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CN113847942A - 数字化系统 - Google Patents

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CN113847942A
CN113847942A CN202110560613.0A CN202110560613A CN113847942A CN 113847942 A CN113847942 A CN 113847942A CN 202110560613 A CN202110560613 A CN 202110560613A CN 113847942 A CN113847942 A CN 113847942A
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CN
China
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work
sensor
tool
work tool
work object
Prior art date
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Pending
Application number
CN202110560613.0A
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English (en)
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吉元广行
川原绫太朗
松井辽平
杉井信之
栗原恒弥
佐川浩彦
牛尾奈绪子
田岛雅己
桐田真吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

本发明提供一种数字化系统，能够将精细作业的技能数字化。该系统设置有：第一传感器，其安装在作业工具，检测将作业工具按压了作业对象时的作业工具的变形；第二传感器，其检测在将作业工具按压了作业对象时施加给作业对象的力或施加给作业工具的力；以及计算机，其基于第一传感器取得的传感器值，计算作业工具与作业对象所成的角的角度，并基于第二传感器取得的传感器值，计算在按压了作业工具时施加给作业对象的力。

Description

数字化系统
技术领域
本发明大体涉及数字化。
背景技术
在日本社会，年轻的劳动者正在减少。鉴于该状况，采取了通过机械化来实现人员作业的省人化、作为劳动力有效利用外国人、有效利用老年人、有效利用多样人才等对策。在这样的背景下，在制造业的很多领域，出于对技能教育的有效利用、对自动机械设计的有效利用等目的，将人的作业技能数字化的要求不断提高。
例如，在医药领域，基于技术进行细胞培养(培养技术作业)的培养人员的人员不足成为供给的瓶颈，将培养技术作业的技能数字化的要求不断提高。
针对该要求，考虑如下方法：从利用摄像机拍摄培养技术作业而取入的影像、由测定培养人员的技术的传感器取入的传感器值等数字地提取特征，由此确定细胞正常增殖所需的动作，并反馈给培养人员，由此促使培养人员进行正确的动作。
由于在培养技术作业中要求精细的动作，因此在传感系统中需要以不妨碍培养技术作业的方式构成传感器。
关于这一点，公开了能够装入作业用夹具等的小型且廉价的力检测显示装置(参照专利文献1)。
在专利文献1所记载的力检测显示装置中，能够检测针对作业用夹具的力。但是，为了将精细作业的技能数字化，仅检测针对作业用夹具的力是不足够的。
专利文献1：日本特开平07-280672号公报
发明内容
本发明是考虑以上的点而完成的，其目的在于提出一种能够将精细作业的技能数字化的数字化系统。
为了解决该课题，在本发明中设置有：第一传感器，其安装在作业工具上，检测将所述作业工具按压了作业对象时的所述作业工具的变形；第二传感器，其检测在将所述作业工具按压了所述作业对象时，施加给所述作业对象的力或施加给所述作业工具的力；以及计算机，其基于所述第一传感器取得的传感器值，计算所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度，基于所述第二传感器取得的传感器值，计算在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力。
在上述结构中，通过计算作业工具与作业对象所成的角的角度和按压了作业工具时施加给作业对象的力，例如能够将精细的作业的技能数字化。
根据本发明，能够将精细的作业的技能数字化。
附图说明
图1表示第一实施方式的数字化系统的结构的一例。
图2表示第一实施方式的刮匙的结构的一例。
图3表示第一实施方式的台座的主要结构。
图4是从正上方观察第一实施方式的台座时的图。
图5是从正侧方观察第一实施方式的台座时的图。
图6表示第一实施方式的吸取装置的一例。
图7表示第一实施方式的刮匙的使用方式的一例。
图8表示第一实施方式的刮匙的使用方式的一例。
图9表示第二实施方式的传感器内置手套的一例。
图10表示第三实施方式的传感器部的结构的一例。
图11表示第三实施方式的刮匙的使用方式的一例。
图12表示第三实施方式的悬吊台的一例。
图13表示第三实施方式的磁铁的一例。
图14表示第三实施方式的悬吊台的使用方式的一例。
图15表示第四实施方式的传感器部的结构的一例。
具体实施方式
(1)第一实施方式
以下，对本发明的一个实施方式进行详细说明。在本实施方式中，主要对将精细作业的技能数字化的技术进行说明。但是，本发明并不限于实施方式。
