単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具
【課題】 テーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際に必要となるマーカー（第一，第二の特徴点）を有する単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供する。
【解決手段】 第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２をフィルム状の特徴点設置用チップ３６に形成し、この特徴点設置用チップ３６を従来型のディッシュ３５等の細胞培養器具本体に貼着することで細胞培養器具３４を構成する。細胞培養器具本体に第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２を直に形成するための新規金型の製作が不要となるため、単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することが可能となる。
【解決手段】 第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２をフィルム状の特徴点設置用チップ３６に形成し、この特徴点設置用チップ３６を従来型のディッシュ３５等の細胞培養器具本体に貼着することで細胞培養器具３４を構成する。細胞培養器具本体に第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２を直に形成するための新規金型の製作が不要となるため、単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一細胞操作支援ロボットのテーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際にマーカーとして利用される第一，第二の特徴点を備えた単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
水平面内で移動するテーブルと３軸方向の移動が可能な２基のマニピュレータとを実装し、テーブル上に載置された細胞培養器具内の個々の細胞を作業対象として保持，移動，インジェクション等の操作を行うようにした単一細胞操作支援ロボットが特許文献１として既に公知である。
【０００３】
しかしながら、この単一細胞操作支援ロボットは、基本的には、単一の細胞を個別に収納するマイクロウェルの使用を前提としたものであり、細胞培養器具内に単一の細胞を無秩序に分散して配置したような場合では、個々の細胞の位置を的確に教示してロボットに記憶させることが難しい場合があった。
【０００４】
また、マイクロウェルを使用した場合であっても、細胞培養器具自体を取り外してから改めてテーブル上に載置したような場合、テーブルに対する細胞培養器具の位置や姿勢に変化が生じてしまうため、以前に教示した各細胞の位置データを其のまま利用すると適切な処理操作を行うことが困難となる問題があった。
【０００５】
そこで、この種の問題を解決するため、本出願人らは、細胞培養器具となるディッシュに形成された第一，第二の特徴点と単一細胞操作支援ロボット自体が有するテーブルの各軸の現在位置検出機能とを利用してテーブル座標系をディッシュ座標系に変換するための変換行列を求め、テーブル座標系を基準として検出された各細胞の位置に変換行列を乗じてディッシュ座標系上の各細胞位置を求め、これらの細胞位置をディッシュを特定するための識別名に対応させてファイルに登録するようにした細胞位置教示方法と単一細胞操作支援ロボット、および、この単一細胞操作支援ロボットで使用される第一，第二の特徴点を備えた単一細胞操作支援ロボット用ディッシュを、既に、特願２００４−１４６２０３として提案している。
【０００６】
しかしながら、特願２００４−１４６２０３として提案した単一細胞操作支援ロボット用のディッシュは、基本的には、前述した第一，第二の特徴点を細胞培養器具となるディッシュに一体的に形成することを前提としたものであり、このディッシュの製造に際しては、ディッシュの底面に第一，第二の特徴点を形成するための突起もしくは彫り込みを備えたディッシュ成形用の金型を新規に製作する必要があり、ディッシュの製造コストが高くなる点で課題を残していた。
【０００７】
また、第一，第二の特徴点の位置をテーブル座標系上で検出するためには、これらの特徴点を顕微鏡の視野の特定位置に位置決めする必要があるが、第一，第二の特徴点を形成する長線分や短線分の線幅が５μｍ以下と細いため、これらの特徴点を段取り段階で目視確認して顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に置くことが難しくなる場合がある。このような場合、ディッシュの姿勢の教示に際してディッシュの底面を全体に亘って顕微鏡で探って特徴点を見つける必要が生じるので、段取りの作業時間が増長されるといった弊害が生じることがあった。
【０００８】
【特許文献１】国際公開第WO2004/015055 A1号パンフレット（FIG.1，FIG.3）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、ディッシュ等の細胞培養器具の製作のために新たな金型を必要とせず、また、ディッシュ等の細胞培養器具の底面を全体に亘って顕微鏡で探らなくても、第一，第二の特徴点を顕微鏡の視野に容易に納めることのできる単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、細胞を配置した細胞培養器具をテーブル上に載置し、前記細胞培養器具が有する第一の特徴点の位置と前記細胞培養器具が有する第二の特徴点の位置とをテーブル座標系上で検出し、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求め、テーブル座標系上で検出された各々の細胞の位置に前記変換行列を乗じて前記細胞培養器具の固有座標系上における細胞位置を求めるようにした単一細胞操作支援ロボットで使用される細胞培養器具であり、前記課題を解決するため、特に、
細胞を配置するための細胞培養器具本体と、前記第一，第二の特徴点を形成したフィルム状の特徴点設置用チップとから成り、
前記特徴点設置用チップが前記細胞培養器具本体に貼着されていることを特徴とした構成を有する。
【００１１】
第一，第二の特徴点をフィルム状の特徴点設置用チップに形成し、この特徴点設置用チップを細胞培養器具本体に貼着することによって細胞培養器具を構成するようにしたので、細胞培養器具本体に第一，第二の特徴点を直に形成するための新規金型の製作を必要とせず、テーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際に必要となるマーカーを有する単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することができる。
また、既存のディッシュ，フラスコ・プレート，スライドガラス等を細胞培養器具本体として利用することが可能であるので、ユーザは、従来使用していた使い慣れた細胞培養器具本体あるいは実験等の目的に適した各種の細胞培養器具本体、即ち、ディッシュ，フラスコ・プレート，スライドガラス等を自由に選択して使用することができる。
更に、特徴点設置用チップには厚みがあるので、細胞培養器具本体における特徴点設置用チップの貼着位置、つまり、第一，第二の特徴点の存在位置を目視確認することが容易であり、目視確認により、顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点が位置するようにして細胞培養器具をテーブル上に設置することができる。この結果、細胞培養器具の底面を全体に亘って顕微鏡で探って特徴点を見つけるといった必要はなくなり、段取りの作業時間が節約される。
ここで、フィルム状の特徴点設置用チップに第一，第二の特徴点を形成する加工技術としては、例えば、レーザースパッタリング，印刷，削り込み等の各種の公知技術が利用でき、また、特徴点設置用チップの材質としては、ガラス，石英，樹脂等を利用することが可能である。
【００１２】
更に、特徴点設置用チップの外周輪郭部の少なくとも一部を該特徴点設置用チップの貼着対象となる細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成するようにしてもよい。
【００１３】
このように、特徴点設置用チップの外周輪郭部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成することにより、細胞培養器具本体に特徴点設置用チップを貼着する際の位置決め作業が容易となり、特に、形状や大きさが同じである同一種の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を数多く製作する場合において、特徴点設置用チップの貼着位置のバラツキの発生を防止できる。
例えば、細胞培養器具本体として利用されるディッシュの底面の外径が３０ｍｍφであれば、特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部を３０ｍｍφの円弧状に形成し、この外周輪郭部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部に合わせて貼着することで、細胞培養器具本体に対する特徴点設置用チップの貼着位置を特定することができる。
【００１４】
また、特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺の両側に角部を形成するようにしてもよい。
【００１５】
このような構成を適用した場合、直線状の一辺の両側に位置する角部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部に内接させた状態で特徴点設置用チップを細胞培養器具本体（特に、ディッシュ等のように底面の外周輪郭部が円形のもの）に貼着することで、細胞培養器具本体に対する特徴点設置用チップの貼着位置のバラツキの発生を防止できる。
【００１６】
前記２つの特徴点は、長線分と、該長線分の両端部の各々に位置して前記長線分と略直交する短線分との交点によって形成することが望ましい。
【００１７】
前述した通り、特徴点設置用チップには厚みがあり、細胞培養器具本体における特徴点設置用チップの貼着位置、つまり、第一，第二の特徴点の存在位置を目視確認して顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点が位置するように細胞培養器具をテーブル上に設置することができるので、特徴点を構成する長線分と短線分の線幅は顕微鏡で検出可能な範囲で極めて細く形成することができ、特徴点の位置検出精度さらには細胞位置の教示精度を向上させることができる。
【００１８】
更に、この特徴点設置用チップには、細胞培養器具の底面の少なくとも一部を覆う余白部が形成され、この余白部に、単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じずにテーブルの移動が許容される安全移動領域と、テーブルの移動により単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じる可能性のある危険領域との境界を明示する境界表示部が、前記単一細胞操作支援ロボットの顕微鏡の視野から識別可能な状態で設けられていることが望ましい。
【００１９】
安全移動領域と危険領域との境界を明示する境界表示部を特徴点設置用チップの余白部に設けることにより、手動操作によるテーブルの移動作業を素早く且つ安全に行うことが可能となる。つまり、顕微鏡の視野が境界表示部を越えて危険領域に侵入しない限り単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間に干渉は生じないので、オペレータは、顕微鏡から目を離すことなく、この範囲でテーブルを自由に移動させることができる。
従って、オペレータがいちいち顕微鏡から目を離して単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間のクリアランスを確認しながら恐る恐るテーブルを移動させるといった煩わしさが解消され、特に、細胞培養器具上に散らばった単一細胞をテーブルの手動操作で逐次選択して其の位置を教示するといった初期の教示操作に際し、その所要時間が大幅に短縮されるメリットがある。
【００２０】
この境界表示部は、例えば、危険領域を明示するマスキング部の内側の境界線によって形成されるとよい。
【００２１】
このような構成を適用した場合、安全移動領域と危険領域とを面として区別することができるので、面積を持たない単純な境界線によって安全移動領域と危険領域とを区分けする場合に比べ、安全移動領域と危険領域とを更に簡単かつ確実に識別してテーブルの手動操作を行うことができ、特に、顕微鏡の視野が境界表示部を越えて不用意に危険領域に侵入するといった操作ミスを確実に防止できるようになる。
より具体的には、危険領域を明示するマスキング部としては、光の通過を遮る黒色の遮光部，細胞培養器具の下からの観測用照明光に色を添える有色の半透明部，光を拡散させるマット面や乳白色部等が利用できる。特に、光の通過を遮る黒色の遮光部等でマスキング部を構成した場合には、この領域を顕微鏡で観測すること自体が不能となるので、オペレータがこの領域に顕微鏡の視野を侵入させようとする試みが強い動機で否定されることになり、誤操作の防止が更に確実なものとなる。
マスキング部の境界線よりも内側の部分は、安全移動領域であり、オペレータは、この範囲で顕微鏡の視野に細胞を収めることになるので、当該領域については透明に形成するか、もしくは、切り抜き部分とする。切り抜き部分とした場合、この領域は特徴点設置用チップの余白部とはならないが、境界表示部は、危険領域を明示するマスキング部の内側の境界線によって形成されているので、マスキング部および境界表示部が特徴点設置用チップの余白部に設けられていることに違いはない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具は、第一，第二の特徴点をフィルム状の特徴点設置用チップに形成し、この特徴点設置用チップを細胞培養器具本体に貼着することによって細胞培養器具を構成するようにしたので、細胞培養器具本体に第一，第二の特徴点を直に形成するための新規金型の製作を必要とせず、テーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際に必要となるマーカー（第一，第二の特徴点）を有する単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することができる。
また、既存のディッシュ，フラスコ・プレート，スライドガラス等を細胞培養器具本体として利用することが可能であるので、ユーザは、従来使用していた使い慣れた細胞培養器具本体あるいは実験等の目的に適した各種の細胞培養器具本体、即ち、ディッシュ，フラスコ・プレート，スライドガラス等を自由に選択して使用することができる。
しかも、特徴点設置用チップには厚みがあるので、細胞培養器具本体における特徴点設置用チップの貼着位置、つまり、第一，第二の特徴点の存在位置を目視確認することが容易であり、目視確認により、顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点が位置するようにして細胞培養器具をテーブル上に設置することができる。この結果、細胞培養器具の底面を全体に亘って顕微鏡で探って特徴点を見つけるといった必要もなくなり、段取りの作業時間が節約される。
【００２３】
更に、特徴点設置用チップの外周輪郭部の少なくとも一部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成するようにしたので、細胞培養器具本体に特徴点設置用チップを貼着する際の位置決め作業が容易となり、形状や大きさが同じである同一種の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を数多く製作する場合においても、細胞培養器具の個体差、つまり、特徴点設置用チップの貼着位置のバラツキの発生を未然に防止することができる。
【００２４】
また、特徴点設置用チップの外周輪郭部を構成する直線状の一辺の両側に角部を形成した場合では、これらの角部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部に内接させた状態で特徴点設置用チップを細胞培養器具本体に貼着することで、細胞培養器具における個体差の発生、つまり、細胞培養器具本体に対する特徴点設置用チップの貼着位置のバラツキの発生を防止できる。
【００２５】
特に、特徴点設置用チップ上の２つの特徴点を長線分と其の両端部の各々に位置する短線分との交点によって形成した場合、細胞培養器具本体における特徴点設置用チップの貼着位置、つまり、第一，第二の特徴点の存在位置を目視確認して顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点が位置するようにして細胞培養器具をテーブル上に設置することができるので、特徴点を構成する長線分と短線分の線幅を顕微鏡で検出可能な範囲で極めて細く形成することができ、特徴点の位置検出精度さらには細胞位置の教示精度を向上させることができる。
【００２６】
更に、特徴点設置用チップには、細胞培養器具の底面の少なくとも一部を覆う余白部を形成し、この余白部に、単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じずにテーブルの移動が許容される安全移動領域と、テーブルの移動により単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じる可能性のある危険領域との境界を明示する境界表示部を顕微鏡の視野から識別可能な状態で設けているので、顕微鏡の視野が境界表示部を越えて危険領域に侵入しないようにテーブルを操作することで、単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間の干渉を確実に防止することができる。従って、オペレータがいちいち顕微鏡から目を離して単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間のクリアランスを確認しながら恐る恐るテーブルを移動させるといった煩わしさが解消され、オペレータは、顕微鏡を覗いたまま手動操作によるテーブルの移動作業を素早く且つ安全に行うことができるようになる。
【００２７】
特に、危険領域を明示するマスキング部の内側の境界線によって境界表示部を形成した場合においては、安全移動領域と危険領域とを面として区別することができるようになるので、面積を持たない単純な境界線によって安全移動領域と危険領域とを区分けする場合に比べ、安全移動領域と危険領域とを更に簡単かつ確実に識別してテーブルの手動操作を行うことができ、特に、顕微鏡の視野が境界表示部を越えて不用意に危険領域に侵入するといった操作ミスを確実に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
まず、最初に、本発明の細胞培養器具を使用する単一細胞操作支援ロボットの具体例（特願２００４−１４６２０３のもの）について説明する。
【００２９】
図１は単一細胞操作支援ロボット１の全体的な構成を示した正面図である。単一細胞操作支援ロボット１は、図１に示される通り、概略において、ロボット本体２とコントローラ３によって構成される。
【００３０】
このうちロボット本体２は、ディッシュ等の細胞培養器具を載置するためのテーブル４と細胞培養器具内の細胞を操作するためのマニピュレータ５，６を実装したステージ７、および、該ステージ７を支えるためのコラム８と、細胞培養器具内の細胞を観察するためにテーブル座標系上の特定位置に設置された顕微鏡９を備える。
【００３１】
ステージ７の構造を図２に示す。ステージ７上に設けられたテーブル４はステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段Ｘ１，Ｙ１により直交二軸の水平面内で駆動され、また、テーブル４の右側に配備されたマニピュレータ５は、ステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段ＸＲ，ＹＲとピエゾアクチュエータ等からなる駆動手段ＺＲによって直交三軸の空間内で独立的に駆動されるようになっている。テーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６は、ステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段ＸＬ，ＹＬ，ＺＬによって直交三軸の空間内で独立的に駆動される。但し、マニピュレータ５，６におけるＺ軸の方向性は、顕微鏡９の視野を阻害しないように、水平面に対して４５°とされている。
【００３２】
このうち、テーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６は、細胞培養器具内に配置された単一細胞を吸引等の手段で保持するためのキャピラリー１０をエンドエフェクタとして備え、また、テーブル４の右側に配備されたマニピュレータ５は、単一細胞に対して遺伝子や薬品等のインジェクションを行うための注入孔を先端に備えたキャピラリー１１をエンドエフェクタとして有する。
【００３３】
また、テーブル４には、細胞培養器具を置く際に概略の位置決めを行うための器具ホルダー１２が固設されており、この器具ホルダー１２を介してテーブル４上に細胞培養器具の一種であるディッシュ１３が載置されるようになっている。
【００３４】
ディッシュ１３の外観を図３の平面図に示す。ディッシュ１３は、ガラスもしくはプラスチック等からなる平底の容器であり、その底面には、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２が設けられている。これらの特徴点Ｐ１，Ｐ２は、具体的には、ディッシュ１３の底面に位置する長線分Ｌ０と該長線分Ｌ０の両端部の各々に位置して長線分Ｌ０と略直交する短線分Ｌ１，Ｌ２との交点によって形成される。
【００３５】
これらの特徴点Ｐ１，Ｐ２は、ディッシュ１３に固有のディッシュ座標系の規定と、テーブル座標系に対するディッシュ１３の位置および姿勢の特定に利用される。
【００３６】
ディッシュ１３に固有の座標系は、第一の特徴点Ｐ１を始点として第二の特徴点Ｐ２を通る直線を第一軸（Ｘ’軸）とし、この直線と直交して第一の特徴点Ｐ１を通る直線を第二軸（Ｙ’軸）として規定されている。ディッシュ１３に固有のディッシュ座標系の一例を図３中に二点鎖線で示す。
【００３７】
器具ホルダー１２には、図３に示されるようなマーキング１４が設けられ、マーキング１４の先端に長線分Ｌ０の中点部分を合致させてディッシュ１３を装着することで、テーブル座標系の座標原点Ｏにディッシュ座標系の座標原点Ｏ’が概ね一致し、また、ディッシュ座標系の第一軸（Ｘ’軸）がテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）と略一致するようになっているが、ディッシュ１３の取り付け作業は飽くまでも人手によって行われるものであるので、必ずしも厳密に両者が一致するわけではなく、マーキング１４は単なる目安に過ぎない。
【００３８】
なお、ここでいうテーブル座標系の座標原点Ｏとはテーブル４のストロークエンドに相当するようなハードウェア上のマシン原点ではなく、駆動制御上の座標原点であるから、実際には、テーブル座標系の座標原点Ｏは、テーブル４の移動可能領域のどの位置に定義しても構わない。また、図３の例ではディッシュ座標系の座標原点Ｏ’を第一の特徴点Ｐ１と一致させているが、実際には、ディッシュ座標系の座標原点Ｏ’も第一の特徴点Ｐ１と必ずしも一致させる必要はなく、第一の特徴点Ｐ１を基準に、ディッシュ座標系の第一軸（Ｘ’軸）および第二軸（Ｙ’軸）の方向にオフセットした位置に定義しても構わない。オフセット量に関しては演算処理の段階で定数項として処理できるからである。ここでは説明の簡略化の都合上、ディッシュ座標系の座標原点Ｏ’を第一の特徴点Ｐ１と一致させて定義した例について説明するものとする。
【００３９】
