KR102824765B1 - 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검사평면 상에서 재물대를 이동시킬 수 있도록 구비된 베이스구동모듈; 상기 재물대 상에 위치한 검사 대상 샘플을 관찰할 수 있도록 설치된 현미경카메라; 상기 현미경카메라를 상기 샘플에 대하여 이동시켜 초점을 조절할 수 있도록 구비된 현미경카메라구동모듈; 상기 샘플의 검사를 수행할 검사툴을 구비한 검사장치를 3차원 상으로 이동시킬 수 있도록 구비된 검사장치구동모듈; 상기 현미경카메라에서 촬영된 영상 속의 샘플의 위치 정보를 기반으로 상기 베이스구동모듈과 검사장치구동모듈을 구동하여, 상기 검사툴을 상기 샘플에 접촉시키고, 상기 검사툴과 샘플의 접촉이 확인되면, 상기 검사장치를 작동시키도록 구성된 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템 및 그 제어방법{Pharmaceutical and Microbial Inspection Automation System and control method thereof}

본 발명은 의약품 및 미생물의 검사를 자동적으로 수행하도록 하는 기술에 관한 것이다.

의약품의 개발이나 미생물의 검사 시에, 세포의 이온 통로 활동을 기록하거나, 전기적 병리학적 특성을 분석하기 위해서는 검사툴과 세포의 물리적인 접촉이 필요하다.

상기와 같이 검사툴과 세포의 물리적인 접촉의 구현은 일반적으로 그 처리량이 매우 낮고, 검사자의 높은 숙련도를 요구한다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

Yajuan, X., Xin, L., & Zhiyuan, L. (2012). A comparison of the performance and application differences between manual and automated patch-clamp techniques. Current chemical genomics, 6, 87. 김성영(2017). 패치 클램프를 이용한 전기생리학 연구동향. BRIC View 2017-T42. Available from https://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=report&id=2872 (Dec 12, 2017) Scientifica Patch Pro 2000, 출처: https://www.scientifica.uk.com/

본 발명은 검사 장치의 사용에 있어 숙련도가 필수적인 기존의 방식과 달리, 영상에서 선택된 검사 대상에 대해 자동적으로 검사툴을 위치시키고, 움직이는 검사 대상을 자동적으로 추적할 수 있도록 함으로써, 시스템의 사용에 필요한 숙련도를 낮추고, 다수의 세포나 미생물 등과 같은 검사 대상에 대한 데이터를 효과적으로 획득할 수 있도록 하며, 획득되는 데이터의 품질이 높고, 데이터의 높은 처리량과 재생산성을 제공할 수 있도록 하면서도, 가격 및 유지비용을 저감시킬 수 있도록 한 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템은,

검사평면 상에서 재물대를 이동시킬 수 있도록 구비된 베이스구동모듈;

상기 재물대 상에 위치한 검사 대상 샘플을 관찰할 수 있도록 설치된 현미경카메라;

상기 현미경카메라를 상기 샘플에 대하여 이동시켜 초점을 조절할 수 있도록 구비된 현미경카메라구동모듈;

상기 샘플의 검사를 수행할 검사툴을 구비한 검사장치를 3차원 상으로 이동시킬 수 있도록 구비된 검사장치구동모듈;

상기 현미경카메라에서 촬영된 영상 속의 샘플의 위치 정보를 기반으로 상기 베이스구동모듈과 검사장치구동모듈을 구동하여, 상기 검사툴을 상기 샘플에 접촉시키고, 상기 검사툴과 샘플의 접촉이 확인되면, 상기 검사장치를 작동시키도록 구성된 제어부;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Z축이 상측 방향으로 정렬된 X, Y, Z 직교좌표계를 기준으로,

상기 베이스구동모듈은 상기 재물대를 X축으로 직선 슬라이딩시키는 제1액츄에이터와, Y축으로 직선 슬라이딩시키는 제2액츄에이터를 포함하고;

상기 현미경카메라구동모듈은 상기 현미경카메라를 Z축으로 직선 슬라이딩시키는 제3액츄에이터를 구비하며;

상기 검사장치구동모듈은 상기 검사툴을 X축으로 직선 슬라이딩시키는 제4액츄에이터, Z축으로 직선 슬라이딩시키는 제5액츄에이터, X축을 중심으로 회전시키는 제6액츄에이터, 및 Y-Z평면에 경사진 방향으로 직선 슬라이딩시키는 제7액츄에이터를 구비할 수 있다.