精细的作业是使用作业工具进行的作业。作为精细的作业，可举出使用了器具的产品的调整作业、使用了工具的产品的组装作业、使用了刮匙的培养作业、使用了游戏机用控制器的游戏、使用了球杆的高尔夫游戏等。以下，以使用刮匙进行培养作业的情况为例进行说明。
刮匙用于在细胞培养、组织培养、细菌培养等培养领域，在对培养皿、烧瓶等容器中培养的细胞、组织、细菌等培养物进行回收时，使培养物从容器剥离。以下，以回收在培养皿培养的细胞时，为了从培养皿剥离细胞而使用刮匙的情况为例进行说明。
接着，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，在附图中对相同要素标注相同的附图编号，并适当省略说明。另外，在不区分同种要素进行说明的情况下，使用包含子编号在内的参照符号中的共同部分(除子编号以外的部分)，在区别同种要素进行说明的情况下，使用包含子编号在内的参照符号。例如，在不特别区分传感器来进行说明的情况下，记载为“压力传感器901”，在区别各传感器进行说明的情况下，会记载为“压力传感器901-1”、“压力传感器901-2”。
在图1中，100表示作为整体的第一实施方式的数字化系统。
图1表示数字化系统100的结构的一例。
数字化系统100是把在细胞的培养过程中由作业者使用刮匙110将粘接在培养皿120的细胞从培养皿120表面回收的作业(回收作业)的技能进行数字化的系统。
更具体而言，数字化系统100具备用于回收细胞的刮匙110、安装有用于培养细胞的培养皿120的台座130以及进行各种处理的计算机140。
刮匙110是用于从培养皿120回收粘接在培养皿120的表面上的细胞的作业工具。刮匙110上安装有弯曲传感器111。弯曲传感器111是当弯曲时电阻值增大的电阻器，检测由作业者将刮匙110按压在培养皿120时的刮匙110的弯曲。将弯曲传感器111取得的传感器值通过有线或无线发送到计算机140。
培养皿120(主体)是为了检查、实验等而用于细胞培养的玻璃制的平盘。关于培养皿120，可使用市售的培养皿。关于培养皿120的形状(圆形、椭圆形、四边形等)、大小、材质(玻璃、塑料、不锈钢、特氟隆(注册商标)、耐酸铝等)，可以任意采用。关于培养皿120的盖，省略图示及其说明。
台座130是用于放置培养皿120的台。台座130具备压力传感器131。压力传感器131检测在作业者将培养皿120安装在台座130，并将刮匙110按压在培养皿120时的力，换言之，检测当把刮匙110按压在培养皿120时由于培养皿120按压台座130从而台座130按压台座130的接地面(例如，作业台)的力。将压力传感器131获取的传感器值通过有线或无线发送到计算机140。
计算机140是笔记本电脑、平板终端、服务器装置等。计算机140根据表示由弯曲传感器111取得的传感器值的传感器数据(弯曲数据)来计算(提取)作业时的刮匙110的倾斜(推压角度)并进行存储等。另外，计算机140根据表示由压力传感器131取得的传感器值的传感器数据(压力数据)来计算(提取)刮匙110按压培养皿120的力(按压强度)并进行存储等。
虽然省略了图示，但计算机140具备处理器、主存储装置、辅助存储装置、输入装置、输出装置以及通信装置。
处理器是进行运算处理的装置。处理器例如是CPU(Central Processing Unit中央处理单元)、MPU(Micro Processing Unit微处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit图形处理单元)、AI(Artificial Intelligence人工智能)芯片等。
主存储装置是存储程序、数据等的装置。主存储装置例如是ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等。ROM是SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)、NVRAM(Non Volatile RAM：非易失性随机存取存储器)、掩模ROM(Mask Read Only Memory：掩膜只读存储器)、PROM(Programmable ROM：可编程ROM)等。RAM是DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)等。
辅助存储装置是硬盘驱动器(Hard Disk Drive)、闪存(Flash Memory)、SSD(Solid State Drive固态驱动器)、光学存储装置等。光学存储装置是CD(Compact Disc光盘)、DVD(Digital Versatile Disc数字多功能光盘)等。存储在辅助存储装置中的程序、数据等随时被读入到主存储装置。
输入装置是从用户接受信息的用户接口。输入装置例如是键盘、鼠标、读卡器、触摸面板等。
输出装置是输出各种信息(显示输出、声音输出、打印输出等)的用户界面。输出装置例如是使各种信息可视化的显示装置、声音输出装置(扬声器)、打印装置等。显示装置是LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、图形卡等。
通信装置是经由通信介质与其他装置进行通信的通信接口。通信装置例如是NIC(Network Interface Card，网络接口卡)、无线通信模块、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)模块、串行通信模块等。通信装置也能够作为从可通信连接的其他装置接收信息的输入装置发挥功能。另外，通信装置也能够作为向可通信连接的其他装置发送信息的输出装置发挥功能。