長線分Ｌ０と短線分Ｌ１，Ｌ２との交点によって形成される第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２は、ディッシュ１３の面積の有効利用を考慮し、ディッシュ１３内における単一細胞の載置に際して邪魔とならないよう、ディッシュ１３の底面の外周部寄りの位置に設けられている。特徴点Ｐ１，Ｐ２を利用したディッシュ１３の位置および姿勢の検出精度を確保する必要上、長線分Ｌ０と短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅は５μｍ以下とする必要があり、より望ましくは、３μｍ以下とするとよい。これにより、特徴点Ｐ１，Ｐ２の実質的な面積を著しく狭小化することが可能となり、一般的なドット等を利用したマーカーに比べて特徴点の位置の特定精度を大幅に向上させることができる。特徴点Ｐ１，Ｐ２の検出作業はロボット本体２に固設された顕微鏡９を利用して行われることになるので、長線分Ｌ０や短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅を狭くしても特徴点Ｐ１，Ｐ２の検出が困難となることはないので、線幅については技術的に可能な範囲で狭くすることが望ましい。
【００４０】
単一細胞操作支援ロボット１の各部を駆動制御するためのコントローラ３の主要部はコントローラ本体３ａによって構成され、このコントローラ本体３ａに、マン・マシン・インターフェイスとして機能する第一操作盤３Ｒ，第二操作盤３Ｌ，マウス付きのキーボード３ｂ，フットスイッチ３ｃ，モニタ３ｄが接続されている。
【００４１】
第一操作盤３Ｒはテーブル４と其の右側に配備されたマニピュレータ５を二者択一的に駆動制御するための手動操作手段であり、制御対象をテーブル４とするかマニピュレータ５とするかは、ジョイスティック１５Ｒの先端に設けられたヘッドスイッチ１６Ｒの操作によって選択できる。テーブル４とマニピュレータ５の水平面内での移動はジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒによって制御され、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１の刺入方向（Ｚ軸方向）の移動はジョイスティック１５Ｒ先端の回転操作によって制御される。
【００４２】
第二操作盤３Ｌはテーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６を駆動制御するための手動操作手段である。マニピュレータ６の水平面内での移動はジョイスティック１５Ｌもしくはトラックボール１７Ｌによって制御され、マニピュレータ６のエンドエフェクタであるキャピラリー１０のＺ軸方向の移動はジョイスティック１５Ｌ先端の回転操作によって制御される。
【００４３】
図４はコントローラ本体３ａの構成の概略を示した機能ブロック図である。コントローラ本体３ａの主要部は、単一細胞操作支援ロボット１の各部を駆動制御するためのＣＰＵ１８と、該ＣＰＵ１８の駆動制御プログラムを格納したＲＯＭ１９、および、演算データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ２０、ならびに、現在位置記憶レジスタやパラメータ記憶手段等として機能する不揮発性メモリ２１と、細胞位置に関わる教示データのファイル等を記憶するためのハードディスクドライブ２２等によって構成される。
【００４４】
第一操作盤３Ｒに設けられたジョイスティック１５Ｒ，ヘッドスイッチ１６Ｒ，トラックボール１７Ｒからの操作信号と第二操作盤３Ｌに設けられたジョイスティック１５Ｌ，ヘッドスイッチ１６Ｌ，トラックボール１７Ｌからの操作信号、ならびに、キーボード３ｂと其のマウスおよびフットスイッチ３ｃからの信号は、インターフェイス２３を介してＣＰＵ１８に入力され、また、ＣＰＵ１８からの表示信号がインターフェイス２３を介してモニタ３ｄに入力されるようになっている。
【００４５】
テーブル４における各軸の駆動手段Ｘ１，Ｙ１とマニピュレータ５における各軸の駆動手段ＸＲ，ＹＲ，ＺＲならびにマニピュレータ６における各軸の駆動手段ＸＬ，ＹＬ，ＺＬは各軸の軸制御回路２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１と入出力回路３２を介して駆動制御される。
【００４６】
図５および図６はコントローラ本体３ａのＣＰＵ１８が実行する細胞位置教示処理の概要について示したフローチャート、また、図７〜図１０はＣＰＵ１８が実行するプレイバック処理の概要について示したフローチャートである。
【００４７】
まず、単一細胞を分散して配置したディッシュ１３を初めてテーブル４上に載置する場合には、オペレータは、細胞位置教示モードでコントローラ本体３ａを起動し、ＣＰＵ１８によって図５および図６に示されるような細胞位置教示処理を開始させる。
【００４８】
ディッシュ１３を初めてテーブル４上に載置する際には、図３に示されるように、器具ホルダー１２のマーキング１４にディッシュ１３の長線分Ｌ０の中点部分を合致させて載置することが望ましいが、実際には、ある程度の位置ズレや姿勢変化が生じる。
【００４９】
細胞位置教示処理を開始したＣＰＵ１８は、まず、ディッシュの特定に必要とされる識別名を入力する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ１）、オペレータによる入力操作を待つ待機状態に入る（ステップａ２）。
【００５０】
ここで、オペレータがキーボード３ｂを操作して任意の識別名を入力すると、ＣＰＵ１８はステップａ２の判定処理で識別名の入力を検知し、登録済みの識別名の個数を記憶するレジスタｍの値を１インクリメントした後（ステップａ３）、該レジスタｍの現在値に基いて、ハードディスクドライブ２２内に構築された図１１のようなデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第１フィールドに、今回入力された識別名を新たに登録する（ステップａ４）。
【００５１】
次いで、ＣＰＵ１８は、ディッシュ座標系を登録する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ５）、特徴点の位置を記憶するレジスタを指定するための指標ｉの値を一旦０に初期化し（ステップａ６）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ７）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップａ８）、もしくは、フットスイッチ３ｃからのディッシュ姿勢教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップａ９）。
【００５２】
そこで、オペレータは、まず、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に設けられた第一の特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心（レティクルの中心）に位置決めする。
【００５３】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ１０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００５４】
そして、ディッシュ１３の底面に設けられた特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃからディッシュ姿勢教示指令が出力され、この信号がステップａ９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００５５】
ディッシュ姿勢教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ１１）、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ１，ｙ１の各々に一時記憶させる（ステップａ１２）。
【００５６】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップａ１３）、この時点では未だｉ＝１であって第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了していないことを意味するので、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントし（ステップａ７）、前記と同様にして、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力（ステップａ８）、もしくは、フットスイッチ３ｃからの２回目のディッシュ姿勢教示指令の入力を待つ待機状態に入る（ステップａ９）。
【００５７】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを再び操作して、ディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に設けられた第二の特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００５８】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ１０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００５９】
そして、ディッシュ１３の底面に設けられた特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから２回目のディッシュ姿勢教示指令が出力され、この信号がステップａ９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００６０】
２回目のディッシュ姿勢教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ１１）、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ２，ｙ２の各々に一時記憶させる（ステップａ１２）。
【００６１】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップａ１３）、この時点では既にｉ＝２となっており、第一の特徴点Ｐ１と第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了しているので、ＣＰＵ１８は、レジスタｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２の値、要するに、１回目のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ１，ｙ１）と２回目のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ２，ｙ２）とに基いて、点（ｘ１，ｙ１）を始点として点（ｘ２，ｙ２）を通る直線にテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）を一致させるための変換行列ｆを求める（ステップａ１４）。
【００６２】
この変換行列ｆは、図１２に示される通り、テーブル座標系を基準として検出された座標値をディッシュ座標系上の座標値に置き換えるために必要とされる回転移動と平行移動とを含むアフィン変換行列であり、例えば、テーブル座標系を基準として検出された座標値（ｘ１，ｙ１）は、ディッシュ座標系上の座標原点Ｏ’、即ち、第一の特徴点Ｐ１の位置に置き換えられることになる。
【００６３】
次いで、ＣＰＵ１８は、ディッシュ１３上に配置された単一細胞を次々と選択して其の細胞位置を登録する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ１５）、図１１に示されるデータ記憶ファイルにおいて細胞位置を記憶するフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップａ１６）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ１７）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップａ１８）、もしくは、フットスイッチ３ｃからの細胞位置教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップａ１９）。
【００６４】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３上に配置された何れかの単一細胞を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００６５】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ１８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ２０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００６６】
そして、何れかの単一細胞を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから細胞位置教示指令が出力され、この信号がステップａ１９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００６７】
細胞位置教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ２１）、テーブル座標系を基準とした座標値（ｘ，ｙ）に変換行列ｆを乗じ、ディッシュ座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｉ，ｙｉ）を求め（ステップａ２２）、レジスタｍおよび指標ｉの現在値に基いて、この座標値（ｘｉ，ｙｉ）を、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第ｉフィールドに登録する（ステップａ２３）。
【００６８】
現在使用しているディッシュ１３の識別名はデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第１フィールドに登録されているので、結果的に、現在使用しているディッシュ１３内にある各単一細胞の位置は、使用中のディッシュ１３の識別名と共に同一レコード内に記憶されることになる。
【００６９】
そして、ＣＰＵ１８は、今回の操作で登録を行った単一細胞の位置（ｘｉ，ｙｉ）を例えば図１に示されるようにしてモニタ３ｄ上にドットで表示し、オペレータに当該単一細胞の登録処理が完了したことを知らせる（ステップａ２４）。この際、モニタ３ｄ上の表示欄３３には、登録を行った単一細胞の登録順のナンバー（ｉ−２の値）が表示される。モニタ表示に使用される座標系はディッシュ座標系である。
【００７０】
次いで、ＣＰＵ１８は、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから登録終了信号が入力されているか否かを判定するが（ステップａ２５）、登録終了信号が入力されていなければ、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ１７）、前記と同様にして、ステップａ１８〜ステップａ２５の処理を繰り返し実行する。
【００７１】
この間、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒと教示指令を入力するためのフットスイッチ３ｃを前記と同様に操作して、ディッシュ１３に配置された単一細胞を次々と選択して顕微鏡９の視野の中心に納め、ディッシュ座標系の座標値に変換された各単一細胞の位置をＣＰＵ１８側の処理で第ｍ番目のレコードの第ｉフィールドに登録させていく。
【００７２】
そして、最終的に、オペレータがキーボード３ｂを操作して登録操作の終了を宣言すると、この信号がステップａ２５の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、登録終了信号入力時点の指標ｉの値を細胞位置の登録個数を特定する値として第ｍ番目のレコードの第２フィールドに登録し（ステップａ２６）、細胞位置教示処理を終了する。但し、実際に細胞位置が登録されるのは各レコードの第３フィールド以降であるから、細胞位置の実際の登録個数は第２フィールドに登録された値から２を引いた値である。
【００７３】
図１１では一例としてディッシュ１３の識別名をｍ個だけファイル登録した例について示しているが、識別名の登録個数ｍに格別の制限はない。
【００７４】
以上に述べた細胞位置教示処理によれば、テーブル座標系に対するディッシュ座標系の位置ズレや姿勢の相違とは関わりなく、各単一細胞の位置が常にディッシュ座標系の座標値としてディッシュ１３の識別名と共にファイルに登録されるので、マイクロウェルを使用しない場合であっても、テーブル４に載置されたディッシュ１３の位置や姿勢の影響を受けずに個々の細胞の位置を各ディッシュ１３毎に的確に教示することができる。
【００７５】
このように、本出願人らが特願２００４−１４６２０３として提案している単一細胞操作支援ロボット１では、細胞培養器具となるディッシュ１３に設けられた第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２と単一細胞操作支援ロボット１自体が有するテーブル４の各軸の現在位置検出機能とを利用してテーブル座標系をディッシュ座標系に変換するための変換行列ｆを求めた後、テーブル座標系を基準として検出された各細胞の位置に変換行列ｆを乗じてディッシュ座標系上の各細胞位置を求め、これらの細胞位置をディッシュ１３を特定するための識別名に対応させてファイルに登録するようになっている。
【００７６】
次に、細胞位置の登録を終えたディッシュ１３を取り外した後、改めて同じディッシュ１３をテーブル４上に載置してインジェクション等の作業を行う場合の処理操作について説明する。
【００７７】
この際、オペレータは、プレイバックモードでコントローラ本体３ａを起動し、ＣＰＵ１８に図７〜図１０に示されるようなプレイバック処理を実行させることになる。
【００７８】
この場合も、図３に示されるように、器具ホルダー１２のマーキング１４にディッシュ１３の長線分Ｌ０の中点部分を合致させて載置することが望ましいが、実際には、ある程度の位置ズレや姿勢変化が生じる。
【００７９】
プレイバック処理を開始したＣＰＵ１８は、まず、以前にファイル登録されたディッシュ１３の識別名を図１１のようなデータ記憶ファイルから全て読み出してモニタ３ｄに表示し、ディッシュの識別名を選択する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ１）、オペレータによる識別名の選択操作を待つ待機状態に入る（ステップｂ２）。
【００８０】
モニタ表示を参照したオペレータは、キーボード３ｂを操作し、現時点でテーブル４に載置されているディッシュ１３に対応する識別名を選択する。
【００８１】
ステップｂ２の処理で識別名の選択操作を検出したＣＰＵ１８は、ディッシュ１３の位置および姿勢を再教示する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ３）、特徴点の位置を記憶するレジスタを指定するための指標ｉの値を一旦０に初期化し（ステップｂ４）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ５）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ６）、もしくは、フットスイッチ３ｃからのディッシュ姿勢再教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ７）。
【００８２】
そこで、オペレータは、まず、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に設けられた第一の特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００８３】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップｂ６の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ８）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００８４】
そして、ディッシュ１３の底面に設けられた特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃからディッシュ姿勢再教示指令が出力され、この信号がステップｂ７の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００８５】
ディッシュ姿勢再教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップｂ９）、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ１，ｙ１の各々に一時記憶させる（ステップｂ１０）。
【００８６】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップｂ１１）、この時点では未だｉ＝１であって第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了していないことを意味するので、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントし（ステップｂ５）、前記と同様にして、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力（ステップｂ６）、もしくは、フットスイッチ３ｃからの２回目のディッシュ姿勢再教示指令の入力を待つ待機状態に入る（ステップｂ７）。
【００８７】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを再び操作して、ディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に設けられた第二の特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００８８】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップｂ６の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ８）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００８９】
そして、ディッシュ１３の底面に設けられた特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから２回目のディッシュ姿勢再教示指令が出力され、この信号がステップｂ７の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００９０】
２回目のディッシュ姿勢再教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップｂ９）、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ２，ｙ２の各々に一時記憶させる（ステップｂ１０）。
【００９１】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップｂ１１）、この時点では既にｉ＝２となっており、第一の特徴点Ｐ１と第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了しているので、ＣＰＵ１８は、レジスタｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２の値、要するに、１回目のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ１，ｙ１）と２回目のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ２，ｙ２）とに基いて、点（ｘ１，ｙ１）を始点として点（ｘ２，ｙ２）を通る直線をテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）に一致させるための逆変換行列ｇを求める（ステップｂ１２）。