상기 제어부는 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 영상으로부터, 상기 샘플의 위치 정보를 도출하고, 상기 샘플이 현미경카메라의 영상 중심부에 위치하도록 상기 베이스구동모듈을 제어하며, 상기 현미경카메라의 영상 중심부로 이동된 상기 샘플을 다시 촬영하여 상기 샘플의 위치 정보를 갱신하고, 상기 검사툴 선단이 현재의 위치로부터 상기 갱신된 샘플의 위치까지 이동할 이동경로를 생성하며, 상기 검사툴의 선단이 상기 이동경로를 따라 이동되어 상기 샘플에 접촉하도록 상기 검사장치구동모듈을 구동하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 위치되면, 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 영상을 통해, 샘플의 변형 여부에 따라 상기 검사툴이 샘플에 접촉하였는지의 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 위치되면, 상기 검사툴에 전기적 신호를 인가하고, 측정되는 임피던스의 차이에 의해, 상기 검사툴이 샘플에 접촉하였는지의 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 영상을 반복적으로 처리하여, 샘플의 모양 또는 형태를 기반으로 샘플의 움직임을 추적하고, 상기 샘플의 움직임에 따라서, 상기 베이스구동모듈 또는 검사장치구동모듈을 구동하여, 상기 검사툴이 상기 샘플을 추종하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템 제어방법은,

제어부가 현미경카메라에 의해 촬영된 영상으로부터 선정된 샘플의 위치정보를 도출하는 단계;

상기 선정된 샘플이 상기 현미경카메라에 의해 촬영되는 영상의 중심부에 위치하도록, 상기 제어부가 베이스구동모듈을 구동하는 단계;

상기 제어부가 상기 현미경카메라의 영상 중심부로 이동된 상기 샘플을 다시 촬영한 새 영상으로부터 상기 샘플의 위치정보를 갱신하는 단계;

상기 갱신된 위치정보를 이용하여 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하도록, 상기 제어부가 검사장치구동모듈을 구동하는 단계;

상기 제어부가 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지 판단하는 단계;

상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉한 경우, 상기 제어부가 검사장치를 작동시켜 검사를 수행하고 데이터를 확보하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지의 여부를, 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 상기 샘플의 변형 여부에 따라 판단할 수 있다.

상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지의 여부를, 상기 검사툴에 전기적 신호를 인가하고 측정되는 임피던스의 차이에 따라 판단할 수 있다.

상기 제어부는 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 영상을 반복적으로 처리하여, 샘플의 모양 또는 형태를 기반으로 샘플의 움직임을 추적하고, 상기 샘플의 움직임에 따라서, 상기 베이스구동모듈 또는 검사장치구동모듈을 구동하여, 상기 검사툴이 상기 샘플을 추종하도록 할 수 있다.

상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하지 않은 것으로 판단되면, 상기 현미경카메라로 상기 샘플을 다시 촬영한 새 영상으로부터 상기 샘플의 위치정보를 갱신하고, 상기 갱신된 샘플의 위치정보를 이용하여 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하도록 검사장치구동모듈을 구동하며, 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하였지 판단하는 것을 반복적으로 수행할 수 있다.