计算机140所具备的各种功能(后述的弯曲通信部221、压力通信部222、处理部223、判定部224、结果存储部225、历史存储部226等)通过由处理器读出并执行在主存储装置中存储的程序来实现，或者由构成计算机140的硬件(FPGA、ASIC、AI芯片等)来实现。
图2表示刮匙110的结构的一例。
如图2所示，刮匙110是T字型结构。更具体而言，刮匙110由柄211和刀片212构成。
柄211是当赋予了外力时产生变形的弹性体。当作业者将刮匙110按压在培养皿120时，柄211不会折断而柔软地弯曲。例如，柄211是塑料的成形品。柄211的材质为ABS树脂、硬质聚氯乙烯树脂、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酯、TPX树脂等，如果具有某种程度的强度，则没有特别指定。
柄211整体的形状为棒状，在柄211上在与作业者握住的把持部213相反侧的前端部214设置有刀片212。
刀片212是与培养皿120的培养面紧密贴合的部位。刀片212由橡胶状弹性材料构成。刀片212的材质为硅橡胶、氟化橡胶等，如果没有细胞毒性，则没有特别指定。
在此，对刮匙110的使用方法进行说明。刮匙110收纳在灭菌袋中，因此作业者从灭菌袋取出刮匙110。之后，作业者一边使刀片212紧贴在培养皿120的培养面上，一边将柄211拉到跟前，反复进行该动作来刮取细胞。刀片212由橡胶状弹性材料制成，柔软，不会对细胞组织造成损伤。作业者如果结束了细胞刮取，则在培养皿120内加入培养基，将刮取到的培养皿120内的细胞洗出到培养皿120之外，结束一系列的回收作业。
另外，在刮匙110上，从柄211的中央附近向刀片212直到前端部214为止安装有弯曲传感器111。在弯曲传感器111上连接有用于传递电信号的信号线215。在信号线215上连接有控制装置216。控制装置216具备通信装置、ADC(Analog to Digital Converter：模拟数字转换器)、电源装置等。控制装置216将模拟的弯曲信号(传感器值)数字化并发送到计算机140。
在计算机140中经由通信网络连接有NTP服务器(Network Time Protocol，网络时间协议)装置217。计算机140从NTP服务器装置217接收当前的时刻信息。
计算机140具备弯曲通信部221、压力通信部222、处理部223、判定部224、结果存储部225以及历史存储部226。
弯曲通信部221与控制装置216进行无线通信。弯曲通信部221接收从弯曲传感器111(控制装置216)发送的弯曲数据。压力通信部222与台座130进行无线通信。压力通信部222接收从台座130发送的压力数据。无线通信的方式(电波)既可以是数字方式(数字电波)，也可以是模拟方式(模拟电波)。
处理部223根据从弯曲通信部221通知的弯曲数据，计算按压角度。结果存储部225将由处理部223计算出的按压角度的数据与当前的时刻关联起来进行存储。另外，关于按压角度的计算方法，使用图7在后面叙述。另外，结果存储部225将从台座130发送的压力数据作为按压强度的数据，与当前的时刻关联起来进行存储。
判定部224根据由处理部223计算出的数据(按压角度的数据以及按压强度的数据)，对作业者的作业内容进行核对。例如，判定部224通过将历史存储部226所存储的表示标准作业的数据与计算出的数据进行比较来核对作业内容。即，判定部224判定作业者正在进行的作业是标准作业，还是脱离了标准作业的作业等作业的正误。另外，标准作业既可以是按照手册进行的作业，也可以是由熟练的作业者进行的作业。
例如，判定部224在尽管对培养皿120(台座130)施加了弱的力而刮匙110非常弯曲时，推定为以接近水平的角度将刮匙110按压在培养皿120。另一方面，判定部224在尽管对培养皿120(台座130)施加了强的力而刮匙110没有弯曲时，推定为以接近垂直的角度将刮匙110按压在培养皿120。
然后，判定部224将推定出的内容(作业)与标准的作业进行比较，例如，在判定为按压角度过于水平的情况下，将表示按压角度过于水平的第一判定结果发送到台座130，在判定为按压角度过于垂直的情况下，将表示按压角度过于垂直的第二判定结果发送到台座130。
上述判定结果中包含表示作业的正误的信息。表示作业的正误的信息是LED的点亮模式、LED的颜色、振动器的振动模式、振动器的振动强弱等通知信息。在数字化系统100中，与判定结果对应地预先准备了通知信息。台座130在接收到判定结果时，通过与判定结果对应的方式进行通知。
此外，判定部224的判定不限于上述的判定。判定部224可以将刮匙110的按压角度与标准的作业中的按压角度进行比较，也可以将刮匙110的按压强度与标准的作业中的按压强度进行比较，也可以将刮匙110的按压时间与标准的作业中的按压时间进行比较，也可以将刮匙110的按压节奏(按压强的时间与按压弱的时间的组合)与标准的作业中的按压节奏进行比较，也可以将它们组合起来进行比较。
计算机140的1个功能可以被划分为多个功能，也可以将多个功能汇总为1个功能。另外，可以将计算机140的功能的一部分设置为其他的功能，也可以包含在其他的功能中。另外，计算机140的功能的一部分也可以通过能够与计算机140通信的其他计算机来实现。
接着，使用图3～图5对台座130进行说明。图3表示台座130的主要结构。
台座130是用于放置培养皿120的台。台座130具备压力传感器131、电池301和通信装置302。压力传感器131、电池301以及通信装置302通过信号线(省略图示)连接。