【００９２】
この逆変換行列ｇは、図１３に示される通り、ディッシュ座標系を基準としてファイルに登録された座標値をテーブル座標系上の座標値に置き換えるために必要とされる回転移動と平行移動とを含むアフィン変換行列であり、例えば、ディッシュ座標系上の座標原点Ｏ’、即ち、第一の特徴点Ｐ１の位置は、テーブル座標系上の座標値（ｘ１，ｙ１）に置き換えられることになる。
【００９３】
一般に、テーブル４に対するディッシュ１３の脱着作業を行う度にテーブル４に対するディッシュ１３の位置および姿勢は様々に変動するので、この逆変換行列ｇは、通常、図１２に示したような変換行列ｆの逆行列ｆ−１とは数値的に一致しない。このため、細胞位置の教示操作の際に求めた変換行列ｆあるいは其の逆行列ｆ−１をファイル登録して保存することに意味はなく、ディッシュ１３の脱着作業を行うたびに、ディッシュ１３の位置および姿勢に関わる再教示操作を行う必要がある。
【００９４】
次いで、ＣＰＵ１８は、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルの各レコードを検索し、ステップｂ２の処理で選択された識別名と同じ識別名を記憶しているレコードアドレスｊの値を特定する（ステップｂ１３）。仮に、ステップｂ２の処理で識別名として「識別名４」が選択されたとすれば、図１１の例では、レコードアドレスｊの値が４に特定されることになる。
【００９５】
そして、ＣＰＵ１８は、細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ１４）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ１５）、特定されたレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドから単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込んで、例えば図１に示されるようにしてモニタ３ｄにドットで表示する（ステップｂ１６）。この際、モニタ３ｄ上の表示欄３３には、読み出された単一細胞の登録順のナンバー（ｉ−２の値）が表示される。
【００９６】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ１７）。
【００９７】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、モニタ３ｄにドットで表示すべき単一細胞が未だ残っていることを意味するので、ＣＰＵ１８は、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録されている単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を次々と読み込んで、その全てをモニタ３ｄにドット表示する（ステップｂ１５〜ステップｂ１７）。細胞位置の表示順序は前述した細胞位置教示処理における細胞位置の登録順序と同様である。
【００９８】
図１２および図１３に示されるように、テーブル４に対するディッシュ１３の脱着作業を行う度にテーブル４に対するディッシュ１３の位置および姿勢は様々に変動するが、モニタ３ｄ上には常にディッシュ座標系を基準として細胞位置が表示されるので、ディッシュ１３の載置状況が変動してもモニタ表示に違和感は生じない。
【００９９】
次いで、ＣＰＵ１８は、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行するのか、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作によって行うのかを選択する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ１８）、オペレータによる選択操作を待つ待機状態に入る（ステップｂ１９）。
【０１００】
ここで、オペレータは、キーボード３ｂを操作して登録順もしくは自由選択の何れか一方を選択することになる。
【０１０１】
登録順が選択された場合にはステップｂ２０の判定結果が真となるので、ＣＰＵ１８は、まず、図１１に示されるデータ記憶ファイルにおいて細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ２１）、オペレータ側の操作によってフットスイッチ３ｃから位置決め指令が入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ２２）。
【０１０２】
ここで、オペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから位置決め指令が出力され、この信号を検出したＣＰＵ１８が指標ｉの値を１インクリメントする（ステップｂ２３）。
【０１０３】
次いで、ＣＰＵ１８は、前述したレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込み（ステップｂ２４）、ディッシュ座標系を基準とした座標値（ｘｉ，ｙｉ）に逆変換行列ｇを乗じ、テーブル座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｐ，ｙｐ）、即ち、テーブル座標系に従ってテーブル４を駆動制御して細胞の位置決めを行うために必要とされるアブソリュートな移動目標位置（ｘｐ，ｙｐ）を求める（ステップｂ２５）。
【０１０４】
そして、ＣＰＵ１８は、更に、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込んで目標位置（ｘｐ，ｙｐ）と現在位置（ｘ，ｙ）との間の位置偏差（インクリメンタル量）を求め、この位置偏差に応じた駆動パルスを駆動手段Ｘ１，Ｙ１の軸制御回路２４，２５に分配出力してテーブル４を移動させ、当該細胞を顕微鏡９の視野内に収める（ステップｂ２６）。
【０１０５】
次いで、ＣＰＵ１８は、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ２７）、もしくは、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令（ステップｂ２８）、あるいは、キーボード３ｂからのスキップ指令（ステップｂ２９）がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る。
【０１０６】
ここで、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力が検出された場合には、プレイバックによる位置決めの後、オペレータが更に微妙な位置決め調整を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ３０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させ、顕微鏡９の視野内で細胞の位置を微調整する。
【０１０７】
また、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令の入力が検出された場合には、オペレータが現在の状況でインジェクション作業を実行することを望んでいることを意味するので、ＣＰＵ１８は、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１を刺入方向（Ｚ軸マイナス方向）に移動させ、現時点で顕微鏡９の視野内に置かれている単一細胞に対して遺伝子や薬品等を注入する通常のインジェクション処理を実行した後、キャピラリー１１を退避位置に退避させて（ステップｂ３１）、ディッシュ座標系の座標値（ｘｉ，ｙｉ）に表示されている細胞のドットの表示色と表示欄３３における文字の表示色をモニタ３ｄ上で変更して、当該細胞に対するインジェクションが完了したことをオペレータに知らせる（ステップｂ３２）。この際、キーボード３ｂからの指示によりオペレータが自由に表示色を選択することが可能であり、オペレータは、自らの設定した表示色により、単一細胞の操作過程等をモニタ３ｄ上で容易に確認できる。
【０１０８】
また、キーボード３ｂからスキップ指令の入力が検出された場合には、この単一細胞に対するインジェクション処理がオペレータの都合でキャンセルされたことを意味するので、ＣＰＵ１８は、インジェクション処理を非実行として次の処理へと移行する。
【０１０９】
インジェクション処理が完了し、あるいは、インジェクション処理がキャンセルされると、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ３３）。
【０１１０】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、現時点でインジェクション処理を行っていない単一細胞が未だ残っていることを意味するので、ＣＰＵ１８は、オペレータによるフットスイッチ３ｃの操作、つまり、位置決め指令の入力が検出される度に、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を次々と読み込んで、その座標値をテーブル座標系上の座標値に変換し、単一細胞の各々に対して登録順に従った位置決め操作、あるいは、登録順に従った位置決め操作とインジェクション処理を繰り返し実行する（ステップｂ２２〜ステップｂ３３）。
【０１１１】
そして、最終的に、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達したことがステップｂ３３の判定処理で検出された時点で、登録順に基くプレイバック処理が全て終了する。
【０１１２】
一方、ステップｂ１９の処理で自由選択が選択された場合には、ステップｂ２０の判定結果が偽となるので、ＣＰＵ１８は、細胞位置を表すモニタ３ｄ上の何れかのドットがダブルクリックされるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ３４）。
【０１１３】
オペレータは、マウスと連動したグラフィックカーソルをモニタ３ｄ上のドットに合わせ、キーボード３ｂのマウスをダブルクリックすることで、位置決めの対象とする単一細胞を選択する。
【０１１４】
ここで、位置決めを所望する細胞に相当するドットがダブルクリックされると、ＣＰＵ１８は、ダブルクリック時におけるグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）をディッシュ座標系上の座標値として求め（ステップｂ３５）、最小値記憶レジスタＴｍｉｎに、ＣＰＵ１８が許容する設定可能最大値を初期値として設定する（ステップｂ３６）。
【０１１５】
次いで、ＣＰＵ１８は、細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ３７）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ３８）、ステップｂ１３の処理で特定されたレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込み（ステップｂ３９）、単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）とダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔを求め（ステップｂ４０）、位置偏差に相当する値Ｔが最小値記憶レジスタＴｍｉｎの値よりも小さいか否かを判定する（ステップｂ４１）。
【０１１６】
この段階では最小値記憶レジスタＴｍｉｎに設定可能最大値が初期値として記憶されているのでステップｂ４０の判定結果は必然的に真となり、ＣＰＵ１８は、単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）とダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔを最小値記憶レジスタＴｍｉｎに更新して記憶させ（ステップｂ４２）、グラフィックカーソルの位置に最も近接して位置する単一細胞を特定するための指標ｋに指標ｉの現在値を設定した後（ステップｂ４３）、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ４４）。
【０１１７】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、現時点で検出されている単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）よりもダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）に近接している他の単一細胞の座標値が存在する可能性があることを意味するので、ＣＰＵ１８は、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、グラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔが其の時点の最小値記憶レジスタＴｍｉｎの値よりも小さくなる単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）が検出される度に、この座標値を記憶しているフィールドの値ｉを逐次更新して指標ｋに記憶させる。
【０１１８】
最終的に、ステップｂ４４の判定結果が偽となった時点で、指標ｋの値に対応する単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）が、ダブルクリック操作の時点におけるグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）に最も近接した単一細胞の座標値である。
【０１１９】
従って、ＣＰＵ１８は、座標値（ｘｋ，ｙｋ）に位置する単一細胞がダブルクリックによって位置決めの対象として選択されたものと見做し、レコードアドレスｊの値と指標ｋの現在値とに基いて、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｋフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）、つまり、ダブルクリックの位置に最も近接する単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）を読み込み（ステップｂ４５）、ディッシュ座標系を基準とした座標値（ｘｋ，ｙｋ）に逆変換行列ｇを乗じ、テーブル座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｐ，ｙｐ）、即ち、テーブル座標系に従ってテーブル４を駆動制御して細胞の位置決めを行うために必要とされるアブソリュートな移動目標位置（ｘｐ，ｙｐ）を求める（ステップｂ４６）。
【０１２０】
そして、ＣＰＵ１８は、更に、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込んで目標位置（ｘｐ，ｙｐ）と現在位置（ｘ，ｙ）との間の位置偏差（インクリメンタル量）を求め、この位置偏差に応じた駆動パルスを駆動手段Ｘ１，Ｙ１の軸制御回路２４，２５に分配出力してテーブル４を移動させ、当該細胞を顕微鏡９の視野内に収める（ステップｂ４７）。
【０１２１】
次いで、ＣＰＵ１８は、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ４８）、もしくは、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令（ステップｂ４９）、あるいは、キーボード３ｂからのスキップ指令（ステップｂ５０）がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る。
【０１２２】
ここで、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力が検出された場合には、プレイバックによる位置決めの後、オペレータが更に微妙な位置決め調整を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ５１）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させ、顕微鏡９の視野内で細胞の位置を微調整する。
【０１２３】
また、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令の入力が検出された場合には、オペレータが現在の状況でインジェクション作業を実行することを望んでいることを意味するので、ＣＰＵ１８は、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１を刺入方向（Ｚ軸マイナス方向）に移動させ、現時点で顕微鏡９の視野内に置かれている単一細胞に対して遺伝子や薬品等を注入する通常のインジェクション処理を実行した後、キャピラリー１１を退避位置に退避させて（ステップｂ５２）、ディッシュ座標系の座標値（ｘｋ，ｙｋ）に表示されている細胞のドットの表示色と表示欄３３における文字の表示色をモニタ３ｄ上で変更して、当該細胞に対するインジェクションが完了したことをオペレータに知らせる（ステップｂ５３）。前記と同様、キーボード３ｂからの指示によりオペレータが自由に表示色を選択することができるため、オペレータは、自らの設定した表示色により、単一細胞の操作過程等をモニタ３ｄ上で容易に確認することが可能である。
【０１２４】
また、キーボード３ｂからスキップ指令の入力が検出された場合には、この単一細胞に対するインジェクション処理がオペレータの都合でキャンセルされたことを意味するので、ＣＰＵ１８は、インジェクション処理を非実行として次の処理へと移行する。
【０１２５】
インジェクション処理が完了し、あるいは、インジェクション処理がキャンセルされると、ＣＰＵ１８は、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから細胞操作終了指令が入力されているか否かを判定し（ステップｂ５４）、細胞操作終了指令が入力されていなければ、モニタ３ｄ上のドットのダブルクリックによって位置決め対象の単一細胞が再び選択されるのを待って、この単一細胞に対し前記と同様の処理を繰り返し実行する。
【０１２６】
また、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから細胞操作終了指令が入力された場合には、オペレータが細胞操作の終了を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作に基くプレイバック処理を全て終了する。
【０１２７】
この単一細胞操作支援ロボット１では、ディッシュ１３に固有の座標系であるディッシュ座標系を基準としてファイルに登録された細胞の位置がテーブル４の駆動制御に必要とされるテーブル座標系の位置に自動的に置き換えられるので、以前にコントローラ３に教示した細胞の位置データを其のまま利用し、しかも、テーブル４に改めて置き直されたディッシュ１３の位置や姿勢の変化による影響を受けずに、登録済みの各ディッシュ１３内の個々の細胞を顕微鏡９の視野に的確に納めてマニピュレータ５，６による処理操作を行うことができる。
【０１２８】
しかも、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順（ナンバリングの順）に従ってシーケンシャルに実行することも、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いて自由に選択することも可能であるので、実験の都合等により好適なモードを選択してインジェクション等の作業を実行することができる。
【０１２９】
また、インジェクション等の作業を実行した細胞に対応するドット表示についてはモニタ３ｄの画面上で自動的に表示色が変更されるので、遺伝子や薬品等をダブルチャージするような操作ミスも効果的に抑制することができる。
【０１３０】
従来のように顕微鏡９を覗きながらジョイスティック１５Ｒやトラックボール１７Ｒを手動操作して単一細胞を見つけながらインジェクション作業を行う場合、単一細胞の検出自体に熟練を要するため、実際に処理が可能な単一細胞の数には相当の制限があるが、この単一細胞操作支援ロボット１では、目的とする単一細胞を顕微鏡９の視野に入れるまでの位置決め操作はプレイバック動作において完全に自動化されているので、作業時間の大幅な短縮が可能である。
【０１３１】
前述の例では、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行するのか、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作によって行うのかを択一的に選択するようにしたが、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行する間に、必要に応じてダブルクリック操作を用いた自由選択操作に移行するように構成することもできる。
【０１３２】
その場合、具体的には、図８に示されるステップｂ１８〜ステップｂ２０の処理を削除し、ステップｂ２２の判定結果が偽となった場合にステップｂ３４の処理に移行し、更に、ステップｂ３４の判定結果が偽となった場合にステップｂ２２の判定処理に復帰する一方、ステップｂ５４の判定結果が偽となった場合に、指標ｋの値を指標ｉに代入してからステップｂ２２の判定処理に復帰するようにする。
【０１３３】
このようなプログラムを構成した場合、ダブルクリック操作が行われなければ、順次、登録順に従って細胞が顕微鏡９の視野に位置決めされる。また、ダブルクリック操作による位置決めが一旦実行されると指標ｋの値が指標ｉに代入され、次に実行されるフットスイッチ３ｃの操作で該指標ｉの値が１インクリメントされるので、このときのフットスイッチ３ｃの操作により、前述のダブルクリック操作で選択された細胞の次に登録された細胞が位置決めの対象とされることになる。
【０１３４】
次に、本発明の要旨である単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の具体的な構成例について説明する。
【実施例１】
【０１３５】
図１４は単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の一種であるディッシュの構造について例示した平面図である。このディッシュ３４は、上述の単一細胞操作支援ロボット１で使用される細胞培養器具であり、細胞を配置するための細胞培養器具本体として機能する図１５（ａ）のような従来型のディッシュ３５と、前述の第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２を形成した図１５（ｂ）のようなフィルム状あるいは板状の特徴点設置用チップ３６とから成り、特徴点設置用チップ３６を従来型のディッシュ３５に貼着することで、単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具として一体に構成されている。
【０１３６】
特徴点設置用チップ３６上の２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２は、長線分Ｌ０と、其の両端部の各々に位置して長線分Ｌ０と略直交する短線分Ｌ１，Ｌ２との交点によって形成され、長線分Ｌ０および短線分Ｌ１，Ｌ２自体は、ガラス，石英，樹脂等からなるフィルム状の特徴点設置用チップ３６上に、レーザースパッタリング，印刷，削り込み等を始めとする各種の公知技術を利用して形成されている。長線分Ｌ０および短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅は既に述べた理由から５μｍ以下とすることが望ましい。
【０１３７】
また、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部３６ｒは、図１５（ｂ）および図１５（ａ）に示されるように、この特徴点設置用チップ３６の貼着対象となる従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部の円弧形状３５Ｒに合わせて円弧状に形成されている。
【０１３８】
