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    • 专利摘要:
    本發明揭露一種微小昆蟲自動分類系統，用來分類至少一種微小昆蟲的形態及性別。此分類系統包含培養槽、檢測容器、檢測器、收集裝置以及控制單元。培養槽係與檢測容器連通，使得在培養槽中孵化之微小昆蟲可離開培養槽並進入檢測容器中之檢測區。檢測器係用以檢測位於檢測區中之微小昆蟲的昆蟲特徵，並且控制單元可根據檢測之結果控制收集裝置之切換單元，使其切換收集容器並收集檢測容器中之微小昆蟲。本發明之微小昆蟲自動分類系統可根據檢測出之微小昆蟲的種類或性別特徵自動進行分類，並分別收集至不同的收集容器，以降低人工分類所需之大量人力及時間。
    公开号:TW201313123A
    申请号:TW100135301
    申请日:2011-09-29
    公开日:2013-04-01
    发明作者:rong-shun Chen；Hung-Yin Tsai；Chien-Hung Lin；Hong Hocheng；Wei-Leun Fang；Ann-Shyn Chiang；Yu-Ching Lin；Jhih-Shun Yang；Yu-Cheng Wu；Li-An Chu；Chia-Lin Wu
    申请人:Nat Univ Tsing Hua；
    IPC主号:A01K67-00
    专利说明:
    微小昆蟲自動分類系統
    本發明係關於一種可自動分類微小昆蟲之種類或性別的系統，並且特別地，本發明係關於一種可自動偵測微小昆蟲之特徵並根據偵測結果進行其種類或性別分類之系統。
    遺傳學是研究生物體的遺傳及變異的科學，其屬於生命科學的一個重要分支，許多其他分支，例如，基因工程學，係基於遺傳學對基因之研究所衍生出來的新興科學。由於基因與遺傳蘊藏生物本身的奧秘，可透過微觀的角度觀察並解釋巨觀的生物現象，同時基因遺傳學的發展亦可能解決人類社會自古以來的一些重大問題，例如老化與疾病，因此，各界莫不重視對基因的研究。
    果蠅的基因數量約只有人類的三分之一，然而，控制果蠅發育的基因與人類的控制基因相似，加上果蠅生命週期短、可大量繁殖等適合進行遺傳實驗之優點，使得果蠅在基因研究上扮演重要的角色。以果蠅作為遺傳學研究的材料，利用突變株研究基因和性狀之間的關係已近一百年，至今，各種研究遺傳學的工具已達完善的地步，果蠅提供我們對今日的遺傳學的知識有其不可磨滅的貢獻。
    在果蠅的遺傳基因研究上，基因工程研究者需要收集未交配過之雌果蠅，以保證遺傳實驗操作上不會受到其他雄性基因的汙染導致實驗失敗。欲分辨未交配過之雌果蠅，傳統的方法係以人力將果蠅固定於顯微鏡底下，並透過顯微鏡觀察果蠅之腹部特徵來挑選出未交配過之雌果蠅。但由於果蠅均是一次大量培養，且雌果蠅羽化8小時後即達性成熟，因此這種以人力挑選未交配之雌果蠅的方式必須持續以同樣間隔之時間進行，以避免雌果蠅在培養儲存槽中即進行交配。上述挑選未交配之雌果蠅的作法相當耗費人工，同時以人眼判斷果蠅特徵的方式效率不佳，往往為了精準挑選出未交配之雌果蠅而丟棄掉大量無法確定特徵之果蠅。
    除了果蠅之外，不論是要分辨不同種類的昆蟲或是同種類昆蟲中不同的特徵，同樣都是需要藉助人眼觀察顯微鏡底下之昆蟲再進行判斷，因此也都具有傳統分類方法耗費人力、時間以及效率不佳的問題。
    因此，本發明之一範疇在於提供一種新式的微小昆蟲自動分類系統，以解決先前技術之問題。
    根據一具體實施例，本發明之微小昆蟲自動分類系統係用以分類至少一種微小昆蟲的種類或性別，其包含培養槽、檢測容器、檢測器、收集裝置以及控制單元。培養槽係用於儲存微小昆蟲之卵並孵化微小昆蟲，當微小昆蟲孵化後可自培養槽之第一出口離開培養槽。檢測容器具有檢測區連通第一出口以接收離開培養槽之微小昆蟲。檢測器可檢測在檢測區中的微小昆蟲之特徵，控制器則可根據檢測器所檢測出的結果，控制收集裝置切換收集容器以收集檢測區中之微小昆蟲。