压力传感器131设置在台座130的底部501，更具体而言，设置在与放置了台座130的作业台(省略图示)相接触的台座130的接触面。压力传感器131测定台座130按压作业台的力。将压力传感器131测定出的传感器值实时地通过通信装置302发送到计算机140。
接着，使用图4及图5对台座130的详细情况进行说明。图4是从正上方观察台座130时的示意图。图5是从正侧面观察台座130时的示意图。
如图4所示，台座130具备橡胶圈401、吸取口402、止回阀403、印刷电路板404、通知部405。
如图5所示，台座130的整体形状为凹形。更具体而言，台座130具备底部501和在底部501的外缘部形成的周壁部502。在周壁部502的凹部放置培养皿120。
橡胶圈401是截面为L字形的环型的机械部件。橡胶圈401是设置在凹部，用于密封通过将培养皿120放置在台座130而形成的空间503中的空气的部件。换言之，空间503是由台座130和培养皿120形成的密闭空间。
吸取口402是吸取空间503内的空气时使用的贯通孔。在吸取口402设置有止回阀403。止回阀403具备以下功能，即容许从吸取口402向空间503的外部流过流体(例如空气)，防止从吸取口402向空间503的内部流过流体。
印刷电路板404包含电池301、通信装置302、惯性传感器、温度传感器、湿度传感器等而构成。惯性传感器是利用惯性进行测定的传感器，测定作业者对培养皿120的回收作业。惯性传感器是加速度传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器等。根据惯性传感器，能够检测对培养皿120(培养物)施加了怎样的运动，能够更高精度地将回收作业的技能数字化。
通知部405基于从计算机140发送的判定结果进行通知。通知部405例如具备LED(Light Emitting Diode：发光二极管)。通知部405根据判定结果点亮LED。关于LED的点亮模式、LED的点亮颜色，与回收作业的正误的结果对应地预先进行了规定。
例如，通知部405在通知了判定结果时，使培养皿120的底面发光，使作业者难以看到所关注的培养物，由此使作业者注意到回收作业的正误。此时，例如通知部405在通知了第一判定结果时，使培养皿120的底面发红光，使作业者注意到按压角度过于水平。另外，例如，通知部405在通知了第二判定结果时，使培养皿120的底面发黄光，使作业者注意到按压角度过于垂直。
在数字化系统100中，构成为使培养皿120的底面为毛玻璃而使一部分发光，从而培养皿120的整个底面发光。也可以构成为以位于培养皿120中央的方式设置通知部405，使培养皿120的中央发光。另外，通知部405也可以构成为在通知了判定结果时，例如使培养皿120的周壁部502发光，从而使作业者注意到回收作业的正误的结果。根据该结构，能够不对培养物带来光的影响地使作业者注意到回收作业的正误。
通过通知部405将刮匙110的按压角度、按压强度等造成的作业错误反馈给作业者，因此作业者能够在该场所修正错误，能够更适当地进行回收作业。
图6表示吸取装置600的一例。
吸取装置600用于使空间503成为真空状态，即由压力比通常的大气压低的气体充满的状态。吸取装置600构成为与台座130的尺寸相匹配，能够在吸取装置600上放置台座130。吸取装置600具备橡胶圈601、小型泵602以及管603。
橡胶圈601是截面为矩形的环型的机械部件，是放置台座130的部件。小型泵602是真空泵。小型泵602与管603连接，管603与吸取口402连接。小型泵602通过管603从空间503吸取空气。
接着，对培养皿120、台座130和吸取装置600的关系进行说明。只将培养皿120嵌入台座130的凹部，会立即脱离，因此作业者使用吸取装置600吸取空间503的空气使其成为真空。即，台座130真空吸附培养皿120。吸取后，作业者从台座130卸下吸取装置600，将台座130放置在作业台上进行回收作业。在回收作业中，培养皿120与台座130不分离而一体化。在回收作业后，作业者在将培养皿120从台座130取下时，提高橡胶圈401的端部，向空间503放入空气。将培养皿120从台座130拆下的方法也可以是通过泵等放入空气的方法等。
使用图7及图8对刮匙110的使用方式进行说明。图7及图8表示刮匙110的使用方式的一例。
如图7所示，向培养皿120的按压强度越弱，或者按压角度越接近90度，则刮匙110的弯曲越小。另外，如图8所示，向培养皿120的按压强度越强，或者按压角度越接近0度，刮匙110的弯曲越大。换言之，在向培养皿120的按压强度为相同强度的情况下，按压角度小的一方的刮匙110好弯曲，在按压角度为相同角度的情况下，向培养皿120的按压强度大的一方的刮匙110好弯曲。
接着，对刮匙110的按压角度的计算方法进行说明。
在图7中，θ表示刮匙110与培养皿120所成的角的角度(按压角度)。F表示刮匙110在培养皿120的垂直方向上施加的力(按压强度)。F’表示培养皿120对刮匙110返还的反作用力。另外，根据作用反作用的法则，F＝F’。
在此，若通过在非弯曲部分在与刮匙110的水平面正交的方向上施加的力X的函数f(X)来表示刮匙110的弯曲量M，则弯曲量M＝f(Fcosθ)。根据上述式子，计算刮匙110与培养皿120所成的角θ的式子如下。
θ＝cos-1(f-1(M)/F)
另外，F根据刮匙110来自培养皿120的或者向作业者的身体施加的反作用力F’来测量。另外，能够根据由弯曲传感器111取得的传感器值计算M。因此，能够根据上述的式子计算θ。另外，一般而言，施加的力越大则越好弯曲，因此f(X)成为X的单调增加函数。