このように、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部３６ｒを細胞培養器具本体となる従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部の形状３５Ｒに合わせて形成することにより、従来型のディッシュ３５に特徴点設置用チップ３６を貼着する際の位置決め作業が容易となり、形状や大きさが同じである同一種の従来型ディッシュ３５を用いた単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具３４を数多く製作する場合においても、特徴点設置用チップ３６の貼着位置のバラツキの発生を防止することができる。
特徴点設置用チップ３６が従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部の形状３５Ｒに沿ってどの位置に貼着されるかは特定されないが、ディッシュ３５の底面の外周輪郭部は円形であるから、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部３６ｒがディッシュ３５の底面の外周輪郭部の形状３５Ｒに沿って貼着される限り、実質的な個体差は生じない。
仮に、細胞培養器具本体として利用される従来型のディッシュ３５の底面の外径が３０ｍｍφであるとすれば、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部３６ｒを３０ｍｍφの円弧状に形成し、この外周輪郭部３６ｒを従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部３５Ｒに合わせて貼着することになる。
【実施例２】
【０１３９】
また、図１６（ｂ）に示されるように、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺３６Ｌの両側に角部３６ｃ，３６ｃを形成してもよい。
このような構成を適用した場合は、図１６（ａ）に示されるように、直線状の一辺３６Ｌの両側に位置する角部３６ｃ，３６ｃを従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部３５Ｒに内接させた状態で特徴点設置用チップ３６を従来型のディッシュ３５に貼着することによって、特徴点設置用チップ３６の貼着位置のバラツキの発生を防止できる。
【実施例３】
【０１４０】
図１７は境界表示部を設けた余白部を有する特徴点設置用チップの一例を示した平面図である。この特徴点設置用チップ４２は、特徴点設置用チップ本体４３とディッシュ１３の底面の一部を覆う円形状の余白部４４とによって一体に構成される。
このうち特徴点設置用チップ本体４３の部分は透明に形成され、前述の特徴点Ｐ１，Ｐ２が図１５（ｂ）と同様にして描かれている。
また、余白部４４の部分は、その中央部に位置する円形状の安全移動領域４５を除き危険領域を意味するマスキング部４６とされ、マスキング部４６の内側の境界線４７が境界表示部として機能している。
安全移動領域４５は円形状の余白部４４の中央部を切り抜いて形成してもよいし、あるいは、余白部４４の一部を透明化して形成してもよい。
マスキング部４６は、光の通過を遮る黒色の遮光部，ディッシュ１３の下からの観測用照明光に色を添える有色の半透明部，光を拡散させるマット面や乳白色部等で形成することができ、実際的な形成手段としては、各種の印刷，塗装，コーティング，サンドブラスト等の公知の手法が利用できる。
安全移動領域４５は、単一細胞操作支援ロボット１および其の付加装置であるマニピュレータ５，６やキャピラリー１０，１１等と細胞培養器具であるディッシュ１３との間に干渉を生じずにテーブル４の移動が許容される範囲の顕微鏡９の視野に相当する領域であり、例えば、図２に示されるような例では、キャピラリー１０，１１の先端をディッシュ１３内に突出させた状態でキャピラリー１０，１１の先端と円形状のディッシュ１３の縁とが干渉する可能性が高いので、この安全移動領域４５の形状は、概ね円形となる。
厳密に言えば、図２に示される例に対応する安全移動領域の形状は、ディッシュ１３内に突出した左側のキャピラリー１０をディッシュ１３の周壁に干渉させずに移動させることが可能な略楕円状の移動領域と、ディッシュ１３内に突出した右側のキャピラリー１１をディッシュ１３の周壁に干渉させずに移動させることが可能な略楕円状の移動領域との論理積からなる縦長状の略楕円領域となるが、ここでは、ディッシュ１３が誤った姿勢でテーブル４上に載置された場合をも考慮し、安全移動領域４５の実質的な形状を、前述した論理積からなる縦長状の略楕円領域の短軸に相当する直径を有する円として規定している。
従って、この実施例では、キャピラリー１０，１１の先端をディッシュ１３内に突出させた状態であっても、顕微鏡９の視野内に特徴点設置用チップ４２の安全移動領域４５が捉えられている限り、テーブル４に対してどのような手動送り操作を加えてもキャピラリー１０，１１がディッシュ１３の周壁に干渉するといった問題は発生しない。
一方、境界表示部として機能するマスキング部４６の内側の境界線４７が顕微鏡９の視野内に侵入した場合には、キャピラリー１０，１１の先端がディッシュ１３の周壁に干渉する可能性があるので、オペレータは、この時点で直ちに当該方向へのテーブル４の送りを停止させる必要がある。但し、この実施例では、オペレータの操作の遅れ等を考慮してマージンを設定することで安全移動領域４５の直径を前述した縦長状の略楕円領域の短軸よりも僅かに小さめに設計しているので、実際には、境界線４７が顕微鏡９の視野の中央部付近にまで侵入した状態であっても、キャピラリー１０，１１の先端とディッシュ１３の周壁との干渉は発生しない。言い換えれば、テーブル４を手動制御で移動させているオペレータは、顕微鏡９の視野に境界線４７が侵入したことを確認してから手動送りの操作を停止することで、仮に、この操作に多少の遅れがあったにしても、キャピラリー１０，１１とディッシュ１３との干渉を余裕を持って防止することが可能である。
なお、危険領域を意味するマスキング部４６自体は必ずしも必要ではない。例えば、境界表示部である境界線４７のラインのみを罫書き或いは印刷等の手法で形成するといったことも可能である。
しかし、その場合は、境界線４７が顕微鏡９の視野の隅に侵入した時点で、オペレータが此れを的確に認識し、テーブル４に逆方向の送りを掛けて干渉防止の対策を採る必要がある。
仮に、このような注意を怠ったオペレータが不用意に顕微鏡９の視野の中央にまで境界線４７を侵入させてしまったとすると、顕微鏡９で拡大された境界線４７の屈曲方向、つまり、境界線４７のどちら側が安全移動領域であるかの判定が難しくなり、干渉を回避しようと誤った方向に不用意な送りを掛けて予期せぬ干渉が生じたり、あるいは、顕微鏡９の視野に対する境界線４７の侵入あるいは通過それ自体を見逃し、顕微鏡９の視野が境界線４７を超えて危険領域に侵入しているにも関わらず、この領域で更にテーブル４に送りを掛けるといった誤操作を生じる可能性があるからである。
以上の点から、危険領域を明示するマスキング部４６の内側の境界線４７によって境界表示部を形成することが望ましい。
このような構成を適用した場合、オペレータが相当に注意を怠ったとしても、顕微鏡９の視野の中央にまで境界線４７やマスキング部４６を侵入させてしまうといったことは考えにくく、また、仮にそのような現象が生じたとしても、境界線４７のどちら側が安全移動領域４５であるかは自明であるので（透明な方が安全移動領域４５）、オペレータは、干渉を回避する方向に的確な送りを掛けて干渉の発生を未然に防止することができるようになる。
【０１４１】
更に、境界線（境界表示部）４７や安全移動領域４５およびマスキング部４６に関わる技術思想は、単一細胞操作支援ロボット１および其の付加装置と細胞培養器具との間の干渉の防止を目的として、独立した技術手段として利用することが可能である。
図１８は単一細胞操作支援ロボット１および其の付加装置と細胞培養器具との間の干渉を防止するための干渉防止チップの一例を示した平面図である。この干渉防止チップ４８は、細胞培養器具であるディッシュ１３の底面の一部を覆う円形状のマスキング部４６によって構成される。マスキング部４６の内側の境界線４７が境界表示部であり、その内側に位置する安全移動領域４５を切り抜きによって形成するか、あるいは、マスキング部４６と同一部材の一部を透明化して形成するかは任意である。
マスキング部４６や安全移動領域４５の構造に関しては前述した特徴点設置用チップ４２のものと同様であり、従って、この干渉防止チップ４８をディッシュ１３の底面に貼着して利用することで、前述した特徴点設置用チップ４２の効果のうち、干渉防止に関して同等の効果が発揮される。
あるいは、図１９（ａ）に示されるように、干渉防止チップ４８におけるマスキング部４６の一部に、図１５（ｂ）に示されるような特徴点設置用チップ３６を貼着するための透明部４９、または、特徴点設置用チップ３６を突き合わせるための切欠部４９を形成し、この透明部４９に特徴点設置用チップ３６を貼着した干渉防止チップ４８を図１９（ｂ）のようにしてディッシュ１３の底面に貼着するか、または、切欠部４９に特徴点設置用チップ３６を突き合わせた状態で干渉防止チップ４８および特徴点設置用チップ３６の各々を図１９（ｂ）のようにしてディッシュ１３の底面に貼着することで、位置決めの高精度化および干渉の防止に関して、図１７に示した特徴点設置用チップ４２と同等の機能を達成することができる。
【実施例４】
【０１４２】
図２０は従来型のフラスコ・プレート３７を細胞培養器具本体として利用し、このフラスコ・プレート３７の底面に図１６（ｂ）と同様の特徴点設置用チップ３６を貼着して単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具３８を構成した例である。
図２０の例においては、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部はフラスコ・プレート３７の底面の外周輪郭部とは重合せず、また、特徴点設置用チップ３６の角部３６ｃ，３６ｃもフラスコ・プレート３７の底面の外周輪郭部には内接しないが、前述した通り、この単一細胞操作支援ロボット１では、テーブル４に対する細胞培養器具３８や特徴点設置用チップ３６の位置・姿勢のズレとは無関係に、あくまでも、細胞培養器具本体であるフラスコ・プレート３７に貼着された特徴点設置用チップ３６上の特徴点Ｐ１，Ｐ２によって細胞培養器具３８に固有の座標系が設定され、この座標系を利用して細胞位置の登録や単一細胞操作支援ロボット１のプレイバック動作が行われるようになっているので、フラスコ・プレート３７に対する特徴点設置用チップ３６の位置や姿勢に多少のズレがあったとしても、これが細胞位置の教示操作やプレイバック動作に支障を与えることはない。
【実施例５】
【０１４３】
次に、浮遊細胞を取り扱うためのウェル３９を備えた従来型のスライドガラス４０を細胞培養器具本体として利用し、このスライドガラス４０の底面に図１６（ｂ）と同様の特徴点設置用チップ３６を貼着して単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具４１とした構成例について図２１（ａ）の側面図および図２１（ｂ）の平面図に示す。
【０１４４】
図２１（ａ）で示した例ではスライドガラス４０の底面の裏面側に特徴点設置用チップ３６を貼着した例について示しているが、特徴点設置用チップ３６は、スライドガラス４０の表面側つまりウェル３９を設けた面と同一面に貼着してもよい。
図１４および図１６に示したディッシュ３４や図２０に示したフラスコ・プレート３７の場合も、これと同様、底面の裏側もしくは表面側の何れか一方に選択的に特徴点設置用チップ３６を貼着することができる。
【０１４５】
何れの場合も、特徴点設置用チップ３６は、ディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等の細胞培養器具本体と同様に透明の部材によって形成されるが、特徴点設置用チップ３６には或る程度の厚みがあるので、ディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等の細胞培養器具本体における特徴点設置用チップ３６の貼着位置、言い換えれば、第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２の存在位置を目視確認することは容易である。
従って、目視確認により、顕微鏡９の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２が位置するようにして単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具をテーブル４上に設置することができ、この結果、細胞培養器具の底面を全体に亘って顕微鏡９で探って特徴点Ｐ１，Ｐ２を見つけるといった必要はなくなり、細胞位置の教示操作やプレイバック動作の前提となる細胞培養器具の位置姿勢の教示に必要とされる段取りの作業時間も節約されることになる。
【０１４６】
また、特徴点設置用チップ３６の厚みを利用し、第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２の存在位置を目視確認して顕微鏡９の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２を予め位置決めすることができるので、特徴点Ｐ１，Ｐ２を構成する長線分Ｌ０と短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅は顕微鏡９で検出可能な範囲で細く形成することができ、例えば、目視確認が難しい３μｍ以下とすることも可能であって、特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出精度、更には、細胞位置の教示精度やプレイバック動作時の位置決め精度を向上させることができる。
【０１４７】
以上に述べた通り、第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２をフィルム状の特徴点設置用チップ３６に形成し、この特徴点設置用チップ３６を従来型のディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等の細胞培養器具本体に貼着することによって単一細胞操作支援ロボット１用の細胞培養器具を構成することで、細胞培養器具本体に第一，第二の特徴点を直に形成するための新規金型の製作を要することなく、テーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際に必要となるマーカー（第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２）を有する単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することができる。
【０１４８】
しかも、各種の既存のディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等を細胞培養器具本体として利用することが可能であるので、ユーザは、従来使用していた使い慣れた細胞培養器具本体あるいは実験等の目的に適した各種の細胞培養器具本体、即ち、各種の既存のディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等を自由に選択して使用することができる。
【０１４９】
更に、特徴点設置用チップ３６に、第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２（長線分Ｌ０，短線分Ｌ１，Ｌ２）とは別に、特徴点位置検出用の目視容易な目印を印刷等の手法で形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】単一細胞操作支援ロボットの全体的な構成を示した正面図である。
【図２】単一細胞操作支援ロボットのステージを拡大して示した正面図である。
【図３】細胞培養器具の一種であるディッシュの外観を示した平面図である。
【図４】コントローラ本体の構成の概略を示した機能ブロック図である。
【図５】コントローラ本体のＣＰＵが実行する細胞位置教示処理について示したフローチャートである。
【図６】細胞位置教示処理について示したフローチャートの続きである。
【図７】コントローラ本体のＣＰＵが実行するプレイバック処理について示したフローチャートである。
【図８】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図９】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図１０】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図１１】単一細胞の教示位置を記憶するデータ記憶ファイルの一例について示した概念図である。
【図１２】テーブル座標系を基準として検出された座標値をディッシュ座標系上の座標値に置き換える変換行列の作用原理について示した概念図である。
【図１３】ディッシュ座標系を基準に登録された座標値をテーブル座標系上の座標値に置き換える逆変換行列の作用原理について示した概念図である。
【図１４】細胞を配置するための細胞培養器具本体として機能する従来型のディッシュと特徴点設置用チップとによって構成された単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の一例を示した平面図である（実施例１）。
【図１５】単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の構成要素を示した平面図であり、図１５（ａ）は細胞培養器具本体として機能する従来型のディッシュについて、また、図１５（ｂ）は外周輪郭部の一部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成した特徴点設置用チップについて示している（実施例１）。
【図１６】単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の他の構成例を示した平面図であり、図１６（ａ）は特徴点設置用チップを貼着した従来型のディッシュについて、また、図１６（ｂ）は外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺の両側に角部を形成した特徴点設置用チップについて示している（実施例２）。
【図１７】境界表示部を設けた余白部を有する特徴点設置用チップの一例を示した平面図である（実施例３）。
【図１８】単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間の干渉を防止するための干渉防止チップの一例を示した平面図である。
【図１９】特徴点設置用チップと併用可能な干渉防止チップの例を示した平面図で、図１９（ａ）は干渉防止チップの構成について、また、図１９（ｂ）では特徴点設置用チップと干渉防止チップを貼着したディッシュについて示している。
【図２０】細胞を配置するための細胞培養器具本体として機能する従来型のフラスコ・プレートと特徴点設置用チップとによって構成された単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の一例を示した平面図である（実施例４）。
【図２１】単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の他の構成例を示した平面図であり、図２１（ａ）は特徴点設置用チップを貼着した従来型のスライドガラスの側面図、また、図２１（ｂ）は其の平面図である（実施例５）。
【符号の説明】
【０１５１】
１ 単一細胞操作支援ロボット
２ ロボット本体
３ コントローラ
３ａ コントローラ本体
３ｂ キーボード
３ｃ フットスイッチ
３ｄ モニタ
３Ｒ 第一操作盤
３Ｌ 第二操作盤
４ テーブル
５，６ マニピュレータ
７ ステージ
８ コラム
９ 顕微鏡
１０，１１ キャピラリー
１２ 器具ホルダー
１３ ディッシュ（細胞培養器具）
１４ マーキング
１５Ｒ，１５Ｌ ジョイスティック
１６Ｒ，１６Ｌ ヘッドスイッチ
１７Ｒ，１７Ｌ トラックボール
１８ ＣＰＵ
１９ ＲＯＭ
２０ ＲＡＭ
２１ 不揮発性メモリ
２２ ハードディスクドライブ
２３ インターフェイス
２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１ 軸制御回路
３２ 入出力回路
３３ 表示欄
３４ ディッシュ（単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具）
３５ 従来型のディッシュ（細胞培養器具本体）
３５Ｒ 細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状
３６ 特徴点設置用チップ
３６ｒ 特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部
３６Ｌ 特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺
３６ｃ 角部
３７ 従来型のフラスコ・プレート（細胞培養器具本体）
３８ 単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具
３９ ウェル
４０ スライドガラス（細胞培養器具本体）
４１ 単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具
４２ 特徴点設置用チップ
４３ 特徴点設置用チップ本体
４４ 余白部
４５ 安全移動領域
４６ マスキング部
４７ 境界線（境界表示部）
４８ 干渉防止チップ
４９ 透明部または切欠部
Ｘ１，Ｙ１ テーブルの駆動手段
ＸＲ，ＹＲ，ＺＲ 右側に位置するマニピュレータの駆動手段
ＸＬ，ＹＬ，ＺＬ 左側に位置するマニピュレータの駆動手段
Ｐ１ 特徴点（第一の特徴点）
Ｐ２ 特徴点（第二の特徴点）
Ｌ０ 長線分
Ｌ１，Ｌ２ 短線分
Ｏ テーブル座標系の座標原点
Ｘ テーブル座標系の第一軸
Ｙ テーブル座標系の第二軸
Ｏ’ ディッシュ座標系の座標原点
Ｘ’ ディッシュ座標系の第一軸
Ｙ’ ディッシュ座標系の第二軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一細胞操作支援ロボットのテーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際にマーカーとして利用される第一，第二の特徴点を備えた単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
水平面内で移動するテーブルと３軸方向の移動が可能な２基のマニピュレータとを実装し、テーブル上に載置された細胞培養器具内の個々の細胞を作業対象として保持，移動，インジェクション等の操作を行うようにした単一細胞操作支援ロボットが特許文献１として既に公知である。
【０００３】
しかしながら、この単一細胞操作支援ロボットは、基本的には、単一の細胞を個別に収納するマイクロウェルの使用を前提としたものであり、細胞培養器具内に単一の細胞を無秩序に分散して配置したような場合では、個々の細胞の位置を的確に教示してロボットに記憶させることが難しい場合があった。
【０００４】
また、マイクロウェルを使用した場合であっても、細胞培養器具自体を取り外してから改めてテーブル上に載置したような場合、テーブルに対する細胞培養器具の位置や姿勢に変化が生じてしまうため、以前に教示した各細胞の位置データを其のまま利用すると適切な処理操作を行うことが困難となる問題があった。
【０００５】
そこで、この種の問題を解決するため、本出願人らは、細胞培養器具となるディッシュに形成された第一，第二の特徴点と単一細胞操作支援ロボット自体が有するテーブルの各軸の現在位置検出機能とを利用してテーブル座標系をディッシュ座標系に変換するための変換行列を求め、テーブル座標系を基準として検出された各細胞の位置に変換行列を乗じてディッシュ座標系上の各細胞位置を求め、これらの細胞位置をディッシュを特定するための識別名に対応させてファイルに登録するようにした細胞位置教示方法と単一細胞操作支援ロボット、および、この単一細胞操作支援ロボットで使用される第一，第二の特徴点を備えた単一細胞操作支援ロボット用ディッシュを、既に、特願２００４−１４６２０３として提案している。
【０００６】
しかしながら、特願２００４−１４６２０３として提案した単一細胞操作支援ロボット用のディッシュは、基本的には、前述した第一，第二の特徴点を細胞培養器具となるディッシュに一体的に形成することを前提としたものであり、このディッシュの製造に際しては、ディッシュの底面に第一，第二の特徴点を形成するための突起もしくは彫り込みを備えたディッシュ成形用の金型を新規に製作する必要があり、ディッシュの製造コストが高くなる点で課題を残していた。