    於本具體實施例中，微小昆蟲自動分類系統可根據檢測器所檢測出之特徵自動進行分類，並且根據分類後的結果將昆蟲自動地收集至不同的收集容器中。據此，可大幅節省傳統方法所需的人力與時間，同時具有良好的分類效率。
    關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
    請參閱圖一，圖一係繪示根據本發明之一具體實施例之微小昆蟲自動分類系統1的示意圖。如圖一所示，微小昆蟲自動分類系統1包含培養槽10、檢測容器12、檢測器14、控制單元16以及收集裝置18。
    培養槽10可用來存放微小昆蟲之卵，以果蠅為例，可將具有同種基因的果蠅卵儲存於培養槽中，並給予適當的環境刺激(如溫度、溼度)促使其孵化為成蟲。培養槽10具有第一開口100，當果蠅羽化為成蟲時，可經過第一開口100離開培養槽10。於另一具體實施例中，培養槽10亦可單純用來存放微小昆蟲之成蟲，並可於其中裝填食物或水以維持昆蟲生命所需。
    培養槽10之第一開口100可連接到檢測容器12。檢測容器12內包含檢測區120，並且檢測區120係與第一開口100連通。當微小昆蟲自第一開口100離開培養槽10後可進入檢測區120，以利於對微小昆蟲進行檢測。於另一具體實施例中，檢測容器12可進一步包含有限制結構連接檢測區120以限制微小昆蟲在檢測區120內的活動，由於活動被限制，可更容易地觀察到微小昆蟲之特徵。此外，限制結構可為物理的限制，例如箝制微小昆蟲；或者是化學的限制，例如以麻醉劑通入檢測區120使微小昆蟲昏迷，本發明對此並不加以限制。更甚者，限制結構也可限制進入檢測區之微小昆蟲數量，避免因為昆蟲數量過多而誤判其特徵。
    當微小昆蟲處於檢測區120時，檢測器14可觀察檢測區120中之狀況以及微小昆蟲的特徵。本具體實施例之檢測器14係一影像檢測器或攝影機，可隨時拍攝檢測區120內之狀況，因此微小昆蟲進入檢測區120時檢測器14可獲得微小昆蟲外觀之影像。在本具體實施例中，檢測器14僅從一個方向拍攝檢測區120內的影像，然而於實務中，檢測器14之數量以及對檢測區120進行檢測之方向可根據使用者或設計者的需求而定，本發明對此並不加以限制。
    此處需要說明的是，檢測器14並不限定用於檢測微小昆蟲之外觀影像，而是根據使用者或設計者需求可檢測其他的特徵。舉例而言，若要分類同種類微小昆蟲之性別，並且該種微小昆蟲的雌雄間會發散不同之氣味，則檢測器可設計用來檢測位於檢測區中之微小昆蟲的氣味。此外，亦可檢測微小昆蟲所發出來的聲音以做為其特徵。
    控制單元16係與檢測器14連接，並可接收檢測器14所檢測到的昆蟲特徵，如微小昆蟲的外觀影像或是氣味、聲音等。控制單元16可為電腦等運算系統，其根據檢測器14所得到的昆蟲特徵對微小昆蟲進行分類的判斷。例如，使用影像分析方法辨識微小昆蟲影像中呈現的外觀特徵，或使用氣味或聲音的分析方法辨識微小昆蟲所發出的氣味或聲音特徵。
    控制單元16辨識並分類位於檢測區120之微小昆蟲後，可將分類結果儲存於其資料儲存元件，並且根據分類結果發出控制信號至收集單元18，以控制收集裝置18收集已分類之微小昆蟲。收集裝置18包含切換單元180與多個收集容器182，切換單元180可同時與各收集容器182連接，用來切換收集容器182使得收集容器182的其中之一與檢測區120連通。
    詳言之，控制單元16根據所獲得的分類結果，可發出控制信號至控制切換單元180，使其切換特定的收集容器182連通檢測區120，以收集位於檢測區120中之微小昆蟲，因此，已分類的微小昆蟲分別被收集到不同的容器中，可避免混淆不同種類或性別的昆蟲。
