机器人样本处理系统技术方案

可提供一种用于在实验室环境中执行样本处理任务的机器人样本处理系统(100)。系统可包括：至少一个机器人臂(140)、(142)，能被控制，以在平行于工作区的平面内且沿着垂直于工作区的Z轴定位；控制器(180)，被配置为控制机器人臂，以定位和操作机器人臂作为样本处理任务的一部分。工作区可包括与一个或多个样本一起使用的组件(204)，其中该组件包括由向下的力能致动的机构，其中控制器被配置为控制机器人臂，以通过在Z方向上向下推动来致动该机构。例如，该组件可以是用于样本容器的支架(204)，该支架包括可由机器人臂操作的推

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人样本处理系统


[0001]本专利技术涉及一种用于在实验室环境中执行样本处理任务的机器人样本处理系统，且涉及一种用于控制机器人样本处理系统的机器人臂的计算机实施的方法。本专利技术进一步涉及一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括表示用于执行该计算机实施的方法的计算机程序的数据，且涉及一种组件(module)，该组件包括由机器人样本处理系统能致动的机构。

技术介绍

[0002]机器人样本处理系统在实验室自动化领域中是众所周知的。这样的机器人样本处理系统可用于自动样本处理任务，该自动样本处理任务可能包括诸如(例如，通过在工作台上拾取或放置样本容器)处理样本容器，以及(例如，通过将液体分配到样本容器中或通过移液动作)与容器中所包含的样本相互作用等动作。多种其他类型的样本处理任务和动作也是已知的，这些任务和动作可以由这样的机器人系统至少部分地自动化。
[0003]机器人样本处理系统的一个实施例是自动移液系统，例如在US20150251315中所描述的。这样的自动移液系统(还可以简单地称为“移液机器人”)可包括至少一个用于抽吸和分配液体样本的移液管。机器人臂可在控制器的控制下被定位至给定位置，且可被控制为在给定位置处执行特定动作。例如，这可使得移液管能够降低到容器中，以抽吸其中的液体或分配液体。
[0004]机器人样本处理系统的另一实施例是机器人显微镜载玻片处理器，它可以包括拾取和放置机器人臂，该拾取和放置机器人臂用于拾取显微镜载玻片且将显微镜载玻片放置在处理台上，例如以对安装在显微镜载玻片上的福尔马林固定的石蜡包埋(FFPE)组织切片进行成像和/或处理。这种处理例如可以包括对组织切片染色，对FFPE组织切片脱蜡，从组织切片中提取生物分子，执行荧光原位杂交(FISH)，等等。
[0005]存在这种机器人样本处理系统的多种其他实施例，一般而言，它可包括用于保持样本的工作区(例如，以工作台的形式)以及至少一个机器人臂，该机器人臂可以可控制地定位在工作区上方的平面内(例如，在XY方向上)，且可通过沿垂直于工作区的Z轴可定位地朝向工作区移动和远离工作区。机器人臂可以由控制器控制，由此机器人臂可以是“计算机控制的”。例如，机器人臂可由PC或微处理器控制，该微处理器可集成到机器人臂中或连接至机器人臂。这样，机器人臂可被控制为执行一系列动作，以便能够执行多种样本处理任务。
[0006]已知的机器人样本处理系统的一个缺点是，它们会受到它们在样本处理任务中自动完成某些类型的动作的能力的限制。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个目的是提供一种机器人样本处理系统，以及一种用于控制机器人样本处理系统的机器人臂的计算机实施的方法，从而在实验室环境中执行样本处理任务时能
够执行一个或多个附加类型的动作。
[0008]本专利技术的第一方面提供了一种用于在实验室环境中执行样本处理任务的机器人样本处理系统，包括：
[0009]‑
用于保持样本的工作区；
[0010]‑
至少一个机器人臂，所述至少一个机器人臂能被控制，以在平行于所述工作区的平面内且沿着垂直于所述工作区的Z轴定位；
[0011]‑
控制器，所述控制器被配置为控制所述机器人臂，以定位和操作机器人臂作为样本处理任务的一部分；
[0012]其中所述工作区包括用于与一个或多个样本一起使用的组件，其中所述组件包括由向下的力能致动的机构，且其中所述控制器被配置为控制机器人臂，以通过在Z方向上向下推动来致动所述机构。
[0013]本专利技术的另一方面提供了一种计算机实施的方法，所述方法用于控制机器人样本处理系统的机器人臂，所述方法包括通过所述机器人样本处理系统的控制器：
[0014]‑
接收位置数据，所述位置数据指示组件在所述机器人样本处理系统的工作区上的位置，其中所述组件被布置为与由所述机器人样本处理系统所处理的一个或多个样本一起使用，其中所述组件包括由向下的力能致动的机构；
[0015]‑
控制所述机器人臂，以将所述机器人臂定位在所述组件的上方，且在Z方向上向下推动，以便致动所述组件的机构。
[0016]本专利技术的另一方面提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括表示计算机程序的暂时性数据或非暂时性数据，所述计算机程序包括用于使处理器系统执行所述计算机实施的方法的指令。
[0017]本专利技术的上述方面可涉及机器人样本处理系统，所述机器人样本处理系统可包括用于保持样本的工作区。例如，所述工作区可以是工作台，在一些实施方案中，所述工作台可以是机器人样本处理系统的一部分，且可将样本容器单独地和/或以架、板或任何其他收集形式放置在所述工作台上。例如，样本容器可以是液体容器(诸如，管或井)，或显微镜载玻片等。