根据本实施方式，能够将培养作业的技能数字化。更具体而言，能够将摄像机难以提取的作业者的回收作业的技能数字化。例如，通过测定摄像机拍不到的手边的按压角度和难以从摄像机推定的按压强度，能够将作业者的回收作业的技能数字化。另外，例如，通过以数字化的数据为基础，实时地向作业者进行反馈，能够提高回收作业的效率。另外，例如，通过累积数字化的数据，能够回顾回收作业等，能够用于教育。
(2)第二实施方式
本实施方式的测定刮匙110的按压强度的结构与第一实施方式不同。在本实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构，使用相同的附图标记适当地省略其说明。
在本实施方式中，代替压力传感器131，通过作业人员戴在身上的传感器内置手套900来进行刮匙110的按压强度的测定。通过作业者进行回收作业，传感器内置手套900对刮匙110的按压强度进行感测。
将传感器内置手套900取得的传感器值发送到计算机140，进行回收作业的正误的判定，并将判定结果返回传感器内置手套900。传感器内置手套900输出判定结果，将基于刮匙110的按压角度、按压强度等的作业错误反馈给作业者，作业者能够在该场所修正错误，能够更适当地进行回收作业。
图9表示内置传感器内置手套900的一例。
传感器内置手套900具备：压力传感器901-1，其安装在拇指的位置；压力传感器901-2，其安装在食指的位置；压力传感器901-3，其安装在中指的位置；以及信息处理装置902，其安装在手腕的位置。压力传感器901感测用手指抓住或捏住物体的力。在信息处理装置902中内置有麦克风、通信装置、振动器等，信息处理装置902将传感器值(压力数据)发送到计算机140。
在作业者佩戴传感器内置手套900并握住刮匙110时，拇指、食指、中指的压力数据一起上升。另外，从麦克风同时检测回收作业的特征音。当回收作业结束时，拇指、食指、中指的压力数据一起下降，同时用麦克风取得的特征音也消失。
此时，计算机140的判定部224例如在某个时刻3种压力数据同时变高，且从麦克风检测到特征音时，确定回收作业开始，在经过一定时间后，检测到高的压力数据与特征音一起消失时，确定回收作业结束。在麦克风声音中，例如可以使用声音的特定频率下的强度等来进行特征音的检测。
另外，判定部224将刮匙110的按压角度、刮匙110的按压强度(用手指握持刮匙110的强度)、刮匙110的按压时间、刮匙110的按压节奏、回收作业中的声音中混杂的异常声音等与表示标准作业的数据进行比较，判定回收作业的正误。
信息处理装置902具备振动器来作为通知计算机140的判定结果的通知部。信息处理装置902根据判定的结果通过振动器产生振动。
另外，传感器内置手套900可以是戴在指尖上的帽状，也可以是覆盖手掌及手背的形状。
在制造业的组装工序中，在组装产品的场所等，有时无法在按压作业工具的作业对象上安装压力传感器。即使在这样的情况下，根据本实施方式，由于在身体侧安装压力传感器，因此能够测量作业工具的按压强度。
(3)第三实施方式
在本实施方式中，自由拆装地对刮匙固定弯曲传感器的结构与第一实施方式不同。在本实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构，使用相同的附图标记并适当省略其说明。
如图10～图12所示，数字化系统100具备：刮匙1010；对于刮匙1010可拆装的传感器部1020；用于悬吊传感器部1020的悬吊台1200。
图10表示传感器部1020的结构的一例。
刮匙1010具备：把持部1011，其是作业者握住的部位；安装部1012，其用于安装传感器部1020；以及刀片1013，其用于贴合在培养皿120上来刮取培养皿120上的细胞。刮匙1010不限于上述结构，可以使用市售的任意的刮匙。
传感器部1020具备弯曲传感器1021、薄膜1022、信号线1023和磁铁1024。
在弯曲传感器1021设置有比弯曲传感器1021大一圈的带有圆角的薄膜1022(粘接薄膜、粘合薄膜等)。薄膜1022的内侧具有粘接力，薄膜1022粘贴在截面为圆形的安装部1012。
图11表示在刮匙1010安装了传感器部1020的方式的一例。
在将传感器部1020的薄膜1022安装在安装部1012时，因为没有覆盖把持部1011，所以在作业者握住刮匙1010时，弯曲传感器1021和薄膜1022不会成为妨碍。
另外，作业者能够从刮匙1010卸下传感器部1020，因此能够容易更换刮匙1010以及传感器部1020，能够保持回收作业的清洁度。
图12表示悬吊台1200的一例。
悬吊台1200具备基座部1201、竖立设置在基座部1201的支柱部件1202、信号线1203和磁铁1204。
支柱部件1202从基座部1201的中央部立起，支柱部件1202的端部形成弯曲并沿水平方向延伸的臂部。在信号线1203的一端连接了控制装置216，信号线1203经由支柱部件1202从靠近臂部前端的下表面侧向下方垂下，在信号线1203的另一端安装了磁铁1204。
基座部1201以及支柱部件1202的材质是陶器、金属、塑料、木材等，只要是具有适度的强度和重量的材料，没有特别指定。
图13表示磁铁1024、1204的一例。
磁铁1024具有凸部1025。磁铁1204具有凹部1301。磁铁1024和磁铁1204成为凸部1025嵌入凹部1301而贴合的构造。
根据上述结构，在回收作业中，能够避免磁铁1024与磁铁1204因横向偏离而脱落的情况。另外，根据上述结构，作业者通过垂直地拉拽刮匙1010，能够从悬吊台1200卸下传感器部1020，因此能够容易地更换刮匙1010以及传感器部1020，能够保持回收作业的清洁度。