본 발명은 검사 장치의 사용에 있어 숙련도가 필수적인 기존의 방식과 달리, 영상에서 선택된 검사 대상에 대해 자동적으로 검사툴을 위치시키고, 움직이는 검사 대상을 자동적으로 추적할 수 있도록 함으로써, 시스템의 사용에 필요한 숙련도를 낮추고, 다수의 세포나 미생물 등과 같은 검사 대상에 대한 데이터를 효과적으로 획득할 수 있도록 하며, 획득되는 데이터의 품질이 높고, 데이터의 높은 처리량과 재생산성을 제공할 수 있도록 하면서도, 가격 및 유지비용을 저감시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템의 구성도,
도 2는 도 1의 각 구성을 보다 상세히 예시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템의 실시예를 도시한 도면,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 도 3의 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 7은 현미경카메라로 촬영된 영상으로부터 샘플들을 인식하는 것을 예시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템의 실시예는, 검사평면 상에서 재물대(1)를 이동시킬 수 있도록 구비된 베이스구동모듈(3); 상기 재물대(1) 상에 위치한 검사 대상 샘플을 관찰할 수 있도록 설치된 현미경카메라(5); 상기 현미경카메라(5)를 상기 샘플에 대하여 이동시켜 초점을 조절할 수 있도록 구비된 현미경카메라구동모듈(7); 상기 샘플의 검사를 수행할 검사툴(9)을 구비한 검사장치(11)를 3차원 상으로 이동시킬 수 있도록 구비된 검사장치구동모듈(13); 상기 현미경카메라(5)에서 촬영된 영상 속의 샘플의 위치 정보를 기반으로 상기 베이스구동모듈(3)과 검사장치구동모듈(13)을 구동하여, 상기 검사툴(9)을 상기 샘플에 접촉시키고, 상기 검사툴(9)과 샘플의 접촉이 확인되면, 상기 검사장치(11)를 작동시키도록 구성된 제어부(15)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명의 실시예는 상기 제어부(15)와 상기 베이스구동모듈(3), 현미경카메라구동모듈(7), 검사장치구동모듈(13)로 이루어진 구동부(17), 마이크로 피펫 등과 같은 검사툴(9)을 구비한 검사장치(11), 및 상기 현미경카메라(5)를 포함하는 영상처리부(19)로 구성되고, 상기 제어부(15)는 상기 현미경카메라(5)로 촬영된 영상 속의 샘플의 위치정보를 이용하여, 상기 베이스구동모듈(3)과 검사장치구동모듈(13)을 구동함으로써, 상기 검사툴(9)이 상기 샘플에 자동적으로 접촉되도록 하고, 상기 접촉을 확인한 상태에서, 상기 검사장치(11)를 작동시켜, 원하는 검사를 수행하고 데이터를 확보하도록 하는 것이다.

참고로, 여기서 상기 '샘플'은 검사 대상 세포나 미생물 등을 의미한다.

도 3 내지 5에 예시된 바와 같이, Z축이 상측 방향으로 정렬된 X, Y, Z 직교좌표계를 기준으로, 상기 베이스구동모듈(3)은 상기 재물대(1)를 X축으로 직선 슬라이딩시키는 제1액츄에이터(21)와, Y축으로 직선 슬라이딩시키는 제2액츄에이터(23)를 포함하고; 상기 현미경카메라구동모듈(7)은 상기 현미경카메라(5)를 Z축으로 직선 슬라이딩시키는 제3액츄에이터(25)를 구비하며; 상기 검사장치구동모듈(13)은 상기 검사툴(9)을 X축으로 직선 슬라이딩시키는 제4액츄에이터(27), Z축으로 직선 슬라이딩시키는 제5액츄에이터(29), X축을 중심으로 회전시키는 제6액츄에이터(31), 및 Y-Z평면에 경사진 방향으로 직선 슬라이딩시키는 제7액츄에이터(33)를 구비한 구성이다.

따라서, 상기 베이스구동모듈(3)의 제1액츄에이터(21)와 제2액츄에이터(23)를 구동시키면, 샘플이 올려져 있는 상기 재물대(1)를 X-Y평면상에서 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 현미경카메라구동모듈(7)의 제3액츄에이터(25)를 구동하면, 상기 현미경카메라(5)를 상기 재물대(1)에 수직한 방향으로 이동시키면서, 상기 현미경카메라(5)의 초점을 조절할 수 있다.

따라서, 상기 베이스구동모듈(3)을 구동하여 상기 재물대(1) 위의 샘플이 상기 현미경카메라(5)의 촬영 영상의 중앙부에 위치하도록 하고, 상기 현미경카메라구동모듈(7)을 구동하여 현미경카메라(5)의 초점을 맞추면, 상기 재물대(1) 상에 배치된 샘플의 이미지를 매우 정확하게 촬영할 수 있다.

