實驗(yan)室配件之明(míng)确智能實驗(yan)室的内涵特(te)征和建設構(gou)想

01、智能(néng)實驗室的基(ji)本内涵和特(te)點。

智能實驗(yàn)室的基本内(nèi)涵。

智慧的意(yì)思是聰明才(cai)智，是生命基(ji)于生理和心(xīn)理器官的創(chuàng)造性思維能(néng)力，包括對自(zi)然和人文的(de)感知、記🏃‍♂️憶、理(lǐ)🚶‍♀️解、分析、判斷(duan)、升華等所有(you)能力。随着2008年(nian)IBM提出的智慧(hui)地球👨‍❤️‍👨逐漸流(liu)行起來，智慧(hui)城市、智慧社(she)區、智慧工廠(chang)🙇‍♀️、智慧家居、智(zhì)慧餐廳甚至(zhi)智慧廁所應(yīng)運👉而生。

什麼(me)是智能實驗(yan)室？大量文獻(xiàn)沒有解釋智(zhì)能實驗室的(de)内涵。IBM公📞司提(tí)出的智能地(di)球有三個要(yao)素，即3I：物聯網(wang)🚶、互聯網、智能(néng)化。本質㊙️上是(shi)指新一代IT、互(hu)聯網技術充(chōng)分⛷️應用于各(ge)行各業，将傳(chuán)感器嵌入并(bìng)裝備到世界(jie)各地的醫院(yuan)、電網、鐵路、橋(qiáo)梁、隧道、公路(lù)、建築、供水系(xì)統、大壩、油氣(qi)管道，通過互(hu)聯網形成物(wu)聯網；然㊙️後通(tong)過超級計算(suan)機和雲計算(suan)，人類可以更(gèng)精細、更動态(tai)的工作和生(sheng)活，從而在世(shi)界範圍内提(tí)高智能💁水🌈平(ping)。

智能實驗室(shi)配件的特點(diǎn)。

首先，它具有(yǒu)感知事物(包(bāo)括實驗室人(ren)員、環境、設備(bei)、樣品等)狀💘态(tài)的能力。)。例如(rú)，具有測量環(huan)境信息溫度(du)傳感器、壓🌂力(lì)傳感器🥰、濕度(du)傳感器；FRID信息(xi)或二維碼識(shi)别器，用于感(gǎn)知設備狀态(tài)和樣品狀态(tai)；高清識别器(qi)等。

第二，能夠(gou)處理感知系(xi)統傳遞的數(shù)據和過去的(de)曆史數據，通(tong)過算法能夠(gou)掌握實驗室(shi)人員的内心(xīn)、語言或行為(wei)‼️需求。

第三，可(kě)以将代表實(shi)驗室人員需(xū)求、環境變化(hua)、研究對象的(de)💋信息轉化為(wei)控制信息，控(kòng)制相關系統(tong)，自動滿足實(shí)驗室人員的(de)需求🔞或自動(dòng)完成實驗室(shi)任務。如果張(zhang)三經常在實(shí)驗室将實驗(yàn)室内工作溫(wēn)度調整到25℃，那(nà)麼隻要張三(san)🔱來實驗室💛，實(shi)驗室就會通(tong)過網絡将控(kong)制信🔞号傳遞(dì)給溫控系統(tǒng)，自動♋調整到(dao)25℃；另外🌂，實驗室(shì)人員經過多(duō)次實驗，得到(dào)規律，再次實(shí)🔱驗時，實驗室(shì)系統會自動(dong)給出實驗參(can)考💞方案。

02、智能(néng)實驗室設計(jì)的組成。

智能(neng)化實驗室除(chu)了具備一般(bān)實驗室所需(xū)的建築、設施(shi)設備外，還具(ju)系統、信息傳(chuán)輸系統、信息(xī)處理系統、執(zhí)🔞行系統四🛀種(zhong)重要系統。

1.感(gǎn)知系統。

主要(yao)包括門禁系(xì)統、人臉識别(bié)系統、紅外傳(chuan)感系統、環境(jing)傳感系統、設(she)備狀态傳感(gǎn)系統(如設備(bèi)參數采集系(xì)統)和樣品狀(zhuàng)态表示系統(tǒng)。

2.信息傳輸系(xì)統。

通過無線(xiàn)傳輸技術(4G、5G、紅(hóng)外線)和有線(xiàn)網絡将物聯(lián)網感知信息(xi)傳輸到各種(zhǒng)計算機服務(wu)器。

3.信息處理(li)系統。

通過大(da)數據、人工智(zhì)能、區塊鍊、模(mó)拟技術等技(ji)術，開發了🔞一(yī)個自學和适(shi)應的處理系(xì)統軟件，識别(bié)和判斷通過(guò)互聯網傳輸(shu)的物聯網感(gan)知數據，然後(hòu)通過💚網絡系(xi)統将處💘理控(kong)制信号傳輸(shū)到物聯網終(zhong)端，控制終端(duān)進🎯行相應的(de)操作。