换言之，信号线1203也可以收纳在线缆1302内。
磁铁1024也可以是被磁铁1204吸引的铁等铁磁性体。另外，磁铁1024也可以不具备凸部1025。在该情况下，传感器部1020可以不是从悬吊台1200而是从铁制的梁、铁制的顶棚等悬吊。
图14表示悬吊台1200的使用方式的一例。
悬吊台1200放置在作业台(省略图示)等来使用。此时，将磁铁1024安装在磁铁1204上，由此粘贴了传感器部1020的刮匙1010被悬吊。作业者在刮匙1010与悬吊台1200连接的状态下进行回收作业，由于信号线1203具有伸缩性，因此不会损害回收作业的操作性。另外，在回收作业后，刮匙1010以及传感器部1020在因重力而垂下的状态下稳定地保持。
在本实施方式中，传感器部1020对于刮匙1010能够拆装。因此，作业者能够从刮匙1010卸下传感器部1020，因此能够容易地更换刮匙1010以及传感器部1020，能够保持回收作业的清洁度。
(4)第四实施方式
在本实施方式中，将弯曲传感器安装在刮匙的结构与第三实施方式不同。在本实施方式中，对于与第一实施方式以及第三实施方式相同的结构，使用相同的附图标记并适当地省略其说明。
图15表示传感器部1500的结构的一例。
传感器部1500具备弯曲传感器1021、信号线1023、磁铁1024、薄膜1501、以及用于将弯曲传感器1021安装在刮匙1010的1个以上的钩1502。
在弯曲传感器1021设置有比弯曲传感器1021大一圈的带有圆角的薄膜1501。在薄膜1022的内侧设置有钩1502，薄膜1022被安装在安装部1012。另外，钩1502的数量没有特别指定。另外，钩1502的位置也没有特别指定。
在本实施方式中，传感器部1500能够相对于刮匙1010装卸。因此，作业者能够从刮匙1010卸下传感器部1500，因此能够容易地更换刮匙1010以及传感器部1500，能够保持回收作业的清洁度。
(5)附注
在所述的实施方式中，例如包含以下那样的内容。
在上述实施方式中，对将本发明应用于数字化系统的情况进行了叙述，但本发明不限于此，能够广泛地应用于该其他各种系统、装置、方法、程序。另外，本发明不限于培养，也能够广泛应用于制造、游戏、体育等。
另外，在上述实施方式中，对刀片的宽度比柄211的粗细(直径)长的结构(T字型结构)进行了说明，但本发明不限于此，也可以是柄211的粗细与刀片的宽度相同的结构，也可以是刀片的宽度比柄211的粗细短的结构。
另外，在上述实施方式中，对刀片212为固定式的情况进行了叙述，但本发明不限于此，刀片212也可以是可动式。
另外，在上述实施方式中，对刮匙110为棒状的情况进行了说明，但本发明不限于此，刮匙110的前端部214也可以弯曲。
另外，在上述实施方式中，可以在刮匙110的把持部213设置凹凸等防滑，以便容易施加力，容易握持。
另外，在上述实施方式中，对在台座130设置通知部405的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以在刮匙110的前端部214设置通知部405。
另外，在上述实施方式中，对于作为检测刮匙110的变形的传感器使用弯曲传感器111的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以代替弯曲传感器111而使用检测刮匙110的扭转的传感器，也可以使用检测刮匙110的伸缩的传感器。
另外，在上述实施方式中，对在台座130使用压力传感器131的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以使用重力传感器代替压力传感器131。
另外，在上述实施方式中，对使用弯曲传感器111及压力传感器131将回收作业的技能数字化的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以使用惯性传感器来代替弯曲传感器111及压力传感器131的双方或一方。
另外，在上述实施方式中，数字化系统100也可以具备用于拍摄回收作业的摄像机。在该情况下，也可以将摄像机的影像、按压角度、按压强度关联起来进行存储。由此，能够更适当地数字化回收作业的技能。
另外，在上述实施方式中，判定部224也可以使用用于判定作业的正误的判定模型来进行判定。判定模型对于带有作业标签的传感器数据(人进行判断指定回收作业的时间粘贴了标签的传感器数据)，找出添加了时间序列的作业的特征。例如，系统管理者使用计算机140从传感器数据中找到特征性的时间序列模式并自动地进行分类。接着，将分类后的结果作为特征量，使用作业标签生成判定模型。
此外，计算机140也可以具备使用弯曲传感器111以及压力传感器131来记录回收作业的功能、显示并裁剪所记录的传感器数据的功能、自动生成判定模型的功能。在该情况下，在计算机140，首先由作业者进行预定的作业内容的作业，系统管理者操作应用程序上的记录按钮，取得并记录从回收作业开始前到结束后为止的一定时间的传感器数据。接着，系统管理者一边在应用程序上观察传感器数据的特征，一边仅指定回收作业的范围来进行裁剪。此时，系统管理者登记所指定的回收作业是正确的动作(OK)还是错误的动作(NG)。如果在生成了1个以上的该裁剪数据后按下应用程序上的学习按钮，则自动生成判定模型。
另外，在上述说明中，实现各功能的程序、表、文件等信息能够放置在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)等存储装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
上述实施方式例如具有以下的特征性的结构。