【０００７】
また、第一，第二の特徴点の位置をテーブル座標系上で検出するためには、これらの特徴点を顕微鏡の視野の特定位置に位置決めする必要があるが、第一，第二の特徴点を形成する長線分や短線分の線幅が５μｍ以下と細いため、これらの特徴点を段取り段階で目視確認して顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に置くことが難しくなる場合がある。このような場合、ディッシュの姿勢の教示に際してディッシュの底面を全体に亘って顕微鏡で探って特徴点を見つける必要が生じるので、段取りの作業時間が増長されるといった弊害が生じることがあった。
【０００８】
【特許文献１】国際公開第WO2004/015055 A1号パンフレット（FIG.1，FIG.3）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、ディッシュ等の細胞培養器具の製作のために新たな金型を必要とせず、また、ディッシュ等の細胞培養器具の底面を全体に亘って顕微鏡で探らなくても、第一，第二の特徴点を顕微鏡の視野に容易に納めることのできる単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、細胞を配置した細胞培養器具をテーブル上に載置し、前記細胞培養器具が有する第一の特徴点の位置と前記細胞培養器具が有する第二の特徴点の位置とをテーブル座標系上で検出し、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求め、テーブル座標系上で検出された各々の細胞の位置に前記変換行列を乗じて前記細胞培養器具の固有座標系上における細胞位置を求めるようにした単一細胞操作支援ロボットで使用される細胞培養器具であり、前記課題を解決するため、特に、
細胞を配置するための細胞培養器具本体と、前記第一，第二の特徴点を形成したフィルム状の特徴点設置用チップとから成り、
前記特徴点設置用チップが前記細胞培養器具本体に貼着されていることを特徴とした構成を有する。
【００１１】
第一，第二の特徴点をフィルム状の特徴点設置用チップに形成し、この特徴点設置用チップを細胞培養器具本体に貼着することによって細胞培養器具を構成するようにしたので、細胞培養器具本体に第一，第二の特徴点を直に形成するための新規金型の製作を必要とせず、テーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際に必要となるマーカーを有する単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することができる。
また、既存のディッシュ，フラスコ・プレート，スライドガラス等を細胞培養器具本体として利用することが可能であるので、ユーザは、従来使用していた使い慣れた細胞培養器具本体あるいは実験等の目的に適した各種の細胞培養器具本体、即ち、ディッシュ，フラスコ・プレート，スライドガラス等を自由に選択して使用することができる。
更に、特徴点設置用チップには厚みがあるので、細胞培養器具本体における特徴点設置用チップの貼着位置、つまり、第一，第二の特徴点の存在位置を目視確認することが容易であり、目視確認により、顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点が位置するようにして細胞培養器具をテーブル上に設置することができる。この結果、細胞培養器具の底面を全体に亘って顕微鏡で探って特徴点を見つけるといった必要はなくなり、段取りの作業時間が節約される。
ここで、フィルム状の特徴点設置用チップに第一，第二の特徴点を形成する加工技術としては、例えば、レーザースパッタリング，印刷，削り込み等の各種の公知技術が利用でき、また、特徴点設置用チップの材質としては、ガラス，石英，樹脂等を利用することが可能である。
【００１２】
更に、特徴点設置用チップの外周輪郭部の少なくとも一部を該特徴点設置用チップの貼着対象となる細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成するようにしてもよい。
【００１３】
このように、特徴点設置用チップの外周輪郭部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成することにより、細胞培養器具本体に特徴点設置用チップを貼着する際の位置決め作業が容易となり、特に、形状や大きさが同じである同一種の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を数多く製作する場合において、特徴点設置用チップの貼着位置のバラツキの発生を防止できる。
例えば、細胞培養器具本体として利用されるディッシュの底面の外径が３０ｍｍφであれば、特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部を３０ｍｍφの円弧状に形成し、この外周輪郭部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部に合わせて貼着することで、細胞培養器具本体に対する特徴点設置用チップの貼着位置を特定することができる。
【００１４】
また、特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺の両側に角部を形成するようにしてもよい。
【００１５】
このような構成を適用した場合、直線状の一辺の両側に位置する角部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部に内接させた状態で特徴点設置用チップを細胞培養器具本体（特に、ディッシュ等のように底面の外周輪郭部が円形のもの）に貼着することで、細胞培養器具本体に対する特徴点設置用チップの貼着位置のバラツキの発生を防止できる。
【００１６】
前記２つの特徴点は、長線分と、該長線分の両端部の各々に位置して前記長線分と略直交する短線分との交点によって形成することが望ましい。
【００１７】
前述した通り、特徴点設置用チップには厚みがあり、細胞培養器具本体における特徴点設置用チップの貼着位置、つまり、第一，第二の特徴点の存在位置を目視確認して顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点が位置するように細胞培養器具をテーブル上に設置することができるので、特徴点を構成する長線分と短線分の線幅は顕微鏡で検出可能な範囲で極めて細く形成することができ、特徴点の位置検出精度さらには細胞位置の教示精度を向上させることができる。
【００１８】
更に、この特徴点設置用チップには、細胞培養器具の底面の少なくとも一部を覆う余白部が形成され、この余白部に、単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じずにテーブルの移動が許容される安全移動領域と、テーブルの移動により単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じる可能性のある危険領域との境界を明示する境界表示部が、前記単一細胞操作支援ロボットの顕微鏡の視野から識別可能な状態で設けられていることが望ましい。
【００１９】
安全移動領域と危険領域との境界を明示する境界表示部を特徴点設置用チップの余白部に設けることにより、手動操作によるテーブルの移動作業を素早く且つ安全に行うことが可能となる。つまり、顕微鏡の視野が境界表示部を越えて危険領域に侵入しない限り単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間に干渉は生じないので、オペレータは、顕微鏡から目を離すことなく、この範囲でテーブルを自由に移動させることができる。
従って、オペレータがいちいち顕微鏡から目を離して単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間のクリアランスを確認しながら恐る恐るテーブルを移動させるといった煩わしさが解消され、特に、細胞培養器具上に散らばった単一細胞をテーブルの手動操作で逐次選択して其の位置を教示するといった初期の教示操作に際し、その所要時間が大幅に短縮されるメリットがある。
【００２０】
この境界表示部は、例えば、危険領域を明示するマスキング部の内側の境界線によって形成されるとよい。
【００２１】
このような構成を適用した場合、安全移動領域と危険領域とを面として区別することができるので、面積を持たない単純な境界線によって安全移動領域と危険領域とを区分けする場合に比べ、安全移動領域と危険領域とを更に簡単かつ確実に識別してテーブルの手動操作を行うことができ、特に、顕微鏡の視野が境界表示部を越えて不用意に危険領域に侵入するといった操作ミスを確実に防止できるようになる。
より具体的には、危険領域を明示するマスキング部としては、光の通過を遮る黒色の遮光部，細胞培養器具の下からの観測用照明光に色を添える有色の半透明部，光を拡散させるマット面や乳白色部等が利用できる。特に、光の通過を遮る黒色の遮光部等でマスキング部を構成した場合には、この領域を顕微鏡で観測すること自体が不能となるので、オペレータがこの領域に顕微鏡の視野を侵入させようとする試みが強い動機で否定されることになり、誤操作の防止が更に確実なものとなる。
マスキング部の境界線よりも内側の部分は、安全移動領域であり、オペレータは、この範囲で顕微鏡の視野に細胞を収めることになるので、当該領域については透明に形成するか、もしくは、切り抜き部分とする。切り抜き部分とした場合、この領域は特徴点設置用チップの余白部とはならないが、境界表示部は、危険領域を明示するマスキング部の内側の境界線によって形成されているので、マスキング部および境界表示部が特徴点設置用チップの余白部に設けられていることに違いはない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具は、第一，第二の特徴点をフィルム状の特徴点設置用チップに形成し、この特徴点設置用チップを細胞培養器具本体に貼着することによって細胞培養器具を構成するようにしたので、細胞培養器具本体に第一，第二の特徴点を直に形成するための新規金型の製作を必要とせず、テーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際に必要となるマーカー（第一，第二の特徴点）を有する単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することができる。
また、既存のディッシュ，フラスコ・プレート，スライドガラス等を細胞培養器具本体として利用することが可能であるので、ユーザは、従来使用していた使い慣れた細胞培養器具本体あるいは実験等の目的に適した各種の細胞培養器具本体、即ち、ディッシュ，フラスコ・プレート，スライドガラス等を自由に選択して使用することができる。
しかも、特徴点設置用チップには厚みがあるので、細胞培養器具本体における特徴点設置用チップの貼着位置、つまり、第一，第二の特徴点の存在位置を目視確認することが容易であり、目視確認により、顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点が位置するようにして細胞培養器具をテーブル上に設置することができる。この結果、細胞培養器具の底面を全体に亘って顕微鏡で探って特徴点を見つけるといった必要もなくなり、段取りの作業時間が節約される。
【００２３】
更に、特徴点設置用チップの外周輪郭部の少なくとも一部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成するようにしたので、細胞培養器具本体に特徴点設置用チップを貼着する際の位置決め作業が容易となり、形状や大きさが同じである同一種の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を数多く製作する場合においても、細胞培養器具の個体差、つまり、特徴点設置用チップの貼着位置のバラツキの発生を未然に防止することができる。
【００２４】
また、特徴点設置用チップの外周輪郭部を構成する直線状の一辺の両側に角部を形成した場合では、これらの角部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部に内接させた状態で特徴点設置用チップを細胞培養器具本体に貼着することで、細胞培養器具における個体差の発生、つまり、細胞培養器具本体に対する特徴点設置用チップの貼着位置のバラツキの発生を防止できる。
【００２５】
特に、特徴点設置用チップ上の２つの特徴点を長線分と其の両端部の各々に位置する短線分との交点によって形成した場合、細胞培養器具本体における特徴点設置用チップの貼着位置、つまり、第一，第二の特徴点の存在位置を目視確認して顕微鏡の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点が位置するようにして細胞培養器具をテーブル上に設置することができるので、特徴点を構成する長線分と短線分の線幅を顕微鏡で検出可能な範囲で極めて細く形成することができ、特徴点の位置検出精度さらには細胞位置の教示精度を向上させることができる。
【００２６】
更に、特徴点設置用チップには、細胞培養器具の底面の少なくとも一部を覆う余白部を形成し、この余白部に、単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じずにテーブルの移動が許容される安全移動領域と、テーブルの移動により単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じる可能性のある危険領域との境界を明示する境界表示部を顕微鏡の視野から識別可能な状態で設けているので、顕微鏡の視野が境界表示部を越えて危険領域に侵入しないようにテーブルを操作することで、単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間の干渉を確実に防止することができる。従って、オペレータがいちいち顕微鏡から目を離して単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間のクリアランスを確認しながら恐る恐るテーブルを移動させるといった煩わしさが解消され、オペレータは、顕微鏡を覗いたまま手動操作によるテーブルの移動作業を素早く且つ安全に行うことができるようになる。
【００２７】
特に、危険領域を明示するマスキング部の内側の境界線によって境界表示部を形成した場合においては、安全移動領域と危険領域とを面として区別することができるようになるので、面積を持たない単純な境界線によって安全移動領域と危険領域とを区分けする場合に比べ、安全移動領域と危険領域とを更に簡単かつ確実に識別してテーブルの手動操作を行うことができ、特に、顕微鏡の視野が境界表示部を越えて不用意に危険領域に侵入するといった操作ミスを確実に防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
まず、最初に、本発明の細胞培養器具を使用する単一細胞操作支援ロボットの具体例（特願２００４−１４６２０３のもの）について説明する。
【００２９】
図１は単一細胞操作支援ロボット１の全体的な構成を示した正面図である。単一細胞操作支援ロボット１は、図１に示される通り、概略において、ロボット本体２とコントローラ３によって構成される。
【００３０】
このうちロボット本体２は、ディッシュ等の細胞培養器具を載置するためのテーブル４と細胞培養器具内の細胞を操作するためのマニピュレータ５，６を実装したステージ７、および、該ステージ７を支えるためのコラム８と、細胞培養器具内の細胞を観察するためにテーブル座標系上の特定位置に設置された顕微鏡９を備える。
【００３１】
ステージ７の構造を図２に示す。ステージ７上に設けられたテーブル４はステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段Ｘ１，Ｙ１により直交二軸の水平面内で駆動され、また、テーブル４の右側に配備されたマニピュレータ５は、ステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段ＸＲ，ＹＲとピエゾアクチュエータ等からなる駆動手段ＺＲによって直交三軸の空間内で独立的に駆動されるようになっている。テーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６は、ステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段ＸＬ，ＹＬ，ＺＬによって直交三軸の空間内で独立的に駆動される。但し、マニピュレータ５，６におけるＺ軸の方向性は、顕微鏡９の視野を阻害しないように、水平面に対して４５°とされている。
【００３２】
このうち、テーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６は、細胞培養器具内に配置された単一細胞を吸引等の手段で保持するためのキャピラリー１０をエンドエフェクタとして備え、また、テーブル４の右側に配備されたマニピュレータ５は、単一細胞に対して遺伝子や薬品等のインジェクションを行うための注入孔を先端に備えたキャピラリー１１をエンドエフェクタとして有する。
【００３３】
また、テーブル４には、細胞培養器具を置く際に概略の位置決めを行うための器具ホルダー１２が固設されており、この器具ホルダー１２を介してテーブル４上に細胞培養器具の一種であるディッシュ１３が載置されるようになっている。
【００３４】
ディッシュ１３の外観を図３の平面図に示す。ディッシュ１３は、ガラスもしくはプラスチック等からなる平底の容器であり、その底面には、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２が設けられている。これらの特徴点Ｐ１，Ｐ２は、具体的には、ディッシュ１３の底面に位置する長線分Ｌ０と該長線分Ｌ０の両端部の各々に位置して長線分Ｌ０と略直交する短線分Ｌ１，Ｌ２との交点によって形成される。
【００３５】
これらの特徴点Ｐ１，Ｐ２は、ディッシュ１３に固有のディッシュ座標系の規定と、テーブル座標系に対するディッシュ１３の位置および姿勢の特定に利用される。
【００３６】
ディッシュ１３に固有の座標系は、第一の特徴点Ｐ１を始点として第二の特徴点Ｐ２を通る直線を第一軸（Ｘ’軸）とし、この直線と直交して第一の特徴点Ｐ１を通る直線を第二軸（Ｙ’軸）として規定されている。ディッシュ１３に固有のディッシュ座標系の一例を図３中に二点鎖線で示す。
【００３７】
器具ホルダー１２には、図３に示されるようなマーキング１４が設けられ、マーキング１４の先端に長線分Ｌ０の中点部分を合致させてディッシュ１３を装着することで、テーブル座標系の座標原点Ｏにディッシュ座標系の座標原点Ｏ’が概ね一致し、また、ディッシュ座標系の第一軸（Ｘ’軸）がテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）と略一致するようになっているが、ディッシュ１３の取り付け作業は飽くまでも人手によって行われるものであるので、必ずしも厳密に両者が一致するわけではなく、マーキング１４は単なる目安に過ぎない。
【００３８】
なお、ここでいうテーブル座標系の座標原点Ｏとはテーブル４のストロークエンドに相当するようなハードウェア上のマシン原点ではなく、駆動制御上の座標原点であるから、実際には、テーブル座標系の座標原点Ｏは、テーブル４の移動可能領域のどの位置に定義しても構わない。また、図３の例ではディッシュ座標系の座標原点Ｏ’を第一の特徴点Ｐ１と一致させているが、実際には、ディッシュ座標系の座標原点Ｏ’も第一の特徴点Ｐ１と必ずしも一致させる必要はなく、第一の特徴点Ｐ１を基準に、ディッシュ座標系の第一軸（Ｘ’軸）および第二軸（Ｙ’軸）の方向にオフセットした位置に定義しても構わない。オフセット量に関しては演算処理の段階で定数項として処理できるからである。ここでは説明の簡略化の都合上、ディッシュ座標系の座標原点Ｏ’を第一の特徴点Ｐ１と一致させて定義した例について説明するものとする。
【００３９】
長線分Ｌ０と短線分Ｌ１，Ｌ２との交点によって形成される第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２は、ディッシュ１３の面積の有効利用を考慮し、ディッシュ１３内における単一細胞の載置に際して邪魔とならないよう、ディッシュ１３の底面の外周部寄りの位置に設けられている。特徴点Ｐ１，Ｐ２を利用したディッシュ１３の位置および姿勢の検出精度を確保する必要上、長線分Ｌ０と短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅は５μｍ以下とする必要があり、より望ましくは、３μｍ以下とするとよい。これにより、特徴点Ｐ１，Ｐ２の実質的な面積を著しく狭小化することが可能となり、一般的なドット等を利用したマーカーに比べて特徴点の位置の特定精度を大幅に向上させることができる。特徴点Ｐ１，Ｐ２の検出作業はロボット本体２に固設された顕微鏡９を利用して行われることになるので、長線分Ｌ０や短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅を狭くしても特徴点Ｐ１，Ｐ２の検出が困難となることはないので、線幅については技術的に可能な範囲で狭くすることが望ましい。
【００４０】
単一細胞操作支援ロボット１の各部を駆動制御するためのコントローラ３の主要部はコントローラ本体３ａによって構成され、このコントローラ本体３ａに、マン・マシン・インターフェイスとして機能する第一操作盤３Ｒ，第二操作盤３Ｌ，マウス付きのキーボード３ｂ，フットスイッチ３ｃ，モニタ３ｄが接続されている。
【００４１】
第一操作盤３Ｒはテーブル４と其の右側に配備されたマニピュレータ５を二者択一的に駆動制御するための手動操作手段であり、制御対象をテーブル４とするかマニピュレータ５とするかは、ジョイスティック１５Ｒの先端に設けられたヘッドスイッチ１６Ｒの操作によって選択できる。テーブル４とマニピュレータ５の水平面内での移動はジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒによって制御され、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１の刺入方向（Ｚ軸方向）の移動はジョイスティック１５Ｒ先端の回転操作によって制御される。
【００４２】
第二操作盤３Ｌはテーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６を駆動制御するための手動操作手段である。マニピュレータ６の水平面内での移動はジョイスティック１５Ｌもしくはトラックボール１７Ｌによって制御され、マニピュレータ６のエンドエフェクタであるキャピラリー１０のＺ軸方向の移動はジョイスティック１５Ｌ先端の回転操作によって制御される。
【００４３】
図４はコントローラ本体３ａの構成の概略を示した機能ブロック図である。コントローラ本体３ａの主要部は、単一細胞操作支援ロボット１の各部を駆動制御するためのＣＰＵ１８と、該ＣＰＵ１８の駆動制御プログラムを格納したＲＯＭ１９、および、演算データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ２０、ならびに、現在位置記憶レジスタやパラメータ記憶手段等として機能する不揮発性メモリ２１と、細胞位置に関わる教示データのファイル等を記憶するためのハードディスクドライブ２２等によって構成される。
【００４４】
第一操作盤３Ｒに設けられたジョイスティック１５Ｒ，ヘッドスイッチ１６Ｒ，トラックボール１７Ｒからの操作信号と第二操作盤３Ｌに設けられたジョイスティック１５Ｌ，ヘッドスイッチ１６Ｌ，トラックボール１７Ｌからの操作信号、ならびに、キーボード３ｂと其のマウスおよびフットスイッチ３ｃからの信号は、インターフェイス２３を介してＣＰＵ１８に入力され、また、ＣＰＵ１８からの表示信号がインターフェイス２３を介してモニタ３ｄに入力されるようになっている。
【００４５】
テーブル４における各軸の駆動手段Ｘ１，Ｙ１とマニピュレータ５における各軸の駆動手段ＸＲ，ＹＲ，ＺＲならびにマニピュレータ６における各軸の駆動手段ＸＬ，ＹＬ，ＺＬは各軸の軸制御回路２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１と入出力回路３２を介して駆動制御される。
【００４６】
