Robotics ｜ 上澄み抽出
上澄みと沈殿の界面を、AIが検出して自動抽出
ピペットを保持したロボットアーム × カメラ画像からのAI界面検出 × 上澄み量の推定と記録。容器を背面から照らして撮影し、上澄みと沈殿の界面をAIが検出します。人が指定するのは抽出元と抽出先のウェルだけで、どこまで挿すかは検体ごとに自動で決まります。
デモ動画
抽出元ウェルの指定 → 撮影 → AIによる界面の検出 → 吸引 → 抽出先への排出・記録までの一連の動作をご覧いただけます。
※ 実際に実機を動かしている様子を2倍速で収録しています。音声はありません。
課題
上澄みの採取は、沈殿を巻き上げないよう先端をどこまで挿すかを加減しながら吸う必要があります。手作業ではその加減が人によって変わり、採れた量と混入の程度にばらつきが出ます。
さらに、界面の高さは検体ごとに違います。深さを固定して一律に吸うと、ある検体では採り切れず、別の検体では沈殿を巻き込みます。検体数が増えるほど、全検体で条件を揃えるのが難しくなります。
実現したこと
界面の検出から吸引・排出・記録までを一気通貫で自動化しました。
01 抽出元・抽出先の指定
プレート図の上で、どのウェルから抜き、どこへ移すかを指定します。深さの指定は要りません。
02 撮影
容器を背面から照らし、側面からカメラで撮影します。
03 界面の検出
撮影した画像からAIが上澄みと沈殿の界面を検出し、上澄み量を推定します。推定値は幅（不確かさ）つきで求まります。
04 吸引
検出した界面の手前までピペットを降ろし、沈殿層に触れずに吸い上げます。
05 排出・記録
抽出先へ排出し、推定した上澄み量と処理したウェルを記録します。
界面の位置を検体ごとに測り直すため、沈殿の量が検体によって違っても、同じ条件で採取できます。推定した上澄み量は幅（不確かさ）つきで表示され、そのまま記録に残ります。画面にはプレートの配置図とカメラ映像が並び、どのウェルまで終わったかがひと目で分かります。
応用できる領域
製造・品質管理
分離工程後の上澄み回収と、処理済みウェルの全件記録。界面を検体ごとに検出するため、沈殿量が振れてもロット間で採取条件を揃えられ、採取のばらつきに起因する分析値の揺れを抑えられます。
研究開発
遠心後の上澄み回収のように数が多く手順が決まっている前処理や、一定間隔で同じウェルから少量ずつ抜き取る経時サンプリング。沈殿の進み方が検体ごとに違っても、人が張り付かずに済みます。
差し替え可能な構成
容器（バイアル → ウェルプレート・遠心管）／吸引機構（ピペット → シリンジ・ポンプ）／検出対象（上澄みと沈殿の界面 → 二層分離の境界・液面の高さ）。お手持ちの器具を活かしたまま、採取と記録だけを自動化する構成も可能です。
まとめ
上澄みの採取を、カメラ画像からのAI界面検出で自動化することで、検体ごとに違う界面の高さに合わせて採取できます。沈殿の巻き上げと、作業者ごとの加減の違いを抑えられ、推定した上澄み量は不確かさつきで記録に残ります。
※ 本システムは実証段階のデモです。具体的な構成・仕様や実装の詳細は、お問い合わせ時に個別にご案内します。
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