ウィンドウ５２０において、培養容器Ｃｎ１またはロボット１２１に関連付けられて表示されている。
　前処理装置１２３におけるピペットによる吸引および吐出動作に関して、試料（分析対象）の特性に合わせたピペットの吸引速度、吐出速度、吸引および吐出が行なわれる場合のピペット先端の位置、ならびに撹拌に必要なピペッティング回数等が実験プロトコルにおいて設定される。自動実験システム１によれば、前処理装置１２３が実験プロトコルの試行（模擬実験）において実際に前処理装置１２３が動作している様子を確認することにより、ピペットの吸引および吐出動作に関する条件が適切に設定されているかを確認することができる。
　遠心分離機１２５においては、遠心分離に関する回転数および回転時間が実験プロトコルにおいて設定される。分析対象および遠心分離用の容器の容量によって分離条件は異なる。自動実験システム１によれば、遠心分離機１２５が実際に遠心分離を行っている動画をユーザに提供することにより、分析対象が当該ユーザの想定通りに分離されるかどうかを確認することができる。
　ロボット１２１による試料の搬送に関して、遠心分離後の容器Ｃｎ２をロボット１２１が搬送する場合には容器Ｃｎ２が撹拌されることを防止する必要がある。自動実験システム１によれば、容器Ｃｎ２の搬送中も試料の分離が容器Ｃｎ２において保たれているかを確認することができる。また、ロボット１２１が容器Ｃｎ２を保持した時の衝撃、または目的の場所へ容器Ｃｎ２を設置した時の衝撃によって容器Ｃｎ２に撹拌が起きていないか等を確認することができる。
　自動実験システム１によれば、細胞または微生物などを収容する培養容器Ｃｎ１がインキュベータ１２２から取り出されて他の装置へ搬送される際の培養容器Ｃｎ１の状態、または搬送先の装置内で培養容器Ｃｎ１がどのように扱われるかを確認することができる。たとえば、培養容器Ｃｎ１に収容された細胞または微生物がインキュベータ１２２の外部のどのような環境下にどれくらいの間晒されるのか、あるいはフタが取り外された培養容器Ｃｎ１の上を実験とは無関係な試薬または汚れたピペットチップなどが通過しないかなどを確認することができる。
　なお、模擬実験の目的は、実験プロトコルにおいて設定された実験条件の妥当性の確認であるため、実際の実験に使用される試薬を模擬実験において使用する必要はない。そのため、模擬実験においては、たとえば着色された色水などを試薬の代替品として使用することにより、模擬実験に要するコストを低減することができる。また、試薬の代替品を用いる場合、たとえば試薬の反応を待つために実験プロトコルにおいて設定された待ち時間は不要である。そのため、模擬実験においては当該待ち時間が省略されるように設定することにより、模擬実験に要する時間を短縮することができる。
　図６は、図１の制御装置１１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図６に示されるように、制御装置１１０は、プロセッサ１１１と、記憶部としてのメモリ１１２およびハードディスク１１３と、通信部としての通信インターフェース１１４と、入出力部１１５とを含む。これらは、バス１１６を介して相互に通信可能に接続されている。
　ハードディスク１１３は、不揮発性の記憶装置である。ハードディスク１１３には、たとえばＯＳのプログラム５１、および自動実験管理プログラム５２が保存されている。図６に示されるデータ以外にも、ハードディスク１１３には、たとえば各種アプリケーションの設定および出力が保存される。メモリ１１２は、揮発性の記憶装置であり、たとえばＤＲＡＭ（Dynamic　Random　Access　Memory）を含む。
　プロセッサ１１１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）を含む。プロセッサ１１１は、ハードディスク１１３に保存されているプログラムをメモリ１１２に読み込んで実行し、制御装置１１０の各種機能を実現する。たとえば、自動実験管理プログラム５２を実行するプロセッサ１１１は、端末装置４００から受信した実験プロトコルに基づいて複数の実験装置１２０を制御する。また、自動実験管理プログラム５２を実行するプロセッサ１１１は、カメラ１４０～１４７によって撮影された動画を端末装置４００に送信する。プロセッサ１１１は、通信インターフェース１１４を介してネットワークＮＷに接続する。
