2004 Fiscal Year Annual Research Report
卵細胞操作用自動マイクロマニピュレーションシステムの開発
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14350065
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| Research Institution | IBARAKI UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
江田 弘 茨城大学, 工学部, 教授 (60007995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
周 立波 茨城大学, 工学部, 助教授 (90235705)
清水 淳 茨城大学, 工学部, 講師 (40292479)
仇 中軍 茨城大学, 理工学研究科・SVBL, 非常勤研究員
川上 辰男 三友製作所, 設計部, 研究員
石川 友彦 三友製作所, 設計部, 研究職員
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| Keywords | マイクロマニピュレーション / 卵細胞 / ビジュアルセンシング制御 / 機械座標系 / 画素座標系 / 力覚フィードバック / ツールパス生成 / 形状ベースマッチング |
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| Research Abstract |
医学や畜産などの分野においてクローン技術等の細胞に対する顕微鏡下でのマニピュレーションが急速に増加している.そこで我々は熟練を要さずとも自動で作業を行えて,成功率が高い自動マニピュレーションの開発を行なっている.本年度は画像情報を利用して細胞と工具の認識し,それらの位置情報と形状情報をもとに自動で正確なツールの位置決めを可能にした.
本システムは細胞に対して動作機構部,制御処理部,インターフェース部の3つのモジュールから構成される.動作機構部は,CCDカメラ,倒立顕微鏡及び超音波モータ駆動のXYZステージ上に固定され,顕微鏡の左右に配置されている.顕微鏡下で細胞(試料)に対して自動で作業を行う場合には,まずCCDカメラからの画像情報に基づいて,あらかじめ登録したテンプレートと比較して細胞やツールを識別して,ピクセル(画素)座標系でその位置情報を算出し駆動ステージにフィードバックして,ツール先端の位置及び移動経路を適切に制御する.ピクセル座標を参照することにより,XYZステージが持つ直交誤差,バックラッシュ,ドリフトなどの機械的誤差の影響を取り除き,高精度でツールの位置決めができる.さらに,これまで独自の座標系にある左右2つのXYZステージ及び試料ステージが同一のピクセル座標系に参照・統合することにより,ツール/ツール間,ツール/試料間の相対位置を正確に決めることができる.これは,複数ツールが必要とする協調作業や衝突回避を行うときに特に重要である.本年度の研究では,1画像の処置時間が0.3sec以下の形状パターンマッチングの手法を開発した.30FPSの動画に対してツール先端に対してフィードバック制御を行った結果,±1pixclの位置決めの精度が得られた.そして開発したシステムを用いて自動で1つの細胞に対して2つのツールによる協調作業を実現した.
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Research Products
(16 results)