또한, 상기 검사장치구동모듈(13)의 제4액츄에이터(27), 제5액츄에이터(29) 및 제6액츄에이터(31)를 구동하면, 상기 검사장치(11)의 검사툴(9)을 공간상의 임의의 위치로 이동시키는 것이 가능하다.

여기서, 상기 제4액츄에이터(27)와 제5액츄에이터(29)를 구동하면, X-Z평면상에서 상기 검사툴(9)을 이동시킬 수 있으며, 상기 제6액츄에이터(31)는 상기 검사툴(9)을 X축을 중심으로 회전시킬 수 있어서, 결과적으로 상기 제4, 5, 6액츄에이터의 구동을 조합하면, 상기 검사툴(9)을 3차원 공간상의 임의의 위치로 이동시키는 것이 가능한 것이다.

또한, 상기 검사툴(9)은 실질적으로는 상기 제7액츄에이터(33)에 의해 상기 Y-Z평면에 경사진 방향으로 직선이동될 수 있는데, 이는 상기 검사툴(9)이 상기 현미경카메라(5)의 시야를 방해하지 않으면서, 샘플로 접근하기 용이하게 한다.

여기서, 상기 제1액츄에이터(21), 제2액츄에이터(23), 제3액츄에이터(25), 제4액츄에이터(27), 제5액츄에이터(29) 등과 같이 직선 슬라이딩을 구현하는 액츄에이터는 리니어 모터 스테이지 등으로 구현할 수 있으며, 상기 제6액츄에이터(31)는 회전 모터 스테이지로 구현할 수 있고, 상기 제7액츄에이터(33)는 초정밀 리니어 모터 스테이지로 구성할 수 있어서, 비교적 저렴하게 시스템을 구성할 수 있다.

상기 검사장치(11)는 마이크로 피펫 등과 같은 검사툴(9)과 신호증폭기 등을 포함한 개별적으로 작동이 가능한 검사기기와, 다양한 브랜드의 검사툴(9)을 호환 가능하게 해주는 검사기기 결합파트를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 검사기기의 마이크로 피펫은 전압 클램프로 기능할 수 있도록 전압의 인가가 가능하도록 구성하여, 세포막의 막 전류를 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마이크로 피펫은 패치 클램프 기법으로 세포막 등의 이온통로를 통한 이온 흐름을 연구할 수 있도록 미세 유리관의 형태로 구성될 수 있다.

한편, 상기 영상처리부(19)는 상기 현미경카메라(5) 이외에 렌즈, 조명 등과 같은 장치를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제어부(15)는 상기 현미경카메라(5)에 의해 촬영된 영상으로부터, 상기 샘플의 위치 정보를 도출하고, 상기 샘플이 현미경카메라(5)의 영상 중심부에 위치하도록 상기 베이스구동모듈(3)를 제어하며, 상기 현미경카메라(5)의 영상 중심부로 이동된 상기 샘플을 다시 촬영하여 상기 샘플의 위치 정보를 갱신하고, 상기 검사툴(9) 선단이 현재의 위치로부터 상기 갱신된 샘플의 위치까지 이동할 이동경로를 생성하며, 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 이동경로를 따라 이동되어 상기 샘플에 접촉하도록 상기 검사장치구동모듈(13)을 구동하도록 구성된다.

즉, 상기 제어부(15)는 검사 대상 샘플로 검사장치(11)의 검사툴(9)이 자동적으로 신속하게 이동하여 접촉될 수 있도록 함으로써, 검사자의 숙련도를 크게 요구하지 않으면서도, 샘플에 필요한 검사를 용이하고 신속하며 정확하게 수행할 수 있도록 하는 것이다.

상기 제어부(15)는 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 위치되면, 상기 현미경카메라(5)에 의해 촬영된 영상을 통해, 샘플의 변형 여부에 따라 상기 검사툴(9)이 샘플에 접촉하였는지의 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제어부(15)는 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 위치되면, 상기 검사툴(9)에 전기적 신호를 인가하고, 측정되는 임피던스의 차이에 의해, 상기 검사툴(9)이 샘플에 접촉하였는지의 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.