　図７は、図１の自動実験システム１において行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下ではステップを単にＳと記載する。図７に示されるように、端末装置４００は、Ｓ１０１において実験プロトコルを設計し、Ｓ１０２に進める。端末装置４００は、Ｓ１０２において、Ｓ１０１の実験プロトコルを実験設備１００の制御装置１１０に送信する。端末装置４００から実験プロトコルを受信した制御装置１１０は、Ｓ１１１において当該実験プロトコルに基づいて、複数の実験装置１２０を制御する。また、制御装置１１０は、当該実験プロトコルの実行と並行して、Ｓ１１２において、カメラ１４０～１４７から複数の実験装置１２０の動画を取得するとともに、実験プロトコルの各ステップと動画における当該ステップにおける処理を行う時刻またはフレーム番号とを再生付加データとして記録して、当該動画および再生付加データを端末装置４００に送信する。端末装置４００は、制御装置１１０から受信した動画を、実験プロトコル管理プログラム５００を介してディスプレイ４３１に表示する。端末装置４００においては、再生付加データに基づいて、実験プロトコルの各ステップの時刻またはフレーム番号を用いて当該動画を当該ステップと対応付けてディスプレイ４３１に表示する。端末装置４００のユーザは、複数の実験装置１２０の動画の各タイミングに対応する実験プロトコルの各ステップを容易に確認することができる。
　以上、実施の形態１に係るシステムおよび方法によれば、複数の実験装置によって実行される実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かを確認することができる。
　［実施の形態２］
　実施の形態１においては、実験プロトコルに基づいて実際に動作する複数の実験装置の動画が端末装置に表示されるシステムおよび方法について説明した。実施の形態２においては、仮想空間において設計された複数の実験装置を用いて、実験プロトコルの実行をシミュレートする装置および方法について説明する。実施の形態２に係る構成によれば、実施の形態１と同様に実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かを確認することができるとともに、現実の実験に必要な複数の実験装置、試薬、および物品等が不要であるため、実施の形態１よりも実験プロトコルの試行に要するコストを低減することができる。
　図８は、実施の形態２に係る情報処理装置２１０の構成を示すブロック図である。図８に示されるように、情報処理装置２１０は、入出力部２３０と、計算機２４０とを含む。入出力部２３０は、ディスプレイ２３１（表示部）と、キーボード２３２（と、マウス２３３とを含む。ディスプレイ２３１、キーボード２３２、およびマウス２３３は、計算機２４０に接続されている。ディスプレイ２３１には、実験プロトコルシミュレーションプログラム６００のＧＵＩが表示されている。キーボード２３２およびマウス２３３は、ユーザによる実験プロトコルシミュレーションプログラム６００へのＧＵＩ操作を受け付ける。すなわち、ユーザは、ディスプレイ２３１の表示を参照しながら、キーボード２３２の操作、またはマウス２３３の操作によって、実験プロトコルシミュレーションプログラム６００へ所望のＧＵＩ操作を行う。
　図９は、図８の実験プロトコルシミュレーションプログラム６００によって仮想空間ＶＳに設計された複数の実験装置２２０を示す図である。図９に示されるように、複数の実験装置２２０は、ロボット２２１と、インキュベータ２２２と、前処理装置２２３と、マイクロプレートリーダ２２４と、遠心分離機２２５と、ＬＣＭＳ２２６と、顕微鏡２２７とを含む。ロボット２２１、インキュベータ２２２、前処理装置２２３、マイクロプレートリーダ２２４、遠心分離機２２５、ＬＣＭＳ２２６、顕微鏡２２７は、図１のロボット１２１、インキュベータ１２２、前処理装置１２３、マイクロプレートリーダ１２４、遠心分離機１２５、ＬＣＭＳ１２６、顕微鏡１２７とそれぞれ同様の機能を有する。実験プロトコルシミュレーションプログラム６００は、複数のシステムの各々について複数の実験装置を設計することができる。
　実験プロトコルシミュレーションプログラム６００は、図３に示される実験プロトコル管理プログラム５００と同様の態様で、仮想空間ＶＳにおいて設計された複数の実験装置を制御するための実験プロトコルを設計することができる。実験プロトコルシミュレーションプログラム６００は、図４に示される実験プロトコル管理プログラム５００と同様の態様で、実験プロトコルに基づいて仮想空間ＶＳにおいて動作する複数の実験装置の動画を表示することができる。
　図１０は、図８の情報処理装置２１０のハードウェア構成を示すブロック図である。図１０に示されるように、計算機２４０は、プロセッサ２４１（制御部）と、記憶部としてのメモリ２４２およびハードディスク２４３と、通信インターフェース２４４とを含む。これらは、バス２４５を介して相互に通信可能に接続されている。
　ハードディスク２４３は、不揮発性の記憶装置である。ハードディスク２４３には、たとえばＯＳのプログラム６０、および実験プロトコルシミュレーションプログラム６００が保存されている。図１０に示されるデータ以外にも、ハードディスク２４３には、たとえば各種アプリケーションの設定および出力が保存される。メモリ２４２は、揮発性の記憶装置であり、たとえばＤＲＡＭ（Dynamic　Random　Access　Memory）を含む。
