NEWS CENTER
新聞資訊
|
南京林業大學智慧實驗室一、學校實驗室控制系統——應用背景 一、智慧實驗室發展背景 國內實驗室數字化、自動化發展較晚，但發展速度快，早期通過大力購買儀器、招募團隊等方式擴張科研力量。隨著創新藥企、檢驗檢測等機構的不斷涌現，實驗室基礎建設的逐漸完善，國內實驗室開始向數字化、智能化迭代升級，逐漸從野蠻生長向精耕細作進化，從勞動密集型向腦力密集型轉變。 隨著實驗規模擴大，實驗室諸多阻礙越來越明顯。如實驗室管理合規風險、實驗室人員工作穩定性和發展路徑不明、數據非標準化管理和處理，以及大量人力重復性勞動帶來的流程不可控、效率低等問題。 同時，受外部大環境影響，不同的行業根據自身發展狀況會應需而變。如醫療行業，如何增加研發效率是很重要的問題，利潤縮減催生醫療行業自動化、數字化需求。智慧實驗室一定程度上可以提高研發效率，大量生物公司的競爭也使降本增效成為必然趨勢。 二、智慧實驗室特點 智慧實驗室建設的主要目的是推動實驗室檢測高效率、高效益、高質量發展。在發展建設過程中，綜合利用傳感技術、控制技術以及互聯網技術、大數據技術、人工智能技術、自動控制技術、機器人技術等先進技術和網絡及計算機開發工具，構建在一定程度上能夠感知實驗室人員心理、語言或行為訴求并自動實現這些訴求的現代化實驗室。 智慧實驗室應當具備以下特點： 1、自動感知能力 智慧實驗室能夠將實驗室人員、設備、樣件、環境等要素信息化，并能感知人員、設備、樣件、環境等的狀態。例如：通過裝配溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器等測量環境信息，通過射頻識別技術（RFID）或二維碼識別器感知設備及樣件狀態，通過高清識別器感知人員面部狀態等。 2、信息收集分析能力 智慧實驗室能夠收集、存儲感知系統收集的各類數據，并借助一定算法將數據轉化為實驗室人員的心理、語言或行為訴求。例如：收集實驗室不同種類儀器設備的使用次數和開機時間，通過對設備使用次數和開機時間的統計，進行儀器設備的合理化配置。 3、自動實現訴求能力 智慧實驗室能夠將代表實驗室人員訴求的信息轉變成控制信息，并通過控制系統（如步進電機、繼電器、機器手、顯示器等）自動實現實驗室人員的訴求，進而逐步優化對人員、設備、樣件、環境等要素的管理。 三、智慧實驗室建設方向 1、完善建設標準和評價體系 智慧實驗室功能需求千差萬別，但一般都是由管理系統、感知系統、信息傳輸系統、信息處理系統、執行系統的全部或部分組成，如果沒有統一的標準，很難實現各系統之間、不同實驗室之間的適配性，特別是涉及傳感器接口、數據存儲等多領域協作的部分。 因此，必須加快制定智慧實驗室建設標準，明確智慧實驗室的內涵、基本功能和基本框架，明確數據格式、智能設備及傳感器接口標準，建立科學的智慧實驗室評價體系，即實驗室智慧程度的評價標準，有助于加速推進智慧實驗室的產品開發和推廣普及。 2、加快關鍵智能傳感器研發 智能傳感器是獲取實驗室數據的基礎，是實現實驗室運行由人員管理轉向信息化智慧管理的關鍵技術。隨著新一代信息技術的發展，新一代傳感器應具有零功耗、無線按需連接、多維信息集成、網絡協議與集成化、適應多種特殊環境等特征。 我國目前使用的先進傳感器大部分依賴進口，傳感器領域的技術水平已與歐美等國家形成差距，成為“卡脖子”技術難題。推進傳感器等關鍵領域基礎理論、基礎算法、裝備材料等研發突破與迭代應用已被寫入“十四五”規劃綱要，為加快傳感器核心技術研究和產業應用提供有力保障。 3、注重數據挖掘和價值實現 先進傳感器技術解決了數據采集問題，大數據和云計算可以實現海量數據的存儲和快速運算，隨著數據存儲和計算成本的不斷降低，數據挖掘成為體現數據價值的關鍵步驟。數據挖掘是對大量的、粗糙的、不清晰的數據進行處理，挖掘出隱蔽在數據當中的一些事先不為人知的、但是有意義的知識及信息的過程。除需要數據挖掘師的專業算法和理論外，實驗室用戶對于數據的合理判斷也是實現數據價值的重要環節。首先要明確具有統計價值的數據，同時注重對歷史規律進行總結，在此基礎上提出發展趨勢的科學假設，打通數據采集和數據挖掘之間的通道，提升數據挖掘效率。 4、強化論證，分步實施 效益是實驗室建設的最終目的。在建設智慧實驗室之前應當強化論證，考慮投入與產出效益問題，量力而行，堅決杜絕趕時髦、擺花架子。全國各類實驗室協會、學會等社會團體組織是促進實驗室建設和技術發展的重要力量，各社會團體組織應當重視智慧實驗室發展的內需動力和產生的行業牽引，在所在行業、地區范圍內深入調查研究，提出智慧實驗室發展需求和建議措施，有序有力推動智慧實驗室發展。
|