    舉例而言，若控制單元16根據檢測器14所檢測出的微小昆蟲特徵判斷位於檢測區120中之微小昆蟲屬於A類型，例如，未交配之雌果蠅，則控制切換單元180切換使代表A類型之收集容器182連通檢測區120，以收容此微小昆蟲。另一方面，控制單元16若判斷位於檢測區120中之微小昆蟲屬於B類型，例如，雄果蠅，則控制切換單元180切換使代表B類型之收集容器182連通檢測區120，以收容此微小昆蟲。更甚者，若是控制單元16無法判斷位於檢去區120中之微小昆蟲屬於何種類型，則控制切換單元180切換使代表X類型(亦即，無法確定之類型)之收集容器182連通檢測區120，以收容此微小昆蟲。
    於另一具體實施例中，收集裝置還可包含一吸引器，用以對檢測區提供吸引力，使得檢測區中之微小昆蟲可被吸入連通檢測區之收集容器。其中，吸引器可為空氣壓縮機，用來提供空氣吸力吸引微小昆蟲至收集容器。此外，若檢測容器並未完全限制微小昆蟲之活動，亦可利用微小昆蟲的特性驅使其進入收集容器。另一方面，收集裝置亦可封閉收集容器之開口，防止當檢測器進行檢測時，微小昆蟲直接進入收集容器中而導致分類失敗。
    請再參閱圖一，於本具體實施例中，培養槽10可用來存放微小昆蟲之卵並孵化微小昆蟲，然而，以果蠅為例，未交配之雌果蠅在羽化後8小時即達到性成熟，故必須在其性成熟前驅使其進入檢測區120進行檢測，否則可能會在培養槽10中交配而污染樣本。
    請參閱圖二，圖二係繪示根據本發明之另一具體實施例之微小昆蟲自動分類系統2的示意圖。如圖二所示，本具體實施例與上一具體實施例不同處，在於本具體實施例之微小昆蟲自動分類系統2進一步包含發光模組L，發光模組L朝培養槽20及檢測容器22發出光線做為驅使因素。由於某些微小昆蟲具有趨光性，因此當這些微小昆蟲孵化之後會趨向光源處移動而進入檢測容器22之檢測區220中。本具體實施例之微小昆蟲自動分類系統的其他單元係與上述具體實施例中相對應之單元大體上具有相同功能，故於此不再贅述。
    驅使因素於實務中並不限於上述具體實施例之光源，而是可根據微小昆蟲的生物特性提供不同種類的驅使因素。舉例而言，自動分類系統的驅使裝置可自收集裝置一端提供氣味至培養槽，因此對氣味敏感之微小昆蟲受到氣味引誘而進入檢測容器之檢測區。此外，有些微小昆蟲具有背磁性，故可於培養槽上加上磁場驅趕微小昆蟲使其進入檢測容器之檢測區。更甚者，若微小昆蟲同時具有上述特性，亦可同時提供多種驅使因素以更有效地驅趕微小昆蟲離開培養槽，例如，同時提供光線、氣味、磁場等驅使因素。
    上述具體實施例之驅使裝置以及吸引器同樣也可連接到控制單元並接受控制單元之控制，亦即，微小昆蟲自培養槽中孵化而進入檢測區進行檢測，並根據檢測結果分類到各不同的收集容器之過程皆可直接由控制單元所自動控制。
    綜上所述，本發明之微小昆蟲自動分類系統係透過驅使裝置驅使微小昆蟲進入檢測區，並於檢測區中透過檢測器自動進行檢測，最後根據檢測結果分類且收容到各個不同的收集容器。上述過程均可透過控制單元進行自動控制。相較於傳統人工分類的方法，本發明之微小昆蟲自動分類系統進行自動控制而可節省人力，同時可持續不斷的檢測並分類以達到大量分類的目的。另一方面，透過檢測器檢測特徵之方法，其辨識因，可降低因丟棄大量不確定特徵之微小昆蟲所導致的成本問題。
    藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
    1、2．．．微小昆蟲自動分類系統
    10、20．．．培養槽
    12、22．．．檢測容器
    14、24．．．檢測器
    16、26．．．控制單元
    18、28．．．收集裝置
    100、200．．．第一開口
    120、220．．．檢測區
    180、280．．．切換單元
    182、282．．．收集容器
    L．．．發光模組
    圖一係繪示根據本發明之一具體實施例之微小昆蟲自動分類系統的示意圖。