　プロセッサ２４１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）を含む。プロセッサ２４１は、ハードディスク２４３に保存されているプログラムをメモリ２４２に読み込んで実行する。実験プロトコルシミュレーションプログラム６００がプロセッサ２４１によって実行されることにより、複数の実験装置２２０による実験プロトコルの自動実行が実現される。プロセッサ２４１は、通信インターフェース２４４を介してネットワークに接続する。
　図１１は、図８の計算機２４０によって行われる実験プロトコルのシミュレーション処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１１に示されるように、計算機２４０は、Ｓ２０１において、仮想空間における複数の実験装置を設計して処理をＳ２０２に進める。計算機２４０は、Ｓ２０２において実験プロトコルを設計して処理をＳ２０３およびＳ２０４に進める。計算機２４０は、Ｓ２０３において、Ｓ２０２の実験プロトコルに基づいて、仮想空間ＶＳにおいて複数の実験装置２２０を制御する。計算機２４０は、当該実験プロトコルの実行と並行して、Ｓ２０４において仮想空間ＶＳにおける複数の実験装置２２０の動画を取得（生成）するとともに、Ｓ２０５において当該動画を、実験プロトコルシミュレーションプログラム６００を介してディスプレイ２３１に表示する。
　以上、実施の形態２に係る装置および方法によれば、複数の実験装置によって実行される実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かを確認することができるとともに、実施の形態１よりも実験プロトコルの試行に要するコストを低減することができる。
　［態様］
　上述した例示的な実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
　（第１項）一態様に係る方法は、複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、複数の実験装置を制御するステップと、複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を取得するステップと、当該動画を表示するステップとを含む。
　第１項に記載の方法によれば、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画が表示されることにより、複数の実験装置によって実行される実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かを確認することができる。
　（第２項）第１項に記載の方法において、動画を取得するステップは、動画を保存するステップを含む。
　第２項に記載の方法によれば、保存された動画をユーザが所望のタイミングで確認することができる。
　（第３項）第２項に記載の方法において、動画を保存するステップは、実験プロトコルと動画を関連付けて保存するステップを含む。
　第３項に記載の方法によれば、保存されたプロトコルを確認するための複数の動画からユーザが所望する動画を識別して再生することが容易になる。
　（第４項）第２項または第３項に記載の方法において、動画を表示するステップは、保存された動画から再生する動画を指定するステップを含み、動画指定されたときに動画を再生するステップを含む。
　第４項に記載の方法によれば、保存された動画をユーザが再生指定することで確認することができる。
　（第５項）第１項～第４項のいずれか１項に記載の方法において、動画を表示するステップは、動画の再生速度を変更するステップを含む。
　第５項に記載の方法によれば、ユーザが注視したい実験ステップにおいて動画の停止およびスロー再生をすることで詳細な確認が可能になる。また、細胞の培養のように数時間に渡る処理ステップを早送り再生することで確認時間の短縮が可能になる。
　（第６項）第１項～第５項のいずれか１項に記載の方法において、動画を表示するステップは、動画を逆再生するステップを含む。
　第６項に記載の方法によれば、ユーザの予期せぬ挙動が発見された一部処理を確認することができる。
　（第７項）第１項～第６項のいずれか１項に記載の方法において、実験プロトコルの各ステップと動画における当該ステップにおける処理を行う時刻またはフレーム番号とを記録するステップと、各時刻またはフレーム番号を用いて動画をステップと対応付けて端末装置に表示するステップとをさらに含む。
　第７項に記載の方法によれば、ユーザは、複数の実験装置１２０の動画の各タイミングに対応する実験プロトコルの各ステップを容易に確認することができる。
　（第８項）第１項～第７項のいずれか１項に記載の方法において、複数の処理は、第１処理および第１処理に続く第２処理を含む。複数の実験装置は、第１処理を実行する第１実験装置と、第２処理を実行する第２実験装置とを含む。動画は、前第１処理が行われた分析対象が第１実験装置から第２実験装置へ移動される映像を含む。
