流体制御用ラボオートメーションモジュール構築

流体制御を起点に、研究開発段階から段階的な装置化・自動化、AI連携へとつなげる

NTサイエンスは、混合・調製・添加・切替といった流体制御プロセスを、研究開発フェーズでそのまま使える流体制御モジュールとして構成し、段階的な装置化・自動化につなげる支援を行います。

流体制御条件をデータとして扱える構成とすることで、研究開発段階から実験プロセスの構造化や、モジュール単位での部分的な装置化・自動化を実現できます。その上で、外部のデータ解析やAIによる最適化とも連携可能な形で、将来的なシステム全体のラボオートメーション展開へ接続できる基盤として機能します。

なぜ流体制御から取り組むのか

研究開発における実験の再現性や展開性は、反応条件そのものよりも、混合比、送液順序、切替タイミング、洗浄・置換といった流体制御条件に大きく依存します。これらは後段の工程で補いにくく、研究開発段階で明確化しておくことが重要です。

流体制御をモジュールとして成立させることで、実験プロセスを条件として扱いやすくなり、研究設計を保ったまま将来の装置化やラボオートメーションへ接続しやすくなります。

特に、温度管理しながらの連続混合や反応、空気接触を避けた試料操作、微量領域での安定した比率制御などは、個々のチップ操作や分注制御として分解するよりも、流れとして一体的に扱うことで初めて意味を持つプロセスです。

こうした「流体プロセスとして成立させるべき領域」を早期に切り出しておくことで、後段でロボットや分注機を導入する際にも、無理のない形でラボオートメーション全体へ組み込むことが可能になります。

提供内容（構成・支援の概要）

製薬研究、バイオ研究（細胞培養・観察・染色を含む）、および化学・材料化学分野において、混合・調製・添加・切替といった流体制御プロセスを、評価・拡張可能な流体制御モジュールとして設計し、その検討および展開を支援します。

本提供はIT基盤やAI導入そのものを目的とするものではなく、実験プロセスの中核となる流体制御を成立させ、段階的に統合・拡張していくための構成と支援を行うものです。

本構成は、ラボ内のすべての操作を流体化することを目的とするものではなく、ロボットや分注機、既存装置が得意とする操作と、流体として扱う方が合理的な操作を切り分けた上で、それらを接続するための基盤として機能します。

汎用的な自動化装置との違い

汎用的な自動化装置は、あらかじめ定義された操作や工程を高速かつ安定して実行できる点で有効です。一方、研究開発の初期〜検討段階では、流体制御条件そのものを検討・探索する必要があり、条件単位で実験を組み立てたい場面が多く存在します。

本構成は、自動化ロボットや一般的な分注機の代替を目的とするものではなく、それらが担う操作とは異なる特性を持つプロセスを対象としています。ピッキングやウェル間分注といった「サンプルを個別に扱う操作」ではなく、連続送液しながら試料や試薬を流体として扱うこと自体が本質となるプロセスを想定しています。

具体的には、連続送液中の混合・反応、温度制御下での試薬添加、閉鎖系での混合・置換、さらに調製したサンプルを分析装置へ連続的かつ直接的に注入するといった工程などが該当します。これらは、一般的な分注機による断続的な操作よりも、流体制御として成立させた方が、再現性や拡張性の面で優れる領域です。

本流体制御モジュールは、送液用シリンジポンプや切換用ロータリーバルブを含めた構成を基本とし、こうした流体プロセスを一つの機能ブロックとして確立します。そのうえで、上位の自動化ロボットや分注システムと役割分担しながら、接続・協働することを前提としています。

また、Pythonによる制御やシリアル通信に標準対応しており、実験条件や制御プロセスをデータとして扱いやすく、外部解析ツールやAIを用いた検討とも親和性の高い構成となっています。

提供内容（できること）

本提供は、研究者・技術者の方と課題や目的を共有しながら、流体制御を起点とした実験プロセスやモジュール構成をお客様と検討・構築していく協働型の支援です。研究テーマや実験目的に対する思考や意思決定をお客様側で担っていただくことを前提としています。

進め方（代表的な流れ）

1. 流体制御プロセスの整理と要件確認
2. 最小構成での評価
3. モジュール拡張とプロセス統合
4. システム全体としての装置化・完全自動化検討

ご相談・お問い合わせ

実験プロセスのモジュール化や、将来的なシステム全体の装置化・自動化を見据えた検討について、お気軽にご相談ください。