図５および図６はコントローラ本体３ａのＣＰＵ１８が実行する細胞位置教示処理の概要について示したフローチャート、また、図７〜図１０はＣＰＵ１８が実行するプレイバック処理の概要について示したフローチャートである。
【００４７】
まず、単一細胞を分散して配置したディッシュ１３を初めてテーブル４上に載置する場合には、オペレータは、細胞位置教示モードでコントローラ本体３ａを起動し、ＣＰＵ１８によって図５および図６に示されるような細胞位置教示処理を開始させる。
【００４８】
ディッシュ１３を初めてテーブル４上に載置する際には、図３に示されるように、器具ホルダー１２のマーキング１４にディッシュ１３の長線分Ｌ０の中点部分を合致させて載置することが望ましいが、実際には、ある程度の位置ズレや姿勢変化が生じる。
【００４９】
細胞位置教示処理を開始したＣＰＵ１８は、まず、ディッシュの特定に必要とされる識別名を入力する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ１）、オペレータによる入力操作を待つ待機状態に入る（ステップａ２）。
【００５０】
ここで、オペレータがキーボード３ｂを操作して任意の識別名を入力すると、ＣＰＵ１８はステップａ２の判定処理で識別名の入力を検知し、登録済みの識別名の個数を記憶するレジスタｍの値を１インクリメントした後（ステップａ３）、該レジスタｍの現在値に基いて、ハードディスクドライブ２２内に構築された図１１のようなデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第１フィールドに、今回入力された識別名を新たに登録する（ステップａ４）。
【００５１】
次いで、ＣＰＵ１８は、ディッシュ座標系を登録する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ５）、特徴点の位置を記憶するレジスタを指定するための指標ｉの値を一旦０に初期化し（ステップａ６）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ７）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップａ８）、もしくは、フットスイッチ３ｃからのディッシュ姿勢教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップａ９）。
【００５２】
そこで、オペレータは、まず、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に設けられた第一の特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心（レティクルの中心）に位置決めする。
【００５３】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ１０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００５４】
そして、ディッシュ１３の底面に設けられた特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃからディッシュ姿勢教示指令が出力され、この信号がステップａ９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００５５】
ディッシュ姿勢教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ１１）、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ１，ｙ１の各々に一時記憶させる（ステップａ１２）。
【００５６】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップａ１３）、この時点では未だｉ＝１であって第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了していないことを意味するので、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントし（ステップａ７）、前記と同様にして、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力（ステップａ８）、もしくは、フットスイッチ３ｃからの２回目のディッシュ姿勢教示指令の入力を待つ待機状態に入る（ステップａ９）。
【００５７】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを再び操作して、ディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に設けられた第二の特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００５８】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ１０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００５９】
そして、ディッシュ１３の底面に設けられた特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから２回目のディッシュ姿勢教示指令が出力され、この信号がステップａ９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００６０】
２回目のディッシュ姿勢教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ１１）、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ２，ｙ２の各々に一時記憶させる（ステップａ１２）。
【００６１】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップａ１３）、この時点では既にｉ＝２となっており、第一の特徴点Ｐ１と第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了しているので、ＣＰＵ１８は、レジスタｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２の値、要するに、１回目のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ１，ｙ１）と２回目のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ２，ｙ２）とに基いて、点（ｘ１，ｙ１）を始点として点（ｘ２，ｙ２）を通る直線にテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）を一致させるための変換行列ｆを求める（ステップａ１４）。
【００６２】
この変換行列ｆは、図１２に示される通り、テーブル座標系を基準として検出された座標値をディッシュ座標系上の座標値に置き換えるために必要とされる回転移動と平行移動とを含むアフィン変換行列であり、例えば、テーブル座標系を基準として検出された座標値（ｘ１，ｙ１）は、ディッシュ座標系上の座標原点Ｏ’、即ち、第一の特徴点Ｐ１の位置に置き換えられることになる。
【００６３】
次いで、ＣＰＵ１８は、ディッシュ１３上に配置された単一細胞を次々と選択して其の細胞位置を登録する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ１５）、図１１に示されるデータ記憶ファイルにおいて細胞位置を記憶するフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップａ１６）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ１７）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップａ１８）、もしくは、フットスイッチ３ｃからの細胞位置教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップａ１９）。
【００６４】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３上に配置された何れかの単一細胞を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００６５】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ１８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ２０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００６６】
そして、何れかの単一細胞を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから細胞位置教示指令が出力され、この信号がステップａ１９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００６７】
細胞位置教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ２１）、テーブル座標系を基準とした座標値（ｘ，ｙ）に変換行列ｆを乗じ、ディッシュ座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｉ，ｙｉ）を求め（ステップａ２２）、レジスタｍおよび指標ｉの現在値に基いて、この座標値（ｘｉ，ｙｉ）を、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第ｉフィールドに登録する（ステップａ２３）。
【００６８】
現在使用しているディッシュ１３の識別名はデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第１フィールドに登録されているので、結果的に、現在使用しているディッシュ１３内にある各単一細胞の位置は、使用中のディッシュ１３の識別名と共に同一レコード内に記憶されることになる。
【００６９】
そして、ＣＰＵ１８は、今回の操作で登録を行った単一細胞の位置（ｘｉ，ｙｉ）を例えば図１に示されるようにしてモニタ３ｄ上にドットで表示し、オペレータに当該単一細胞の登録処理が完了したことを知らせる（ステップａ２４）。この際、モニタ３ｄ上の表示欄３３には、登録を行った単一細胞の登録順のナンバー（ｉ−２の値）が表示される。モニタ表示に使用される座標系はディッシュ座標系である。
【００７０】
次いで、ＣＰＵ１８は、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから登録終了信号が入力されているか否かを判定するが（ステップａ２５）、登録終了信号が入力されていなければ、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ１７）、前記と同様にして、ステップａ１８〜ステップａ２５の処理を繰り返し実行する。
【００７１】
この間、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒと教示指令を入力するためのフットスイッチ３ｃを前記と同様に操作して、ディッシュ１３に配置された単一細胞を次々と選択して顕微鏡９の視野の中心に納め、ディッシュ座標系の座標値に変換された各単一細胞の位置をＣＰＵ１８側の処理で第ｍ番目のレコードの第ｉフィールドに登録させていく。
【００７２】
そして、最終的に、オペレータがキーボード３ｂを操作して登録操作の終了を宣言すると、この信号がステップａ２５の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、登録終了信号入力時点の指標ｉの値を細胞位置の登録個数を特定する値として第ｍ番目のレコードの第２フィールドに登録し（ステップａ２６）、細胞位置教示処理を終了する。但し、実際に細胞位置が登録されるのは各レコードの第３フィールド以降であるから、細胞位置の実際の登録個数は第２フィールドに登録された値から２を引いた値である。
【００７３】
図１１では一例としてディッシュ１３の識別名をｍ個だけファイル登録した例について示しているが、識別名の登録個数ｍに格別の制限はない。
【００７４】
以上に述べた細胞位置教示処理によれば、テーブル座標系に対するディッシュ座標系の位置ズレや姿勢の相違とは関わりなく、各単一細胞の位置が常にディッシュ座標系の座標値としてディッシュ１３の識別名と共にファイルに登録されるので、マイクロウェルを使用しない場合であっても、テーブル４に載置されたディッシュ１３の位置や姿勢の影響を受けずに個々の細胞の位置を各ディッシュ１３毎に的確に教示することができる。
【００７５】
このように、本出願人らが特願２００４−１４６２０３として提案している単一細胞操作支援ロボット１では、細胞培養器具となるディッシュ１３に設けられた第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２と単一細胞操作支援ロボット１自体が有するテーブル４の各軸の現在位置検出機能とを利用してテーブル座標系をディッシュ座標系に変換するための変換行列ｆを求めた後、テーブル座標系を基準として検出された各細胞の位置に変換行列ｆを乗じてディッシュ座標系上の各細胞位置を求め、これらの細胞位置をディッシュ１３を特定するための識別名に対応させてファイルに登録するようになっている。
【００７６】
次に、細胞位置の登録を終えたディッシュ１３を取り外した後、改めて同じディッシュ１３をテーブル４上に載置してインジェクション等の作業を行う場合の処理操作について説明する。
【００７７】
この際、オペレータは、プレイバックモードでコントローラ本体３ａを起動し、ＣＰＵ１８に図７〜図１０に示されるようなプレイバック処理を実行させることになる。
【００７８】
この場合も、図３に示されるように、器具ホルダー１２のマーキング１４にディッシュ１３の長線分Ｌ０の中点部分を合致させて載置することが望ましいが、実際には、ある程度の位置ズレや姿勢変化が生じる。
【００７９】
プレイバック処理を開始したＣＰＵ１８は、まず、以前にファイル登録されたディッシュ１３の識別名を図１１のようなデータ記憶ファイルから全て読み出してモニタ３ｄに表示し、ディッシュの識別名を選択する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ１）、オペレータによる識別名の選択操作を待つ待機状態に入る（ステップｂ２）。
【００８０】
モニタ表示を参照したオペレータは、キーボード３ｂを操作し、現時点でテーブル４に載置されているディッシュ１３に対応する識別名を選択する。
【００８１】
ステップｂ２の処理で識別名の選択操作を検出したＣＰＵ１８は、ディッシュ１３の位置および姿勢を再教示する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ３）、特徴点の位置を記憶するレジスタを指定するための指標ｉの値を一旦０に初期化し（ステップｂ４）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ５）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ６）、もしくは、フットスイッチ３ｃからのディッシュ姿勢再教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ７）。
【００８２】
そこで、オペレータは、まず、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に設けられた第一の特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００８３】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップｂ６の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ８）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００８４】
そして、ディッシュ１３の底面に設けられた特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃからディッシュ姿勢再教示指令が出力され、この信号がステップｂ７の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００８５】
ディッシュ姿勢再教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップｂ９）、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ１，ｙ１の各々に一時記憶させる（ステップｂ１０）。
【００８６】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップｂ１１）、この時点では未だｉ＝１であって第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了していないことを意味するので、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントし（ステップｂ５）、前記と同様にして、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力（ステップｂ６）、もしくは、フットスイッチ３ｃからの２回目のディッシュ姿勢再教示指令の入力を待つ待機状態に入る（ステップｂ７）。
【００８７】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを再び操作して、ディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に設けられた第二の特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００８８】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップｂ６の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ８）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００８９】
そして、ディッシュ１３の底面に設けられた特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから２回目のディッシュ姿勢再教示指令が出力され、この信号がステップｂ７の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００９０】
２回目のディッシュ姿勢再教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップｂ９）、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ２，ｙ２の各々に一時記憶させる（ステップｂ１０）。
【００９１】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップｂ１１）、この時点では既にｉ＝２となっており、第一の特徴点Ｐ１と第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了しているので、ＣＰＵ１８は、レジスタｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２の値、要するに、１回目のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ１，ｙ１）と２回目のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ２，ｙ２）とに基いて、点（ｘ１，ｙ１）を始点として点（ｘ２，ｙ２）を通る直線をテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）に一致させるための逆変換行列ｇを求める（ステップｂ１２）。
【００９２】
この逆変換行列ｇは、図１３に示される通り、ディッシュ座標系を基準としてファイルに登録された座標値をテーブル座標系上の座標値に置き換えるために必要とされる回転移動と平行移動とを含むアフィン変換行列であり、例えば、ディッシュ座標系上の座標原点Ｏ’、即ち、第一の特徴点Ｐ１の位置は、テーブル座標系上の座標値（ｘ１，ｙ１）に置き換えられることになる。
【００９３】
一般に、テーブル４に対するディッシュ１３の脱着作業を行う度にテーブル４に対するディッシュ１３の位置および姿勢は様々に変動するので、この逆変換行列ｇは、通常、図１２に示したような変換行列ｆの逆行列ｆ−１とは数値的に一致しない。このため、細胞位置の教示操作の際に求めた変換行列ｆあるいは其の逆行列ｆ−１をファイル登録して保存することに意味はなく、ディッシュ１３の脱着作業を行うたびに、ディッシュ１３の位置および姿勢に関わる再教示操作を行う必要がある。
【００９４】
次いで、ＣＰＵ１８は、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルの各レコードを検索し、ステップｂ２の処理で選択された識別名と同じ識別名を記憶しているレコードアドレスｊの値を特定する（ステップｂ１３）。仮に、ステップｂ２の処理で識別名として「識別名４」が選択されたとすれば、図１１の例では、レコードアドレスｊの値が４に特定されることになる。
【００９５】
そして、ＣＰＵ１８は、細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ１４）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ１５）、特定されたレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドから単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込んで、例えば図１に示されるようにしてモニタ３ｄにドットで表示する（ステップｂ１６）。この際、モニタ３ｄ上の表示欄３３には、読み出された単一細胞の登録順のナンバー（ｉ−２の値）が表示される。
【００９６】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ１７）。
【００９７】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、モニタ３ｄにドットで表示すべき単一細胞が未だ残っていることを意味するので、ＣＰＵ１８は、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録されている単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を次々と読み込んで、その全てをモニタ３ｄにドット表示する（ステップｂ１５〜ステップｂ１７）。細胞位置の表示順序は前述した細胞位置教示処理における細胞位置の登録順序と同様である。
【００９８】
図１２および図１３に示されるように、テーブル４に対するディッシュ１３の脱着作業を行う度にテーブル４に対するディッシュ１３の位置および姿勢は様々に変動するが、モニタ３ｄ上には常にディッシュ座標系を基準として細胞位置が表示されるので、ディッシュ１３の載置状況が変動してもモニタ表示に違和感は生じない。
【００９９】
次いで、ＣＰＵ１８は、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行するのか、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作によって行うのかを選択する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ１８）、オペレータによる選択操作を待つ待機状態に入る（ステップｂ１９）。
【０１００】
ここで、オペレータは、キーボード３ｂを操作して登録順もしくは自由選択の何れか一方を選択することになる。
【０１０１】