　第８項に記載の方法によれば、実験プロトコルにおいて連続する２つの処理の間で分析対象が円滑に引き渡されるか否かを確認することができる。
　（第９項）第１項～第８項のいずれか１項に記載の方法において、実験プロトコルを端末装置から複数の実験装置を制御する制御装置に送信するステップをさらに含む。動画を取得するステップは、動画を端末装置に送信する。
　第９項に記載の方法によれば、複数の実験装置から遠隔にある端末装置において実験プロトコルを設計し、当該端末装置において当該実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かを確認することができる。
　（第１０項）第１項～第８項のいずれか１項に記載の方法において、複数の実験装置は、仮想空間において設計されている。
　第１０項に記載の方法によれば、現実の実験に必要な複数の実験装置、試薬、および物品等が不要であるため、実験プロトコルの試行に要するコストを低減することができる。
　（第１１項）第１項～第１０項のいずれか１項に記載の方法において、動画を取得するステップにおいては、複数の実験装置を含む第１動画と、複数の実験装置のそれぞれを含む複数の第２動画とが取得される。動画を表示するステップにおいては、第１動画と、複数の第２動画のうち少なくとも１つの特定実験装置を含む特定動画とが並置して表示される。
　第１１項に記載の方法によれば、並置されている第１動画と特定動画とを併せて観察することにより、実験プロトコルに基づいて制御されている複数の実験装置の全体の様子および現在実行中の処理の詳細な様子を一括して把握することができる。
　（第１２項）第１１項に記載の方法において、第１動画に含まれる少なくとも１つの特定実験装置は、動画を表示するステップにおいて強調して表示される。
　第１２項に記載の方法によれば、現在処理を実行している実験装置を確認することができる。
　（第１３項）第１１項または第１２項に記載の方法において、複数の処理のうち、少なくとも１つの特定実験装置によって実行されている処理は、動画を表示するステップにおいて強調して表示される。
　第１３項に記載の方法によれば、現在実行されている処理を確認することができる。
　（第１４項）一態様に係るシステムは、複数の実験装置と、制御装置と、少なくとも１つの撮影装置と、端末装置とを備える。制御装置は、複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、複数の実験装置を制御する。少なくとも１つの撮影装置は、複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を取得する。端末装置は、当該動画を表示する。
　第１４項に記載のシステムによれば、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画が表示されることにより、複数の実験装置によって実行される実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かを確認することができる。
　（第１５項）一態様に係る装置は、記憶部と、表示部と、制御部とを備える。記憶部には、シミュレーションプログラムが保存されている。制御部は、シミュレーションプログラムを実行することにより、複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、仮想空間において設計された複数の実験装置を制御して、複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を表示部に表示する。
　第１５項に記載の装置によれば、一の実験装置における分析対象に対する処理と、一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画が表示されることにより、複数の実験装置によって実行される実験プロトコルが想定通りに実行されるか否かを確認することができる。
　なお、上述した実施の形態１および変更例について、明細書内で言及されていない組み合わせを含めて、不都合または矛盾が生じない範囲内で、実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　自動実験システム、５２　自動実験管理プログラム、１００　実験設備、１１０　制御装置、１１１，２４１，４２１　プロセッサ、１１２，２４２，４２２　メモリ、１１３，２４３，４２３　ハードディスク、１１４，２４４，４２４　通信インターフェース、１１５，２３０，４３０　入出力部、１１６，２４５，４４０　バス、１２１，２２１　ロボット、１２２，２２２　インキュベータ、１２３，２２３　前処理装置、１２４，２２４　マイクロプレートリーダ、１２５，２２５　遠心分離機、１２７，２２７　顕微鏡、１４０～１４７　カメラ、２１０　情報処理装置、２３１，４３１　ディスプレイ、２３２，４３２　キーボード、２３３　マウス、２４０　計算機、４００　端末装置、４３３　タッチパッド、５００　実験プロトコル管理プログラム、５１０，５２０，５３０，５４０　ウィンドウ、６００　実験プロトコルシミュレーションプログラム、Ｃｎ１　培養容器、Ｃｎ２，Ｃｎ３　容器、ＮＷ　ネットワーク、Ｒ２，Ｒｃ１　矩形表示、ＶＳ　仮想空間、ｐ１　実験プロトコル。