[0018]机器人样本处理系统可进一步包括具有至少2个自由度(DoF)的至少一个机器人臂，即机器人臂可定位在平行于工作区的平面内，从而在此平面内具有至少一个DoF，以及可定位在垂直于工作区的平面内，从而具有一个另外的DoF。
[0019]为了便于参考，当考虑到工作台上方的物理空间中的点被限定在XYZ坐标系中且该坐标系的Z轴与重力方向对准时，所述平面还可被称为XY平面。例如，所述机器人臂可同时定位在XY平面内的X方向上和Y方向上(从而关于XY平面具有2个DoFs)，而且还沿着仅一个方向可定位(从而关于XY平面具有1个DoF)，例如，在X方向上或在Y方向上或沿着关于任一轴的倾斜方向。应理解，尽管该平面在别处被称为XY平面，但是机器人臂的实际控制和移动可在不同的坐标系(诸如，柱面坐标系)中发生。
[0020]机器人臂垂直于工作区的控制和移动还可称为沿着Z轴的控制和移动。因此，机器人臂可随其端部执行器(end
‑
effector)朝向工作台和远离工作台而移动。例如，这可允许具有夹持器(gripper)作为端部执行器的机器人臂在工作区上拾取样本，例如，通过降低夹持器、夹持样本容器、然后再次提升夹持器。应理解，典型地，机器人臂沿着其移动的Z轴可
以对应于重力方向。
[0021]一般而言，沿着Z轴的这种移动可允许机器人臂处理样本容器，且与这些容器中的样本相互作用，以及在放置于工作区的表面上的任何物体上方的XY平面内移动。
[0022]出人意料地，本专利技术人已经设计出可以使用机器人臂来操作工作区上的组件，特别是操作由在Z轴方向上所施加的向下的力能致动的组件。也就是说，本专利技术人已经认识到，在多种样本处理任务中，操作待与样本一起使用的组件是非常期望的，但是如果所述操作需要机器人臂在非竖直方向上(例如，水平地)在组件上施加力(例如，以推动按钮、推动或拉动杆等等)，则这种操作对机器人臂而言会是困难的。也就是说，为了便于重新定位，组件典型地可不被附着至工作区。因此，施加在这种组件上的任何水平力可使组件滑动，或在一些情况下甚至在工作区上翻倒。为了防止这种情况，可能需要双手操作，即另一机器人臂可能需要在组件上施加反作用力，以便将组件保持在适当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在实验室环境中执行样本处理任务的机器人样本处理系统(100)，包括：
‑
用于保持样本的工作区(120)；
‑
至少一个机器人臂(140、142)，所述至少一个机器人臂(140、142)能被控制，以在平行于所述工作区的平面内且沿着垂直于所述工作区的Z轴定位；
‑
控制器(180)，所述控制器(180)被配置为控制所述机器人臂，以定位和操作所述机器人臂作为样本处理任务的一部分；其中所述工作区包括用于与一个或多个样本一起使用的组件(200至206、500、600)，其中所述组件包括由向下的力能致动的机构(250至256、630)，且其中所述控制器被配置为控制所述机器人臂，以通过在Z方向上向下推动来致动所述机构。2.根据权利要求1所述的机器人样本处理系统(100)，其中：
‑
所述机构是推
‑
推机构(250至256、630)，所述推
‑
推机构被布置为通过重复的推动而交替地占据锁定位置和未锁位置；
‑
所述控制器(180)被配置为控制所述机器人臂(140、142)，以操作所述推
‑
推机构。3.根据权利要求2所述的机器人样本处理系统(100)，其中所述组件是支架(200至206)，其中所述支架包括：
‑
接收部分(220至226)，用于接收且能移除地保持样本容器(400、410)；
‑
效应器(300)，用于作用于样本，所述样本被放置在所述效应器的预定近处内；以及
‑
所述推
‑
推机构(250至256)，被布置为用于：
‑
在锁定位置中，将所述样本容器定位(280)在所述效应器(300)的预定近处(310)以内；以及
‑
在未锁位置中，将所述样本容器定位(286)在所述效应器(300)的预定近处(310)以外。4.根据权利要求3所述的机器人样本处理系统(100)，其中所述控制器(180)被配置为控制所述机器人臂(140、142)，以通过以下中的至少一个来致动所述推
‑
推(250至256)机构：
‑
在所述支架的一部分上推动；以及
‑
在所述样本容器(400)的一部分上推动。5.根据权利要求3或4所述的机器人样本处理系统(100)，其中所述效应器(300)包括以下中的至少一个：
‑
磁铁，用于使所述样本(420)受到磁场的影响；
‑
热源，用于加热所述样本；
‑
冷源，用于冷却所述样本；
‑
振动器，用于使所述样本受到振动；
‑
水浴，用于接收所述样本容器；以及
‑
辐射源，用于辐射所述样本。6.根据权利要求3至5中的任一项所述的机器人样本处理系统(100)，其中所述样本容器是以下中的一个：
‑
液体容器(400)；
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玻璃载玻片或塑料载玻片。
7.根据权利要求3至6中的任一项所述的机器人样本处理系统(100)，其中：
‑
所述样本容器是液体容器(400)；
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所述效应器(300...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：帝肯贸易股份公司，
类型：发明
国别省市：