또는, 제어부(15)가 상기 현미경카메라(5)에 의해 촬영된 영상에서 샘플의 변형 여부를 분석하는 것과 아울러, 상기 검사툴(9)에 전기적 신호를 인가하여 측정되는 임피던스의 차이를 판단하는 것을 병행하여, 상기 검사툴(9)과 샘플의 접촉 여부를 확인하도록 함으로써, 보다 정확한 판단을 하도록 구성할 수도 있을 것이다.

상기 제어부(15)는 상기 현미경카메라(5)에 의해 촬영된 영상을 반복적으로 처리하여, 샘플의 모양 또는 형태를 기반으로 샘플의 움직임을 추적하고, 상기 샘플의 움직임에 따라서, 상기 베이스구동모듈(3) 또는 검사장치구동모듈(13)을 구동하여, 상기 검사툴(9)이 상기 샘플을 추종하도록 구성된다.

즉, 상기 제어부(15)는 상기 현미경카메라(5)로부터 촬영된 영상을 연속적으로 처리하면서, 샘플을 계속적으로 추적하면서, 상기 베이스구동모듈(3) 또는 검사장치구동모듈(13)을 구동하여, 상기 검사툴(9)과 샘플의 접촉 상태를 지속적으로 유지하도록 함으로써, 검사의 품질과 속도를 향상시키고, 신뢰성 있는 검사 데이터를 확보할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 상기 제어부(15)는 상기 샘플의 추적을 보다 신뢰성 있게 하기 위하여, 상기 현미경카메라(5)로부터 촬영된 영상을 빅데이터 기반의 인공지능 기법으로 처리할 수 있다.

또한, 상기 제어부(15)는 상기 베이스구동모듈(3)과 검사장치구동모듈(13)의 제어 시, Sliding Mode Control을 통해, 불규칙적으로 이동하는 세포에 대한 검사툴(9)의 위치를 보다 정밀하게 제어하도록 구성될 수 있다.

참고로, 상기 제어부(15)는 도 2에 예시된 바와 같이, 컴퓨터와, 상기 검사툴(9)의 이동경로를 생성하는 경사 생성 알고리즘, 상기 Sliding Mode Controller, 상기 구동부(17)를 구성하는 각 액츄에이터의 모터를 제어하는 모터 제어 알고리즘, 상기 현미경카메라(5)에서 촬영된 영상을 처리하는 영상 처리 알고리즘, 상기 처리된 영상으로부터 검사 대상 샘플의 위치 정보를 도출하는 위치 정보 도출 알고리즘 등을 포함하여 구성될 수 있을 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템 제어방법의 실시예는, 제어부(15)가 현미경카메라(5)에 의해 촬영된 영상으로부터 선정된 샘플의 위치정보를 도출하는 단계(S10); 상기 선정된 샘플이 상기 현미경카메라(5)에 의해 촬영되는 영상의 중심부에 위치하도록, 상기 제어부(15)가 베이스구동모듈(3)을 구동하는 단계(S20); 상기 제어부(15)가 상기 현미경카메라(5)의 영상 중심부로 이동된 상기 샘플을 다시 촬영한 새 영상으로부터 상기 샘플의 위치정보를 갱신하는 단계(S30); 상기 갱신된 위치정보를 이용하여 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 접촉하도록, 상기 제어부(15)가 검사장치구동모듈(13)을 구동하는 단계(S40); 상기 제어부(15)가 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지 판단하는 단계(S50); 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 접촉한 경우, 상기 제어부(15)가 검사장치(11)를 작동시켜 검사를 수행하고 데이터를 확보하는 단계(S60)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 제어부(15)는 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지의 여부를, 상기 현미경카메라(5)에 의해 촬영된 상기 샘플의 변형 여부에 따라 판단할 수 있다.

또는, 상기 제어부(15)는 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지의 여부를, 상기 검사툴(9)에 전기적 신호를 인가하고 측정되는 임피던스의 차이에 따라 판단하거나, 위 두 방법을 모두 사용할 수 있다.

상기 제어부(15)는 상기 현미경카메라(5)에 의해 촬영된 영상을 반복적으로 처리하여, 샘플의 모양 또는 형태를 기반으로 샘플의 움직임을 추적하고, 상기 샘플의 움직임에 따라서, 상기 베이스구동모듈(3) 또는 검사장치구동모듈(13)을 구동하여, 상기 검사툴(9)이 상기 샘플을 추종하도록 한다.