Claims (15)

  1. 　複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、複数の実験装置を制御するステップと、
    　前記複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、前記一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を取得するステップと、
    　前記動画を表示するステップとを含む、方法。
  2. 　前記動画を取得するステップは、前記動画を保存するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 　前記動画を保存するステップは、前記実験プロトコルと前記動画を関連付けて保存するステップを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 　前記動画を表示するステップは、前記保存された動画から再生する動画を指定するステップを含み、動画指定されたときに動画を再生するステップを含む、請求項２に記載の方法。
  5. 　前記動画を表示するステップは、動画の再生速度を変更するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 　前記動画を表示するステップは、動画を逆再生するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 　前記実験プロトコルの各ステップと前記動画における当該ステップにおける処理を行う時刻またはフレーム番号とを記録するステップと、
    　前記各時刻またはフレーム番号を用いて動画を前記ステップと対応付けて端末装置に表示するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  8. 　前記複数の処理は、第１処理および前記第１処理に続く第２処理を含み、
    　前記複数の実験装置は、前記第１処理を実行する第１実験装置と、前記第２処理を実行する第２実験装置とを含み、
    　前記動画は、前記第１処理が行われた分析対象が前記第１実験装置から前記第２実験装置へ移動される映像を含む、請求項１に記載の方法。
  9. 　前記実験プロトコルを端末装置から前記複数の実験装置を制御する制御装置に送信するステップをさらに含み、
    　前記動画を取得するステップは、前記動画を前記端末装置に送信する、請求項１に記載の方法。
  10. 　前記複数の実験装置は、仮想空間において設計されている、請求項１に記載の方法。
  11. 　前記動画を取得するステップにおいては、前記複数の実験装置を含む第１動画と、前記複数の実験装置のそれぞれを含む複数の第２動画とが取得され、
    　前記動画を表示するステップにおいては、前記第１動画と、前記複数の第２動画のうち前記一の実験装置を含む特定動画とが並置して表示される、請求項１に記載の方法。
  12. 　前記第１動画に含まれる前記一の実験装置は、前記動画を表示するステップにおいて強調して表示される、請求項１１に記載の方法。
  13. 　前記複数の処理のうち、前記一の実験装置によって実行されている処理は、前記動画を表示するステップにおいて強調して表示される、請求項１１に記載の方法。
  14. 　複数の実験装置と、
    　複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、前記複数の実験装置を制御する制御装置と、
    　前記複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、前記一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を取得する少なくとも１つの撮影装置と、
    　前記動画を表示する端末装置とを備える、システム。
  15. 　シミュレーションプログラムが保存された記憶部と、
    　表示部と、
    　前記シミュレーションプログラムを実行することにより、複数の処理の順序が規定された実験プロトコルに基づいて、仮想空間において設計された複数の実験装置を制御して、前記複数の実験装置のうち、一の実験装置における分析対象に対する処理と、前記一の実験装置から他の実験装置へ分析対象を移動させる搬送とを同期して確認可能な動画を前記表示部に表示する制御部とを備える、装置。
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