登録順が選択された場合にはステップｂ２０の判定結果が真となるので、ＣＰＵ１８は、まず、図１１に示されるデータ記憶ファイルにおいて細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ２１）、オペレータ側の操作によってフットスイッチ３ｃから位置決め指令が入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ２２）。
【０１０２】
ここで、オペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから位置決め指令が出力され、この信号を検出したＣＰＵ１８が指標ｉの値を１インクリメントする（ステップｂ２３）。
【０１０３】
次いで、ＣＰＵ１８は、前述したレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込み（ステップｂ２４）、ディッシュ座標系を基準とした座標値（ｘｉ，ｙｉ）に逆変換行列ｇを乗じ、テーブル座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｐ，ｙｐ）、即ち、テーブル座標系に従ってテーブル４を駆動制御して細胞の位置決めを行うために必要とされるアブソリュートな移動目標位置（ｘｐ，ｙｐ）を求める（ステップｂ２５）。
【０１０４】
そして、ＣＰＵ１８は、更に、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込んで目標位置（ｘｐ，ｙｐ）と現在位置（ｘ，ｙ）との間の位置偏差（インクリメンタル量）を求め、この位置偏差に応じた駆動パルスを駆動手段Ｘ１，Ｙ１の軸制御回路２４，２５に分配出力してテーブル４を移動させ、当該細胞を顕微鏡９の視野内に収める（ステップｂ２６）。
【０１０５】
次いで、ＣＰＵ１８は、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ２７）、もしくは、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令（ステップｂ２８）、あるいは、キーボード３ｂからのスキップ指令（ステップｂ２９）がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る。
【０１０６】
ここで、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力が検出された場合には、プレイバックによる位置決めの後、オペレータが更に微妙な位置決め調整を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ３０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させ、顕微鏡９の視野内で細胞の位置を微調整する。
【０１０７】
また、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令の入力が検出された場合には、オペレータが現在の状況でインジェクション作業を実行することを望んでいることを意味するので、ＣＰＵ１８は、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１を刺入方向（Ｚ軸マイナス方向）に移動させ、現時点で顕微鏡９の視野内に置かれている単一細胞に対して遺伝子や薬品等を注入する通常のインジェクション処理を実行した後、キャピラリー１１を退避位置に退避させて（ステップｂ３１）、ディッシュ座標系の座標値（ｘｉ，ｙｉ）に表示されている細胞のドットの表示色と表示欄３３における文字の表示色をモニタ３ｄ上で変更して、当該細胞に対するインジェクションが完了したことをオペレータに知らせる（ステップｂ３２）。この際、キーボード３ｂからの指示によりオペレータが自由に表示色を選択することが可能であり、オペレータは、自らの設定した表示色により、単一細胞の操作過程等をモニタ３ｄ上で容易に確認できる。
【０１０８】
また、キーボード３ｂからスキップ指令の入力が検出された場合には、この単一細胞に対するインジェクション処理がオペレータの都合でキャンセルされたことを意味するので、ＣＰＵ１８は、インジェクション処理を非実行として次の処理へと移行する。
【０１０９】
インジェクション処理が完了し、あるいは、インジェクション処理がキャンセルされると、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ３３）。
【０１１０】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、現時点でインジェクション処理を行っていない単一細胞が未だ残っていることを意味するので、ＣＰＵ１８は、オペレータによるフットスイッチ３ｃの操作、つまり、位置決め指令の入力が検出される度に、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を次々と読み込んで、その座標値をテーブル座標系上の座標値に変換し、単一細胞の各々に対して登録順に従った位置決め操作、あるいは、登録順に従った位置決め操作とインジェクション処理を繰り返し実行する（ステップｂ２２〜ステップｂ３３）。
【０１１１】
そして、最終的に、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達したことがステップｂ３３の判定処理で検出された時点で、登録順に基くプレイバック処理が全て終了する。
【０１１２】
一方、ステップｂ１９の処理で自由選択が選択された場合には、ステップｂ２０の判定結果が偽となるので、ＣＰＵ１８は、細胞位置を表すモニタ３ｄ上の何れかのドットがダブルクリックされるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ３４）。
【０１１３】
オペレータは、マウスと連動したグラフィックカーソルをモニタ３ｄ上のドットに合わせ、キーボード３ｂのマウスをダブルクリックすることで、位置決めの対象とする単一細胞を選択する。
【０１１４】
ここで、位置決めを所望する細胞に相当するドットがダブルクリックされると、ＣＰＵ１８は、ダブルクリック時におけるグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）をディッシュ座標系上の座標値として求め（ステップｂ３５）、最小値記憶レジスタＴｍｉｎに、ＣＰＵ１８が許容する設定可能最大値を初期値として設定する（ステップｂ３６）。
【０１１５】
次いで、ＣＰＵ１８は、細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ３７）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ３８）、ステップｂ１３の処理で特定されたレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込み（ステップｂ３９）、単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）とダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔを求め（ステップｂ４０）、位置偏差に相当する値Ｔが最小値記憶レジスタＴｍｉｎの値よりも小さいか否かを判定する（ステップｂ４１）。
【０１１６】
この段階では最小値記憶レジスタＴｍｉｎに設定可能最大値が初期値として記憶されているのでステップｂ４０の判定結果は必然的に真となり、ＣＰＵ１８は、単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）とダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔを最小値記憶レジスタＴｍｉｎに更新して記憶させ（ステップｂ４２）、グラフィックカーソルの位置に最も近接して位置する単一細胞を特定するための指標ｋに指標ｉの現在値を設定した後（ステップｂ４３）、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ４４）。
【０１１７】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、現時点で検出されている単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）よりもダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）に近接している他の単一細胞の座標値が存在する可能性があることを意味するので、ＣＰＵ１８は、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、グラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔが其の時点の最小値記憶レジスタＴｍｉｎの値よりも小さくなる単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）が検出される度に、この座標値を記憶しているフィールドの値ｉを逐次更新して指標ｋに記憶させる。
【０１１８】
最終的に、ステップｂ４４の判定結果が偽となった時点で、指標ｋの値に対応する単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）が、ダブルクリック操作の時点におけるグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）に最も近接した単一細胞の座標値である。
【０１１９】
従って、ＣＰＵ１８は、座標値（ｘｋ，ｙｋ）に位置する単一細胞がダブルクリックによって位置決めの対象として選択されたものと見做し、レコードアドレスｊの値と指標ｋの現在値とに基いて、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｋフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）、つまり、ダブルクリックの位置に最も近接する単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）を読み込み（ステップｂ４５）、ディッシュ座標系を基準とした座標値（ｘｋ，ｙｋ）に逆変換行列ｇを乗じ、テーブル座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｐ，ｙｐ）、即ち、テーブル座標系に従ってテーブル４を駆動制御して細胞の位置決めを行うために必要とされるアブソリュートな移動目標位置（ｘｐ，ｙｐ）を求める（ステップｂ４６）。
【０１２０】
そして、ＣＰＵ１８は、更に、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込んで目標位置（ｘｐ，ｙｐ）と現在位置（ｘ，ｙ）との間の位置偏差（インクリメンタル量）を求め、この位置偏差に応じた駆動パルスを駆動手段Ｘ１，Ｙ１の軸制御回路２４，２５に分配出力してテーブル４を移動させ、当該細胞を顕微鏡９の視野内に収める（ステップｂ４７）。
【０１２１】
次いで、ＣＰＵ１８は、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ４８）、もしくは、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令（ステップｂ４９）、あるいは、キーボード３ｂからのスキップ指令（ステップｂ５０）がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る。
【０１２２】
ここで、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力が検出された場合には、プレイバックによる位置決めの後、オペレータが更に微妙な位置決め調整を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ５１）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させ、顕微鏡９の視野内で細胞の位置を微調整する。
【０１２３】
また、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令の入力が検出された場合には、オペレータが現在の状況でインジェクション作業を実行することを望んでいることを意味するので、ＣＰＵ１８は、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１を刺入方向（Ｚ軸マイナス方向）に移動させ、現時点で顕微鏡９の視野内に置かれている単一細胞に対して遺伝子や薬品等を注入する通常のインジェクション処理を実行した後、キャピラリー１１を退避位置に退避させて（ステップｂ５２）、ディッシュ座標系の座標値（ｘｋ，ｙｋ）に表示されている細胞のドットの表示色と表示欄３３における文字の表示色をモニタ３ｄ上で変更して、当該細胞に対するインジェクションが完了したことをオペレータに知らせる（ステップｂ５３）。前記と同様、キーボード３ｂからの指示によりオペレータが自由に表示色を選択することができるため、オペレータは、自らの設定した表示色により、単一細胞の操作過程等をモニタ３ｄ上で容易に確認することが可能である。
【０１２４】
また、キーボード３ｂからスキップ指令の入力が検出された場合には、この単一細胞に対するインジェクション処理がオペレータの都合でキャンセルされたことを意味するので、ＣＰＵ１８は、インジェクション処理を非実行として次の処理へと移行する。
【０１２５】
インジェクション処理が完了し、あるいは、インジェクション処理がキャンセルされると、ＣＰＵ１８は、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから細胞操作終了指令が入力されているか否かを判定し（ステップｂ５４）、細胞操作終了指令が入力されていなければ、モニタ３ｄ上のドットのダブルクリックによって位置決め対象の単一細胞が再び選択されるのを待って、この単一細胞に対し前記と同様の処理を繰り返し実行する。
【０１２６】
また、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから細胞操作終了指令が入力された場合には、オペレータが細胞操作の終了を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作に基くプレイバック処理を全て終了する。
【０１２７】
この単一細胞操作支援ロボット１では、ディッシュ１３に固有の座標系であるディッシュ座標系を基準としてファイルに登録された細胞の位置がテーブル４の駆動制御に必要とされるテーブル座標系の位置に自動的に置き換えられるので、以前にコントローラ３に教示した細胞の位置データを其のまま利用し、しかも、テーブル４に改めて置き直されたディッシュ１３の位置や姿勢の変化による影響を受けずに、登録済みの各ディッシュ１３内の個々の細胞を顕微鏡９の視野に的確に納めてマニピュレータ５，６による処理操作を行うことができる。
【０１２８】
しかも、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順（ナンバリングの順）に従ってシーケンシャルに実行することも、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いて自由に選択することも可能であるので、実験の都合等により好適なモードを選択してインジェクション等の作業を実行することができる。
【０１２９】
また、インジェクション等の作業を実行した細胞に対応するドット表示についてはモニタ３ｄの画面上で自動的に表示色が変更されるので、遺伝子や薬品等をダブルチャージするような操作ミスも効果的に抑制することができる。
【０１３０】
従来のように顕微鏡９を覗きながらジョイスティック１５Ｒやトラックボール１７Ｒを手動操作して単一細胞を見つけながらインジェクション作業を行う場合、単一細胞の検出自体に熟練を要するため、実際に処理が可能な単一細胞の数には相当の制限があるが、この単一細胞操作支援ロボット１では、目的とする単一細胞を顕微鏡９の視野に入れるまでの位置決め操作はプレイバック動作において完全に自動化されているので、作業時間の大幅な短縮が可能である。
【０１３１】
前述の例では、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行するのか、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作によって行うのかを択一的に選択するようにしたが、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行する間に、必要に応じてダブルクリック操作を用いた自由選択操作に移行するように構成することもできる。
【０１３２】
その場合、具体的には、図８に示されるステップｂ１８〜ステップｂ２０の処理を削除し、ステップｂ２２の判定結果が偽となった場合にステップｂ３４の処理に移行し、更に、ステップｂ３４の判定結果が偽となった場合にステップｂ２２の判定処理に復帰する一方、ステップｂ５４の判定結果が偽となった場合に、指標ｋの値を指標ｉに代入してからステップｂ２２の判定処理に復帰するようにする。
【０１３３】
このようなプログラムを構成した場合、ダブルクリック操作が行われなければ、順次、登録順に従って細胞が顕微鏡９の視野に位置決めされる。また、ダブルクリック操作による位置決めが一旦実行されると指標ｋの値が指標ｉに代入され、次に実行されるフットスイッチ３ｃの操作で該指標ｉの値が１インクリメントされるので、このときのフットスイッチ３ｃの操作により、前述のダブルクリック操作で選択された細胞の次に登録された細胞が位置決めの対象とされることになる。
【０１３４】
次に、本発明の要旨である単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の具体的な構成例について説明する。
【実施例１】
【０１３５】
図１４は単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の一種であるディッシュの構造について例示した平面図である。このディッシュ３４は、上述の単一細胞操作支援ロボット１で使用される細胞培養器具であり、細胞を配置するための細胞培養器具本体として機能する図１５（ａ）のような従来型のディッシュ３５と、前述の第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２を形成した図１５（ｂ）のようなフィルム状あるいは板状の特徴点設置用チップ３６とから成り、特徴点設置用チップ３６を従来型のディッシュ３５に貼着することで、単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具として一体に構成されている。
【０１３６】
特徴点設置用チップ３６上の２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２は、長線分Ｌ０と、其の両端部の各々に位置して長線分Ｌ０と略直交する短線分Ｌ１，Ｌ２との交点によって形成され、長線分Ｌ０および短線分Ｌ１，Ｌ２自体は、ガラス，石英，樹脂等からなるフィルム状の特徴点設置用チップ３６上に、レーザースパッタリング，印刷，削り込み等を始めとする各種の公知技術を利用して形成されている。長線分Ｌ０および短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅は既に述べた理由から５μｍ以下とすることが望ましい。
【０１３７】
また、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部３６ｒは、図１５（ｂ）および図１５（ａ）に示されるように、この特徴点設置用チップ３６の貼着対象となる従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部の円弧形状３５Ｒに合わせて円弧状に形成されている。
【０１３８】
このように、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部３６ｒを細胞培養器具本体となる従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部の形状３５Ｒに合わせて形成することにより、従来型のディッシュ３５に特徴点設置用チップ３６を貼着する際の位置決め作業が容易となり、形状や大きさが同じである同一種の従来型ディッシュ３５を用いた単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具３４を数多く製作する場合においても、特徴点設置用チップ３６の貼着位置のバラツキの発生を防止することができる。
特徴点設置用チップ３６が従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部の形状３５Ｒに沿ってどの位置に貼着されるかは特定されないが、ディッシュ３５の底面の外周輪郭部は円形であるから、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部３６ｒがディッシュ３５の底面の外周輪郭部の形状３５Ｒに沿って貼着される限り、実質的な個体差は生じない。
仮に、細胞培養器具本体として利用される従来型のディッシュ３５の底面の外径が３０ｍｍφであるとすれば、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部３６ｒを３０ｍｍφの円弧状に形成し、この外周輪郭部３６ｒを従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部３５Ｒに合わせて貼着することになる。
【実施例２】
【０１３９】
また、図１６（ｂ）に示されるように、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺３６Ｌの両側に角部３６ｃ，３６ｃを形成してもよい。
このような構成を適用した場合は、図１６（ａ）に示されるように、直線状の一辺３６Ｌの両側に位置する角部３６ｃ，３６ｃを従来型のディッシュ３５の底面の外周輪郭部３５Ｒに内接させた状態で特徴点設置用チップ３６を従来型のディッシュ３５に貼着することによって、特徴点設置用チップ３６の貼着位置のバラツキの発生を防止できる。
【実施例３】
【０１４０】
図１７は境界表示部を設けた余白部を有する特徴点設置用チップの一例を示した平面図である。この特徴点設置用チップ４２は、特徴点設置用チップ本体４３とディッシュ１３の底面の一部を覆う円形状の余白部４４とによって一体に構成される。
このうち特徴点設置用チップ本体４３の部分は透明に形成され、前述の特徴点Ｐ１，Ｐ２が図１５（ｂ）と同様にして描かれている。
また、余白部４４の部分は、その中央部に位置する円形状の安全移動領域４５を除き危険領域を意味するマスキング部４６とされ、マスキング部４６の内側の境界線４７が境界表示部として機能している。
安全移動領域４５は円形状の余白部４４の中央部を切り抜いて形成してもよいし、あるいは、余白部４４の一部を透明化して形成してもよい。
マスキング部４６は、光の通過を遮る黒色の遮光部，ディッシュ１３の下からの観測用照明光に色を添える有色の半透明部，光を拡散させるマット面や乳白色部等で形成することができ、実際的な形成手段としては、各種の印刷，塗装，コーティング，サンドブラスト等の公知の手法が利用できる。
安全移動領域４５は、単一細胞操作支援ロボット１および其の付加装置であるマニピュレータ５，６やキャピラリー１０，１１等と細胞培養器具であるディッシュ１３との間に干渉を生じずにテーブル４の移動が許容される範囲の顕微鏡９の視野に相当する領域であり、例えば、図２に示されるような例では、キャピラリー１０，１１の先端をディッシュ１３内に突出させた状態でキャピラリー１０，１１の先端と円形状のディッシュ１３の縁とが干渉する可能性が高いので、この安全移動領域４５の形状は、概ね円形となる。
厳密に言えば、図２に示される例に対応する安全移動領域の形状は、ディッシュ１３内に突出した左側のキャピラリー１０をディッシュ１３の周壁に干渉させずに移動させることが可能な略楕円状の移動領域と、ディッシュ１３内に突出した右側のキャピラリー１１をディッシュ１３の周壁に干渉させずに移動させることが可能な略楕円状の移動領域との論理積からなる縦長状の略楕円領域となるが、ここでは、ディッシュ１３が誤った姿勢でテーブル４上に載置された場合をも考慮し、安全移動領域４５の実質的な形状を、前述した論理積からなる縦長状の略楕円領域の短軸に相当する直径を有する円として規定している。
