[发明专利]用于实验室设备的自动排程器

说明书

技术领域

本发明涉及用于为自动化实验室设备提供操作程序的方法和系统。

背景技术

在当今的实验室环境中，可以部署用于执行各种任务的自动化实验室设备。自动化实验室设备可以接收样品和命令。这些命令描述了在每个样本上执行哪些规程。可能会发生并行处理多个样本，例如用以增加处理量或缩短获取结果的时间。为了执行规程，会需要多个资源，诸如仪器资源(例如，样品架和反应容器的运输系统，带有移液管以转移和配量样品和/或试剂液体的机械臂，流体混合器，培育器位置，光电检测器位置等)，和消耗性资源(例如，试剂，一次性流体载体，诸如试管、反应容器、多孔板，或者样品流体和试剂的其它流体载体，一次性移液管吸头，等等)。使用这些资源处理命令的顺序称为过程。由于多个过程(每个过程处理一个规程)完全或部分地并行运行，并且共享一些资源，所以实验室设备的资源活动模式可能相当复杂。这种复杂性可能因苛刻的配时窗口(例如为了在分析仪中进行化学反应)以及因避免例如结转而定义的规则或所请求命令的优先级而变得更大。因此，开发和运行自动化实验室设备的操作程序非常具有挑战性。

发明内容

在第一总的方面，一种用于提供自动化实验室设备的操作程序的由计算机实现的方法，包括：接收至少一个命令，每个命令要求在所述自动化实验室设备上执行一个以上规程；使用所述自动化实验室设备的一个以上资源描述、所述自动化实验室设备的一个以上规程描述、目标函数以及所述至少一个命令，生成一个以上优化问题实例，所述一个以上资源描述描述存在于所述自动化实验室设备中的资源以及所述资源的性能和约束，每个规程描述描述所述自动化实验室设备能够执行的规程，每个规程描述包括由所述自动化实验室设备执行的一个以上规程步骤的定义，每个规程描述包括在所述实验室设备上执行所述规程步骤时要遵守的一个以上约束，所述目标函数定义所述自动化实验室设备的操作程序的优化目标，所述方法进一步包括：将所述一个以上优化问题实例作为输入提供到约束优化解算器；所述约束优化解算器处理所述一个以上优化问题实例，生成在所述自动化实验室设备上执行所述至少一个命令的操作程序。

在第二总的方面，实验室网络包括自动化实验室设备和被构造成执行第一总的方面的步骤的计算机系统。

第一和第二总的方面的主题的具体实施例能够实施，以实现以下优点中的一个以上优点。

首先，在某些例子中，本发明的技术能够允许快速且灵活地生成用于自动化实验室设备的操作程序。

例如，通过使用对自动化实验室设备建模的优化问题实例和(可能是通用的)约束优化解算器，可以在没有或几乎没有关于要生成的程序结构的现有知识(即，排定问题的解)的情况下生成所述程序。

在一些现有技术的排程器中，使用预定的操作模板(例如限定何时可以执行特定操作的模板)。这些规程定义为使得它们可以安装到预定的模板中。在运行时间(例如，在一个以上命令到达时)，所述程序将执行命令所需的相应规程安装到预定模板中。这些排程器的程序质量可能强烈依赖于预定模板。此外，不可以直接地修改排程器，以例如包括新的规程，在不同的自动化实验室设备上操作，或者改变自动化实验室设备的参数(例如，移液时间或者培育持续时间)。这样的过程可能要求有经验的用户参与，他们对于相应的自动化实验室设备或者用以制备新模板的大量试错工作有深入了解。

在一些示例中，本发明的技术可以改善或甚至克服这些问题。资源和规程描述可以以相对直截了当的方式进行修改，而适应于不同的实验室设备、自动化实验室设备的改变的设计，或者改变的规程。可以不需要提供有关排定过程潜在解的信息。另外，约束优化解算器可以在发生上述变化之一发生之后重新运行，而不需要(大量)修改解算器。

例如，解算器的第一次运行(或多次运行)可以生成经过优化以产生高处理量的程序。在后面时间点，高优先级的命令可能会到达实验室。在这种情况下，可以触发约束优化解算器的重新运行，使程序适应这种新情况。更新后的程序可以尽快处理高优先级的样品。

如在该示例中一样，在一些示例中，本发明的技术可以允许适应多种其他情况。优化问题实例生成过程的基础结构可以保持(基本上)不变。此外，设计者可以在不考虑优化过程的解的结构的情况下，改变或补充资源描述、规程描述和目标函数。

以相同的方式，可以考虑多个装置或包含多个自动化装置的实验室环境。当像现有技术的排程器中针对排定过程使用预定模板时，可能就不是这种情况了。下面将讨论本发明技术的灵活性如何允许实验室设备改进操作的其它示例。