상기 제어부(15)는 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 접촉하지 않은 것으로 판단되면, 상기 현미경카메라(5)로 상기 샘플을 다시 촬영한 새 영상으로부터 상기 샘플의 위치정보를 갱신하고, 상기 갱신된 샘플의 위치정보를 이용하여 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 접촉하도록 검사장치구동모듈(13)을 구동하며, 상기 검사툴(9)의 선단이 상기 샘플에 접촉하였지 판단하는 것을 반복적으로 수행한다.

또한, 도 6의 본 실시예에서는, 일단 검사툴(9)이 샘플과 접촉한 것이 확인된 이후에도, 샘플의 움직임을 판단하는 단계(S70)를 더 수행하여, 샘플의 움직임이 판단되면, 상기 샘플을 다시 촬영한 새 영상으로부터 상기 샘플의 위치정보를 갱신하는 단계(S30)로 이동하여, 상기 검사장치구동모듈(13)를 구동하는 단계(S40)를 반복적으로 수행함으로써, 상기 검사툴(9)이 지속적으로 샘플과 접촉하도록 한다.

물론, 상기 제어부(15)가 상기 샘플의 움직임에 대해, 상기 검사툴(9)이 지속적으로 샘플과 접촉하도록 하기 위해, 상기와 같이 검사장치구동모듈(13)만 구동하도록 할 수도 있지만, 이와 달리 상기 베이스구동모듈(3)만을 구동하거나, 이들 모두를 구동하여, 상기 검사툴(9)과 샘플의 지속적인 접촉 상태를 추종하도록 할 수도 있을 것이다.

참고로, 도 7은 현미경카메라(5)로 촬영된 영상으로부터 샘플들을 인식하는 것을 예시한 것으로서, 좌측과 같은 현미경카메라(5)의 영상이 제어부(15)에 입력되면, 상기 제어부(15)는 모양 및 형태 인식을 통해, 원으로 표시한 것과 같이, 개별 세포 또는 미생물을 인식하게 되는 것이며, 이와 같은 인식을 지속함으로써, 세포 또는 미생물의 움직임을 추적할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 재물대
3; 베이스구동모듈
5; 현미경카메라
7; 현미경카메라구동모듈
9; 검사툴
11; 검사장치
13; 검사장치구동모듈
15; 제어부
17; 구동부
19; 영상처리부
21; 제1액츄에이터
23; 제2액츄에이터
25; 제3액츄에이터
27; 제4액츄에이터
29; 제5액츄에이터
31; 제6액츄에이터
33; 제7액츄에이터

Claims (11)