従って、この実施例では、キャピラリー１０，１１の先端をディッシュ１３内に突出させた状態であっても、顕微鏡９の視野内に特徴点設置用チップ４２の安全移動領域４５が捉えられている限り、テーブル４に対してどのような手動送り操作を加えてもキャピラリー１０，１１がディッシュ１３の周壁に干渉するといった問題は発生しない。
一方、境界表示部として機能するマスキング部４６の内側の境界線４７が顕微鏡９の視野内に侵入した場合には、キャピラリー１０，１１の先端がディッシュ１３の周壁に干渉する可能性があるので、オペレータは、この時点で直ちに当該方向へのテーブル４の送りを停止させる必要がある。但し、この実施例では、オペレータの操作の遅れ等を考慮してマージンを設定することで安全移動領域４５の直径を前述した縦長状の略楕円領域の短軸よりも僅かに小さめに設計しているので、実際には、境界線４７が顕微鏡９の視野の中央部付近にまで侵入した状態であっても、キャピラリー１０，１１の先端とディッシュ１３の周壁との干渉は発生しない。言い換えれば、テーブル４を手動制御で移動させているオペレータは、顕微鏡９の視野に境界線４７が侵入したことを確認してから手動送りの操作を停止することで、仮に、この操作に多少の遅れがあったにしても、キャピラリー１０，１１とディッシュ１３との干渉を余裕を持って防止することが可能である。
なお、危険領域を意味するマスキング部４６自体は必ずしも必要ではない。例えば、境界表示部である境界線４７のラインのみを罫書き或いは印刷等の手法で形成するといったことも可能である。
しかし、その場合は、境界線４７が顕微鏡９の視野の隅に侵入した時点で、オペレータが此れを的確に認識し、テーブル４に逆方向の送りを掛けて干渉防止の対策を採る必要がある。
仮に、このような注意を怠ったオペレータが不用意に顕微鏡９の視野の中央にまで境界線４７を侵入させてしまったとすると、顕微鏡９で拡大された境界線４７の屈曲方向、つまり、境界線４７のどちら側が安全移動領域であるかの判定が難しくなり、干渉を回避しようと誤った方向に不用意な送りを掛けて予期せぬ干渉が生じたり、あるいは、顕微鏡９の視野に対する境界線４７の侵入あるいは通過それ自体を見逃し、顕微鏡９の視野が境界線４７を超えて危険領域に侵入しているにも関わらず、この領域で更にテーブル４に送りを掛けるといった誤操作を生じる可能性があるからである。
以上の点から、危険領域を明示するマスキング部４６の内側の境界線４７によって境界表示部を形成することが望ましい。
このような構成を適用した場合、オペレータが相当に注意を怠ったとしても、顕微鏡９の視野の中央にまで境界線４７やマスキング部４６を侵入させてしまうといったことは考えにくく、また、仮にそのような現象が生じたとしても、境界線４７のどちら側が安全移動領域４５であるかは自明であるので（透明な方が安全移動領域４５）、オペレータは、干渉を回避する方向に的確な送りを掛けて干渉の発生を未然に防止することができるようになる。
【０１４１】
更に、境界線（境界表示部）４７や安全移動領域４５およびマスキング部４６に関わる技術思想は、単一細胞操作支援ロボット１および其の付加装置と細胞培養器具との間の干渉の防止を目的として、独立した技術手段として利用することが可能である。
図１８は単一細胞操作支援ロボット１および其の付加装置と細胞培養器具との間の干渉を防止するための干渉防止チップの一例を示した平面図である。この干渉防止チップ４８は、細胞培養器具であるディッシュ１３の底面の一部を覆う円形状のマスキング部４６によって構成される。マスキング部４６の内側の境界線４７が境界表示部であり、その内側に位置する安全移動領域４５を切り抜きによって形成するか、あるいは、マスキング部４６と同一部材の一部を透明化して形成するかは任意である。
マスキング部４６や安全移動領域４５の構造に関しては前述した特徴点設置用チップ４２のものと同様であり、従って、この干渉防止チップ４８をディッシュ１３の底面に貼着して利用することで、前述した特徴点設置用チップ４２の効果のうち、干渉防止に関して同等の効果が発揮される。
あるいは、図１９（ａ）に示されるように、干渉防止チップ４８におけるマスキング部４６の一部に、図１５（ｂ）に示されるような特徴点設置用チップ３６を貼着するための透明部４９、または、特徴点設置用チップ３６を突き合わせるための切欠部４９を形成し、この透明部４９に特徴点設置用チップ３６を貼着した干渉防止チップ４８を図１９（ｂ）のようにしてディッシュ１３の底面に貼着するか、または、切欠部４９に特徴点設置用チップ３６を突き合わせた状態で干渉防止チップ４８および特徴点設置用チップ３６の各々を図１９（ｂ）のようにしてディッシュ１３の底面に貼着することで、位置決めの高精度化および干渉の防止に関して、図１７に示した特徴点設置用チップ４２と同等の機能を達成することができる。
【実施例４】
【０１４２】
図２０は従来型のフラスコ・プレート３７を細胞培養器具本体として利用し、このフラスコ・プレート３７の底面に図１６（ｂ）と同様の特徴点設置用チップ３６を貼着して単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具３８を構成した例である。
図２０の例においては、特徴点設置用チップ３６の外周輪郭部はフラスコ・プレート３７の底面の外周輪郭部とは重合せず、また、特徴点設置用チップ３６の角部３６ｃ，３６ｃもフラスコ・プレート３７の底面の外周輪郭部には内接しないが、前述した通り、この単一細胞操作支援ロボット１では、テーブル４に対する細胞培養器具３８や特徴点設置用チップ３６の位置・姿勢のズレとは無関係に、あくまでも、細胞培養器具本体であるフラスコ・プレート３７に貼着された特徴点設置用チップ３６上の特徴点Ｐ１，Ｐ２によって細胞培養器具３８に固有の座標系が設定され、この座標系を利用して細胞位置の登録や単一細胞操作支援ロボット１のプレイバック動作が行われるようになっているので、フラスコ・プレート３７に対する特徴点設置用チップ３６の位置や姿勢に多少のズレがあったとしても、これが細胞位置の教示操作やプレイバック動作に支障を与えることはない。
【実施例５】
【０１４３】
次に、浮遊細胞を取り扱うためのウェル３９を備えた従来型のスライドガラス４０を細胞培養器具本体として利用し、このスライドガラス４０の底面に図１６（ｂ）と同様の特徴点設置用チップ３６を貼着して単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具４１とした構成例について図２１（ａ）の側面図および図２１（ｂ）の平面図に示す。
【０１４４】
図２１（ａ）で示した例ではスライドガラス４０の底面の裏面側に特徴点設置用チップ３６を貼着した例について示しているが、特徴点設置用チップ３６は、スライドガラス４０の表面側つまりウェル３９を設けた面と同一面に貼着してもよい。
図１４および図１６に示したディッシュ３４や図２０に示したフラスコ・プレート３７の場合も、これと同様、底面の裏側もしくは表面側の何れか一方に選択的に特徴点設置用チップ３６を貼着することができる。
【０１４５】
何れの場合も、特徴点設置用チップ３６は、ディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等の細胞培養器具本体と同様に透明の部材によって形成されるが、特徴点設置用チップ３６には或る程度の厚みがあるので、ディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等の細胞培養器具本体における特徴点設置用チップ３６の貼着位置、言い換えれば、第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２の存在位置を目視確認することは容易である。
従って、目視確認により、顕微鏡９の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２が位置するようにして単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具をテーブル４上に設置することができ、この結果、細胞培養器具の底面を全体に亘って顕微鏡９で探って特徴点Ｐ１，Ｐ２を見つけるといった必要はなくなり、細胞位置の教示操作やプレイバック動作の前提となる細胞培養器具の位置姿勢の教示に必要とされる段取りの作業時間も節約されることになる。
【０１４６】
また、特徴点設置用チップ３６の厚みを利用し、第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２の存在位置を目視確認して顕微鏡９の視野内もしくは其の近傍に第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２を予め位置決めすることができるので、特徴点Ｐ１，Ｐ２を構成する長線分Ｌ０と短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅は顕微鏡９で検出可能な範囲で細く形成することができ、例えば、目視確認が難しい３μｍ以下とすることも可能であって、特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出精度、更には、細胞位置の教示精度やプレイバック動作時の位置決め精度を向上させることができる。
【０１４７】
以上に述べた通り、第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２をフィルム状の特徴点設置用チップ３６に形成し、この特徴点設置用チップ３６を従来型のディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等の細胞培養器具本体に貼着することによって単一細胞操作支援ロボット１用の細胞培養器具を構成することで、細胞培養器具本体に第一，第二の特徴点を直に形成するための新規金型の製作を要することなく、テーブル座標系上で検出された細胞の位置を細胞培養器具の固有座標系上の位置に変換する際に必要となるマーカー（第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２）を有する単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具を安価に提供することができる。
【０１４８】
しかも、各種の既存のディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等を細胞培養器具本体として利用することが可能であるので、ユーザは、従来使用していた使い慣れた細胞培養器具本体あるいは実験等の目的に適した各種の細胞培養器具本体、即ち、各種の既存のディッシュ３５，フラスコ・プレート３７，スライドガラス４０等を自由に選択して使用することができる。
【０１４９】
更に、特徴点設置用チップ３６に、第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２（長線分Ｌ０，短線分Ｌ１，Ｌ２）とは別に、特徴点位置検出用の目視容易な目印を印刷等の手法で形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】単一細胞操作支援ロボットの全体的な構成を示した正面図である。
【図２】単一細胞操作支援ロボットのステージを拡大して示した正面図である。
【図３】細胞培養器具の一種であるディッシュの外観を示した平面図である。
【図４】コントローラ本体の構成の概略を示した機能ブロック図である。
【図５】コントローラ本体のＣＰＵが実行する細胞位置教示処理について示したフローチャートである。
【図６】細胞位置教示処理について示したフローチャートの続きである。
【図７】コントローラ本体のＣＰＵが実行するプレイバック処理について示したフローチャートである。
【図８】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図９】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図１０】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図１１】単一細胞の教示位置を記憶するデータ記憶ファイルの一例について示した概念図である。
【図１２】テーブル座標系を基準として検出された座標値をディッシュ座標系上の座標値に置き換える変換行列の作用原理について示した概念図である。
【図１３】ディッシュ座標系を基準に登録された座標値をテーブル座標系上の座標値に置き換える逆変換行列の作用原理について示した概念図である。
【図１４】細胞を配置するための細胞培養器具本体として機能する従来型のディッシュと特徴点設置用チップとによって構成された単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の一例を示した平面図である（実施例１）。
【図１５】単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の構成要素を示した平面図であり、図１５（ａ）は細胞培養器具本体として機能する従来型のディッシュについて、また、図１５（ｂ）は外周輪郭部の一部を細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成した特徴点設置用チップについて示している（実施例１）。
【図１６】単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の他の構成例を示した平面図であり、図１６（ａ）は特徴点設置用チップを貼着した従来型のディッシュについて、また、図１６（ｂ）は外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺の両側に角部を形成した特徴点設置用チップについて示している（実施例２）。
【図１７】境界表示部を設けた余白部を有する特徴点設置用チップの一例を示した平面図である（実施例３）。
【図１８】単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と細胞培養器具との間の干渉を防止するための干渉防止チップの一例を示した平面図である。
【図１９】特徴点設置用チップと併用可能な干渉防止チップの例を示した平面図で、図１９（ａ）は干渉防止チップの構成について、また、図１９（ｂ）では特徴点設置用チップと干渉防止チップを貼着したディッシュについて示している。
【図２０】細胞を配置するための細胞培養器具本体として機能する従来型のフラスコ・プレートと特徴点設置用チップとによって構成された単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の一例を示した平面図である（実施例４）。
【図２１】単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具の他の構成例を示した平面図であり、図２１（ａ）は特徴点設置用チップを貼着した従来型のスライドガラスの側面図、また、図２１（ｂ）は其の平面図である（実施例５）。
【符号の説明】
【０１５１】
１ 単一細胞操作支援ロボット
２ ロボット本体
３ コントローラ
３ａ コントローラ本体
３ｂ キーボード
３ｃ フットスイッチ
３ｄ モニタ
３Ｒ 第一操作盤
３Ｌ 第二操作盤
４ テーブル
５，６ マニピュレータ
７ ステージ
８ コラム
９ 顕微鏡
１０，１１ キャピラリー
１２ 器具ホルダー
１３ ディッシュ（細胞培養器具）
１４ マーキング
１５Ｒ，１５Ｌ ジョイスティック
１６Ｒ，１６Ｌ ヘッドスイッチ
１７Ｒ，１７Ｌ トラックボール
１８ ＣＰＵ
１９ ＲＯＭ
２０ ＲＡＭ
２１ 不揮発性メモリ
２２ ハードディスクドライブ
２３ インターフェイス
２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１ 軸制御回路
３２ 入出力回路
３３ 表示欄
３４ ディッシュ（単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具）
３５ 従来型のディッシュ（細胞培養器具本体）
３５Ｒ 細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状
３６ 特徴点設置用チップ
３６ｒ 特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部
３６Ｌ 特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺
３６ｃ 角部
３７ 従来型のフラスコ・プレート（細胞培養器具本体）
３８ 単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具
３９ ウェル
４０ スライドガラス（細胞培養器具本体）
４１ 単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具
４２ 特徴点設置用チップ
４３ 特徴点設置用チップ本体
４４ 余白部
４５ 安全移動領域
４６ マスキング部
４７ 境界線（境界表示部）
４８ 干渉防止チップ
４９ 透明部または切欠部
Ｘ１，Ｙ１ テーブルの駆動手段
ＸＲ，ＹＲ，ＺＲ 右側に位置するマニピュレータの駆動手段
ＸＬ，ＹＬ，ＺＬ 左側に位置するマニピュレータの駆動手段
Ｐ１ 特徴点（第一の特徴点）
Ｐ２ 特徴点（第二の特徴点）
Ｌ０ 長線分
Ｌ１，Ｌ２ 短線分
Ｏ テーブル座標系の座標原点
Ｘ テーブル座標系の第一軸
Ｙ テーブル座標系の第二軸
Ｏ’ ディッシュ座標系の座標原点
Ｘ’ ディッシュ座標系の第一軸
Ｙ’ ディッシュ座標系の第二軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を配置した細胞培養器具をテーブル上に載置し、前記細胞培養器具が有する第一の特徴点の位置と前記細胞培養器具が有する第二の特徴点の位置とをテーブル座標系上で検出し、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求め、テーブル座標系上で検出された各々の細胞の位置に前記変換行列を乗じて前記細胞培養器具の固有座標系上における細胞位置を求めるようにした単一細胞操作支援ロボットで使用される細胞培養器具であって、
細胞を配置するための細胞培養器具本体と、前記第一，第二の特徴点を形成したフィルム状の特徴点設置用チップとから成り、
前記特徴点設置用チップが前記細胞培養器具本体に貼着されていることを特徴とした単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項２】
前記特徴点設置用チップの外周輪郭部の少なくとも一部が、該特徴点設置用チップの貼着対象となる細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成されていることを特徴とした請求項１記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項３】
前記特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺の両側に角部が形成されていることを特徴とした請求項１記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項４】
前記２つの特徴点が、長線分と、該長線分の両端部の各々に位置して前記長線分と略直交する短線分との交点によって形成されていることを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項５】
前記特徴点設置用チップには、前記細胞培養器具の底面の少なくとも一部を覆う余白部が形成され、この余白部に、前記単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じずに前記テーブルの移動が許容される安全移動領域と、前記テーブルの移動により前記単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じる可能性のある危険領域との境界を明示する境界表示部が、前記単一細胞操作支援ロボットの顕微鏡の視野から識別可能な状態で設けられていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３または請求項４記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項６】
前記境界表示部は、前記危険領域を明示するマスキング部の内側の境界線によって形成されていることを特徴とする請求項５記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項１】
細胞を配置した細胞培養器具をテーブル上に載置し、前記細胞培養器具が有する第一の特徴点の位置と前記細胞培養器具が有する第二の特徴点の位置とをテーブル座標系上で検出し、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求め、テーブル座標系上で検出された各々の細胞の位置に前記変換行列を乗じて前記細胞培養器具の固有座標系上における細胞位置を求めるようにした単一細胞操作支援ロボットで使用される細胞培養器具であって、
細胞を配置するための細胞培養器具本体と、前記第一，第二の特徴点を形成したフィルム状の特徴点設置用チップとから成り、
前記特徴点設置用チップが前記細胞培養器具本体に貼着されていることを特徴とした単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項２】
前記特徴点設置用チップの外周輪郭部の少なくとも一部が、該特徴点設置用チップの貼着対象となる細胞培養器具本体の底面の外周輪郭部の形状に合わせて形成されていることを特徴とした請求項１記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項３】
前記特徴点設置用チップの外周輪郭部の一部を構成する直線状の一辺の両側に角部が形成されていることを特徴とした請求項１記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項４】
前記２つの特徴点が、長線分と、該長線分の両端部の各々に位置して前記長線分と略直交する短線分との交点によって形成されていることを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項５】
前記特徴点設置用チップには、前記細胞培養器具の底面の少なくとも一部を覆う余白部が形成され、この余白部に、前記単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じずに前記テーブルの移動が許容される安全移動領域と、前記テーブルの移動により前記単一細胞操作支援ロボットおよび其の付加装置と該細胞培養器具との間に干渉を生じる可能性のある危険領域との境界を明示する境界表示部が、前記単一細胞操作支援ロボットの顕微鏡の視野から識別可能な状態で設けられていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３または請求項４記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【請求項６】
前記境界表示部は、前記危険領域を明示するマスキング部の内側の境界線によって形成されていることを特徴とする請求項５記載の単一細胞操作支援ロボット用細胞培養器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００６−１０９７１４（Ｐ２００６−１０９７１４Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９８１３３（Ｐ２００４−２９８１３３）
【出願日】平成１６年１０月１２日（２００４．１０．１２）
【出願人】（５９２００４４０４）中央精機株式会社 (16)
【出願人】（５０４１３２８８１）国立大学法人東京農工大学 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１２日（２００４．１０．１２）
【出願人】（５９２００４４０４）中央精機株式会社 (16)
【出願人】（５０４１３２８８１）国立大学法人東京農工大学 (595)
【Ｆターム（参考）】
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