    圖二係繪示根據本發明之另一具體實施例之微小昆蟲自動分類系統的示意圖。
    1．．．微小昆蟲自動分類系統
    10．．．培養槽
    12．．．檢測容器
    14．．．檢測器
    16．．．控制單元
    18．．．收集裝置
    100．．．第一開口
    120．．．檢測區
    180．．．切換單元
    182．．．收集容器
    L．．．發光模組
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種微小昆蟲自動分類系統，用以分類至少一種微小昆蟲，該微小昆蟲自動分類系統包含：一培養槽，用以存放該至少一種微小昆蟲，該培養槽具有一第一出口供該至少一種微小昆蟲離開該培養槽；一檢測容器，該檢測容器包含一檢測區，該檢測區連通該培養槽之該第一出口，以接收離開該第一出口之該至少一種微小昆蟲；一檢測器，用以檢測該檢測區中該至少一種微小昆蟲之一昆蟲特徵；一收集裝置，包含一切換單元以及複數個收集容器，該切換單元係用以切換該等收集容器，使該等收集容器的其中之一連通該檢測區以收集該檢測容器中之該至少一微小昆蟲；以及一控制單元，連接該檢測器以及該切換單元，該控制單元係根據該檢測器所接收之該昆蟲特徵控制該切換單元切換該等收集容器。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之微小昆蟲自動分類系統，其中該培養槽係用以存放該至少一種微小昆蟲之卵，並用以孵化該至少一種微小昆蟲。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之微小昆蟲自動分類系統，其中該檢測容器具有一限制結構連接該檢測區，該限制結構係用以限制該至少一種微小昆蟲於該檢測區內之活動。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之微小昆蟲自動分類系統，其中該檢測器係一影像檢測器，並且該昆蟲特徵係該至少一種微小昆蟲之外觀影像。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之微小昆蟲自動分類系統，進一步包含一驅使裝置，該驅使裝置提供一驅使因素至該培養槽，以驅使該至少一種微小昆蟲自該第一出口離開該培養槽。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之微小昆蟲自動分類系統，其中該驅使裝置包含發光模組、氣味產生器以及磁場產生器中之至少一者，並且該驅使因素包含光線、氣味以及磁場中之至少一者。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述之微小昆蟲自動分類系統，其中該切換單元進一步包含一吸引器，該吸引器提供一吸引力吸引該檢測區中之該至少一種微小昆蟲至連通於該檢測區之該收集容器中。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述之微小昆蟲自動分類系統，其中該吸引器係一空氣壓縮機，並且該吸引力係一空氣吸力。
    [9] 如申請專利範圍第1項所述之微小昆蟲自動分類系統，其中該控制單元根據該檢測器所接收之該昆蟲特徵分類該至少一種微小昆蟲，並根據該分類結果傳送一控制信號至該切換單元。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之微小昆蟲自動分類系統，其中該等收集容器包含一第一收集容器以及一第二收集容器，該第一收集容器係用以收容被該控制單元分類為同一種類之微小昆蟲，並且該第二收集容器係用以收集無法被該控制單元所分類之微小昆蟲。
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