4.執行系(xì)統。

主要是通(tong)過網絡系統(tǒng)将服務器發(fā)出的控制信(xin)息傳遞給各(gè)種需要運行(hang)的設備，如室(shì)内壓力的新(xīn)風閥或排氣(qì)閥、門禁系統(tǒng)的開關、窗簾(lián)關閉的步進(jin)電機等。一些(xiē)感知系統和(hé)執行系統集(ji)成在一起。

03、智(zhi)能實驗室常(cháng)用技術。

1傳感(gǎn)器技術。

傳感(gǎn)器技術是實(shi)現智能實驗(yan)室的基礎，是(shì)确定實❌驗室(shi)人員需求、實(shi)驗室環境參(cān)數、樣品位置(zhì)和方法是否(fǒu)正确的關鍵(jian)技術。例如，高(gao)溫傳感器、低(dī)溫傳感器、壓(ya)力傳感器、速(su)度傳感器、照(zhào)度傳感器、聲(shēng)波傳感器和(hé)位移傳感器(qi)。目前，傳感器(qi)類别主要見(jian)圖2。

2.網絡和計(jì)算機技術。

網(wǎng)絡技術主要(yao)解決數據傳(chuán)輸問題，相當(dang)于人類神經(jing)系統。目前，5G技(ji)術是典型的(de)無線網絡技(ji)術。計算機是(shì)處理各種數(shu)據的主角。随(suí)着量子計算(suan)機和生物計(ji)算機的發展(zhan)，計算速度更(gèng)快、更準确。

3.智(zhì)能化與大數(shù)據技術

智能(neng)化計算技術(shu)逐漸具有人(rén)的邏輯思維(wei)能力，必将成(cheng)🌐為智能化實(shi)驗室的關健(jiàn)技術；大數據(jù)技術能及時(shí)☔收集🤩實驗室(shì)相關人員、物(wù)品和環境信(xin)息，幫助數據(jù)積累，為智能(neng)化計算提供(gòng)✊基本數據，如(ru)實驗室人員(yuán)的偏好、某廠(chǎng)家原材料的(de)特性等，能為(wéi)智能化實驗(yan)室提供更加(jia)準确的信息(xi)。

4.自控和機器(qì)人技術。

自控(kong)技術和機器(qi)人技術是術(shu)是終實現實(shi)驗室人員訴(sù)求的執行機(jī)構，例如在機(ji)器人的範圍(wéi)内配送消耗(hao)品移樣品、自(zi)動控制✏️系統(tong)實現實驗室(shì)内空氣✍️置換(huàn)和溫濕度調(diào)節等。

04、建議建(jian)立智能實驗(yan)室。

1.完善智能(néng)實驗室标準(zhǔn)體系。

制定标(biao)準、行業标準(zhun)或團體标準(zhun)，明确智能實(shí)驗室的内📱涵(hán)和基本功能(neng)，制定智能實(shí)驗室的基本(ben)框架，明确數(shu)據格式、智能(néng)設備和傳感(gǎn)器接口标準(zhun)。促進智能實(shí)🚩驗室産品開(kāi)發、推廣和普(pu)及。

2.加強關鍵(jiàn)智能傳感器(qi)的開發。

智能(néng)傳感器是智(zhi)能實驗室配(pèi)件的關鍵技(ji)術。目前，傳感(gan)器大多依賴(lài)進口。行業應(yīng)在十四五🔞期(qī)間納入科研(yán)項目總體規(gui)劃，集中解決(jué)一批傳感器(qì)。

3.充分利用社(shè)區組織的力(lì)量。

各類實驗(yàn)室協會、學會(huì)等社區組織(zhī)是促進實驗(yàn)室🔴配件和技(ji)術㊙️發展的重(zhong)要力量，各社(shè)區組織應重(zhòng)視智能㊙️實驗(yan)📱室發展帶來(lái)的行業牽引(yin)和内需動力(lì)，在某行業、地(di)區範❓圍内深(shen)入調查研究(jiū)，提出智能實(shí)驗室發展需(xu)求和建議措(cuò)施。例如，制定(dìng)團體标準等(deng)。

4.量力而行，避(bì)免一哄而上(shàng)。

效益是實驗(yan)室配件的終(zhōng)目的，各部門(men)在建設智能(neng)實驗室各單(dan)位應加強論(lun)證，考慮投入(ru)和産出效益(yì)。不要☀️盲目追(zhui)求所謂的高(gāo)水平，而要量(liang)力而行，堅決(jue)🙇‍♀️不允許趕時(shi)尚，擺花架。

智(zhì)能化實驗室(shì)是未來發展(zhan)的重要方向(xiàng)，是解放實☎️驗(yan)室人員繁㊙️重(zhòng)勞動的重要(yao)途徑。要正确(que)理解智慧的(de)深刻内涵，從(cong)層面把握智(zhì)慧實驗室的(de)發展規律，設(shè)定智慧實驗(yan)的發展目标(biāo)。由高度自動(dong)化、高風險的(de)實驗室配件(jian)設計開始試(shi)點㊙️，逐步探索(suǒ)，掌握規律後(hòu)在行業或📧層(ceng)面推廣普💯及(jí)。