数字化系统(数字化系统100)具备：第一传感器(弯曲传感器、应变仪等)，其安装在作业工具(器具、工具、刮匙等)上，检测将所述作业工具按压了作业对象(例如产品、部件、培养皿等容器)时的所述作业工具的变形(弯曲、伸缩、扭转、变形)；第二传感器(压力传感器、重力传感器等)，其在将所述作业工具按压了所述作业对象时，检测施加给所述作业对象的力或施加给所述作业工具的力；以及计算机(例如计算机140)，其基于所述第一传感器取得的传感器值来计算所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度(例如，刮匙110与培养皿120所成的角θ)，基于所述第二传感器取得的传感器值来计算在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力(例如，刮匙110在培养皿120的垂直方向上施加的力F)。
在上述结构中，计算作业工具与作业对象所成的角的角度和在按压了作业工具时施加给作业对象的力，由此例如能够将精细的作业的技能数字化。
上述数字化系统具备能够放置所述作业对象的台座(例如台座130)，在所述台座的底部设有所述第二传感器，所述第二传感器检测所述台座按压放置了所述台座的作业台的力来作为施加给所述作业对象的力。
在上述结构中，由于将第二传感器设置在台座，检测从台座施加给作业台的力，因此能够间接地计算在按压了作业工具时施加给作业对象的力。
所述台座具备能够装卸所述作业对象的凹部(例如凹部)(例如，参照图5)。
在上述结构中，作业对象能够装卸，因此在台座被污染的情况、台座损坏的情况下等，能够容易地更换台座。例如，在不允许混入微小的异物等由台座产生污染的作业环境中，能够保持作业环境的清洁度。
所述台座具备对所述作业对象进行抽真空的机构(例如橡胶圈401、吸取口402和止回阀403)。
在上述结构中，通过抽真空将作业对象固定在台座，因此在将作业工具按压作业对象时，能够避免作业对象从台座脱离的事态。
所述计算机(例如，判定部224)将所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度以及在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力与表示标准作业的数据进行比较，判定将所述作业工具按压所述作业对象的作业的正误，所述台座具有通知所述计算机的判定结果的通知部(例如通知部405)。
在上述结构中，由于判定并通知作业的正误，因此，例如作业者能够纠正作业，能够高效地进行作业。该通知在放置了作业者所关注的作业对象的台座进行，因此能够使作业者容易注意到判定的结果。
所述数字化系统具备能够佩戴在作业者手上的佩戴物(例如传感器内置手套900)，在所述佩戴物设有所述第二传感器，在使用所述作业工具进行了作业时所述第二传感器检测对所述作业者的手(例如拇指、食指、中指)施加的力来作为施加给所述作业工具的力。
在上述结构中，例如，即使在未设置具备第二传感器的台座的作业环境中，也能够计算在按压了作业工具时施加给作业对象的力。
所述计算机(例如判定部224)将所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度以及在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力与表示标准作业的数据进行比较，判定将所述作业工具按压所述作业对象的作业的正误，所述佩戴物具有通知所述计算机的判定结果的通知部(例如振动器)。
在上述结构中，由于判定并通知作业的正误，因此例如作业者能够纠正作业，能够高效地进行作业。该通知在作业者佩戴的佩戴物进行，因此能够使作业者容易地注意到判定的结果。
所述作业工具是棒状的工具，在作业者的作业中，所述作业工具的一端部被所述作业者握住，所述作业工具的另一端部与所述作业对象接触(例如，参照图7、图8)。
在上述结构中，作业工具的一端部被作业者握住，作业工具的另一端部与作业对象接触而进行作业，因此能够高效地得到作业工具的变形。
所述作业工具是刮匙(例如，刮匙110、刮匙1010)，所述作业对象是培养皿(例如培养皿120)。
根据上述结构，计算刮匙与培养皿所成的角的角度和在按压了刮匙时施加给培养皿的力，因此例如能够将培养领域中的回收作业的技能数字化。
在所述第一传感器上设置有具有粘接力的薄膜(例如薄膜1022、粘接薄膜、粘贴薄膜)(例如，参照图10)使得能够在所述作业工具上进行装卸。在所述第一传感器上设置有钩(例如钩1502)(例如，参照图15)使得能够在所述作业工具上进行装卸。
在上述结构中，由于第一传感器能够装卸，因此在第一传感器被污染的情况、第一传感器损坏的情况下等，能够容易地更换第一传感器。例如，在不允许混入微小的异物等由第一传感器产生的污染的作业环境中，能够保持作业环境的清洁度。
所述数字化系统具备用于悬吊所述第一传感器的悬吊台(例如悬吊台1200)，在连接了所述第一传感器的信号线(例如信号线1023)的另一端设置有磁铁(例如磁铁1024)，在所述悬吊台的悬吊部(例如臂部)设置有连接了用于与所述计算机通信的信号线(例如信号线1203)的磁铁(例如磁铁1204)。
在上述结构中，通过磁铁悬吊第一传感器，因此能够保管第一传感器、安装了第一传感器的作业工具，并且能够容易地装卸它们。
