本研究では、実験室の小規模な実験を柔軟に自動化するための、コストが低く、モジュール式のロボットシステムを提案している。このシステムは、コンピュータービジョンを使って液体の容量を推定し、小さな開口部を持つ容器への注ぎ方を特別に設計したシミュレーション駆動のアプローチを採用している。
まず、2段階のCNNアーキテクチャを使って、単一のRGB画像から透明な実験室用容器内の液体の容量を推定する手法を提案している。第1段階のネットワークでは、容器と液体の分割マップおよび深度マップを生成し、第2段階のネットワークでは、これらの中間出力から実際の液体容量を推定する。
次に、小さな開口部を持つ容器への注ぎ方について、ロボットアームを液体の出口点の周りで回転させる新しい方法を開発した。大量のシミュレーションから、実際の状況に最も近いものを選んで実行することで、液体の流出を最小限に抑えることができる。
最後に、この開発したシステムを使って、細胞培養プロセスの自動化を実演している。UR5ロボットアームを使って、既存の実験室機器のみを使って細胞培養プロセス全体を自動化している。
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