1. 검사평면 상에서 재물대를 이동시킬 수 있도록 구비된 베이스구동모듈;
   상기 재물대 상에 위치한 검사 대상 샘플을 관찰할 수 있도록 설치된 현미경카메라;
   상기 현미경카메라를 상기 샘플에 대하여 이동시켜 초점을 조절할 수 있도록 구비된 현미경카메라구동모듈;
   상기 샘플의 검사를 수행할 검사툴을 구비한 검사장치를 3차원 상으로 이동시킬 수 있도록 구비된 검사장치구동모듈;
   상기 현미경카메라에서 촬영된 영상 속의 샘플의 위치 정보를 기반으로 상기 베이스구동모듈과 검사장치구동모듈을 구동하여, 상기 검사툴을 상기 샘플에 접촉시키고, 상기 검사툴과 샘플의 접촉이 확인되면, 상기 검사장치를 작동시키도록 구성된 제어부;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하고
   Z축이 상측 방향으로 정렬된 X, Y, Z 직교좌표계를 기준으로,
   상기 베이스구동모듈은 상기 재물대를 X축으로 직선 슬라이딩시키는 제1액츄에이터와, Y축으로 직선 슬라이딩시키는 제2액츄에이터를 포함하고;
   상기 현미경카메라구동모듈은 상기 현미경카메라를 Z축으로 직선 슬라이딩시키는 제3액츄에이터를 구비하며;
   상기 검사장치구동모듈은 상기 검사툴을 X축으로 직선 슬라이딩시키는 제4액츄에이터, Z축으로 직선 슬라이딩시키는 제5액츄에이터, X축을 중심으로 회전시키는 제6액츄에이터, 및 Y-Z평면에 경사진 방향으로 직선 슬라이딩시키는 제7액츄에이터를 구비한 것
   을 특징으로 하며,
   상기 제어부는 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 영상으로부터, 상기 샘플의 위치 정보를 도출하고, 상기 샘플이 현미경카메라의 영상 중심부에 위치하도록 상기 베이스구동모듈을 제어하며, 상기 현미경카메라의 영상 중심부로 이동된 상기 샘플을 다시 촬영하여 상기 샘플의 위치 정보를 갱신하고, 상기 검사툴 선단이 현재의 위치로부터 상기 갱신된 샘플의 위치까지 이동할 이동경로를 생성하며, 상기 검사툴의 선단이 상기 이동경로를 따라 이동되어 상기 샘플에 접촉하도록 상기 검사장치구동모듈을 구동하도록 구성된 것
   을 특징으로 하고,
   상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 위치되면, 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 영상을 통해, 샘플의 변형 여부에 따라 상기 검사툴이 샘플에 접촉하였는지의 여부를 판단하도록 구성된 것
   을 특징으로 하고,
   상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 위치되면, 상기 검사툴에 전기적 신호를 인가하고, 측정되는 임피던스의 차이에 의해, 상기 검사툴이 샘플에 접촉하였는지의 여부를 판단하도록 구성된 것
   을 특징으로 하며,
   상기 제어부는 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 영상을 반복적으로 처리하여, 샘플의 모양 또는 형태를 기반으로 샘플의 움직임을 추적하고, 상기 샘플의 움직임에 따라서, 상기 베이스구동모듈 또는 검사장치구동모듈을 구동하여, 상기 검사툴이 상기 샘플을 추종하도록 구성된 것
   을 특징으로 하는 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템.
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6. 삭제
7. 제어부가 현미경카메라에 의해 촬영된 영상으로부터 선정된 샘플의 위치정보를 도출하는 단계;
   상기 선정된 샘플이 상기 현미경카메라에 의해 촬영되는 영상의 중심부에 위치하도록, 상기 제어부가 베이스구동모듈을 구동하는 단계;
   상기 제어부가 상기 현미경카메라의 영상 중심부로 이동된 상기 샘플을 다시 촬영한 새 영상으로부터 상기 샘플의 위치정보를 갱신하는 단계;
   상기 갱신된 위치정보를 이용하여 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하도록, 상기 제어부가 검사장치구동모듈을 구동하는 단계;
   상기 제어부가 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지 판단하는 단계;
   상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉한 경우, 상기 제어부가 검사장치를 작동시켜 검사를 수행하고 데이터를 확보하는 단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하고,
   상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지의 여부를, 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 상기 샘플의 변형 여부에 따라 판단하는 것
   을 특징으로 하며,
   상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하였는지의 여부를,
   상기 검사툴에 전기적 신호를 인가하고 측정되는 임피던스의 차이에 따라 판단하는
   것을 특징으로 하고,
   상기 제어부는 상기 현미경카메라에 의해 촬영된 영상을 반복적으로 처리하여, 샘플의 모양 또는 형태를 기반으로 샘플의 움직임을 추적하고, 상기 샘플의 움직임에 따라서, 상기 베이스구동모듈 또는 검사장치구동모듈을 구동하여, 상기 검사툴이 상기 샘플을 추종하도록 하는 것
   을 특징으로 하며,
   상기 제어부는 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하지 않은 것으로 판단되면, 상기 현미경카메라로 상기 샘플을 다시 촬영한 새 영상으로부터 상기 샘플의 위치정보를 갱신하고, 상기 갱신된 샘플의 위치정보를 이용하여 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하도록 검사장치구동모듈을 구동하며, 상기 검사툴의 선단이 상기 샘플에 접촉하였지 판단하는 것을 반복적으로 수행하는 것
   을 특징으로 하는 의약품 및 미생물 검사 자동화 시스템 제어방법.
   
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