台座(例如台座130)具备：底部(例如，底部501)；周壁部(例如周壁部502)，其形成在所述底部的外缘部，具有能够装卸作业对象的凹部；传感器(例如压力传感器131、重力传感器)，其设置在所述底部，检测所述底部按压与所述底部接触的作业台的力，来作为在将作业工具按压了安装在所述凹部的作业对象时施加给所述作业对象的力；以及通信装置(例如，通信装置、印刷电路板404)，其将所述传感器取得的传感器值发送到基于所述传感器值计算在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力的计算机(例如，计算机140)。
弯曲传感器(例如，弯曲传感器1021)具备能够向作业工具装卸的机构(例如具有粘接力的薄膜1022、钩1502)以及电阻器，在将所述作业工具按压了作业对象时的所述作业工具的弯曲越大该电阻器的电阻值越增大。
在连接有所述弯曲传感器的信号线(例如信号线1023)的另一端设置有磁铁(例如，磁铁1024)，在用于悬吊所述弯曲传感器的悬吊台(例如，悬吊台1200)，在所述悬吊台的悬吊部(例如臂部)设置有连接了用于与计算机通信的信号线(例如信号线1203)的磁铁(例如磁铁1204)，该计算机基于所述弯曲传感器取得的传感器值计算所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度。
另外，关于上述结构，在不超过本发明的主旨的范围内，可以适当地进行变更、替换、组合或省略。
附图标记的说明
100数字化系统。

Claims (15)

1.一种数字化系统，其特征在于，具备：
第一传感器，其安装在作业工具上，检测将所述作业工具按压了作业对象时的所述作业工具的变形；
第二传感器，其检测在将所述作业工具按压了所述作业对象时施加给所述作业对象的力或施加给所述作业工具的力；以及
计算机，其基于所述第一传感器取得的传感器值，计算所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度，并基于所述第二传感器取得的传感器值，计算在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力。
2.根据权利要求1所述的数字化系统，其特征在于，
所述数字化系统具备能够放置所述作业对象的台座，
在所述台座的底部设有所述第二传感器，
所述第二传感器检测所述台座按压放置了所述台座的作业台的力来作为施加给所述作业对象的力。
3.根据权利要求2所述的数字化系统，其特征在于，
所述台座具备能够装卸所述作业对象的凹部。
4.根据权利要求2所述的数字化系统，其特征在于，
所述台座具备对所述作业对象抽真空的机构。
5.根据权利要求2所述的数字化系统，其特征在于，
所述计算机将所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度以及在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力与表示标准作业的数据进行比较，判定将所述作业工具按压所述作业对象的作业的正误，
所述台座具有通知所述计算机的判定结果的通知部。
6.根据权利要求1所述的数字化系统，其特征在于，
所述数字化系统具备能够佩戴在作业者手上的佩戴物，
在所述佩戴物设有所述第二传感器，
在使用所述作业工具进行了作业时，所述第二传感器检测对所述作业者的手施加的力来作为施加给所述作业工具的力。
7.根据权利要求6所述的数字化系统，其特征在于，
所述计算机将所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度以及在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力与表示标准作业的数据进行比较，判定将所述作业工具按压所述作业对象的作业的正误，
所述佩戴物具有通知所述计算机的判定结果的通知部。
8.根据权利要求1所述的数字化系统，其特征在于，
所述作业工具是棒状的工具，
在作业者的作业中，所述作业工具的一端部被所述作业者握住，所述作业工具的另一端部与所述作业对象接触。
9.根据权利要求1所述的数字化系统，其特征在于，
所述作业工具是刮匙，
所述作业对象是培养皿。
10.根据权利要求1所述的数字化系统，其特征在于，
在所述第一传感器上设有具有粘接力的薄膜使得能够在所述作业工具上装卸所述第一传感器。
11.根据权利要求1所述的数字化系统，其特征在于，
在所述第一传感器上设有钩使得能够在所述作业工具上装卸所述第一传感器。
12.根据权利要求1所述的数字化系统，其特征在于，
所述数字化系统具备用于悬吊所述第一传感器的悬吊台，
在连接了所述第一传感器的信号线的另一端设有磁铁，
在所述悬吊台的悬吊部设有连接了用于与所述计算机通信的信号线的磁铁。
13.一种台座，其特征在于，具备：
底部；
周壁部，其形成在所述底部的外缘部，具有能够装卸作业对象的凹部；
传感器，其设置在所述底部，检测所述底部按压与所述底部接触的作业台的力，来作为在将作业工具按压了安装在所述凹部的作业对象时施加给所述作业对象的力；以及
通信装置，其将所述传感器取得的传感器值发送到基于所述传感器值计算在按压了所述作业工具时施加给所述作业对象的力的计算机。
14.一种弯曲传感器，其特征在于，具备：
能够向作业工具装卸的机构；以及
电阻器，在将所述作业工具按压了作业对象时的所述作业工具的弯曲越大该电阻器的电阻值越增大。
15.一种悬吊台，其用于悬吊权利要求14所述的弯曲传感器，其特征在于，
在连接了所述弯曲传感器的信号线的另一端设有磁铁，
在所述悬吊台的悬吊部设有连接了用于与计算机通信的信号线的磁铁，该计算机基于所述弯曲传感器取得的传感器值计算所述作业工具与所述作业对象所成的角的角度。
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