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行業新聞
01、智能實驗室(shì)的基本内涵和特點。
智(zhì)能實驗室(shì)的基本内涵(hán)。
智慧的(de)意思是聰明才智,是生命基于生理和心理器官的創造性思維能力,包括對自然和人文的(de)感知、記憶、理解(jiě)、分析(xī)、判斷、升華等所有能力。随着2008年(nián)IBM提出的智慧地球(qiú)逐漸流行起來,智慧城(chéng)市、智慧社區(qū)、智慧工廠、智(zhì)慧家(jiā)居、智慧餐(cān)廳甚至智慧(huì)廁所應(yīng)運而生。
什麼是智能(néng)實驗室?大量文獻沒有解釋智能實驗(yàn)室的内涵。IBM公司提出的智能地球有(yǒu)三個要素,即3I:物聯網、互聯網、智能化。本質上是指新一(yī)代IT、互聯網技術充分應用于各行各業,将傳感器嵌入(rù)并裝備到世界各(gè)地的醫院、電網、鐵(tiě)路、橋梁(liáng)、隧道、公路、建築、供水系統、大壩(bà)、油氣管道,通過互聯網形成物(wù)聯網;然後通過超級計算機和雲計算,人類可以更精細、更動态的工作和生活(huó),從而在世界範圍内提高智能水平。
智能實驗室配件的特點。
首先,它具(jù)有感知事物(包括實驗室人員、環境、設備、樣品等)狀(zhuàng)态(tài)的能力。)。例如,具有測量環境信息溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳(chuán)感器;FRID信息或二維碼識别器,用于感知設備狀态和樣品狀(zhuàng)态;高清識别器等。
第二,能夠處理感(gǎn)知系統傳遞的數據和過去的(de)曆史數據,通過算法(fǎ)能夠掌握實驗室人員的内心、語言或行為需求。
第(dì)三,可(kě)以将代表實驗室(shì)人員需求、環境變化、研究對象的信息轉化為控(kòng)制信息,控制相關系統,自動滿足實驗室人員的需求或自動完成實驗室任(rèn)務。如果張三經(jīng)常在實驗室将(jiāng)實驗室内工作溫度調(diào)整到25℃,那麼隻要張三來實驗室,實驗(yàn)室就會通過網絡(luò)将控制信号傳遞給溫控系統,自動(dòng)調整到25℃;另外,實驗室人員經過多次實驗,得(dé)到規律,再次實驗時,實驗室系統會自動給出實驗(yàn)參考方案。
02、智能(néng)實驗室設計的組成。
智能化實驗(yàn)室除了具備一般實驗室所需的建(jiàn)築、設施設備外,還具系統、信(xìn)息(xī)傳輸系統、信息處理(lǐ)系統、執行系統(tǒng)四種重要系統。
1.感知系統。
主要包括門禁系統、人臉識别系統、紅外傳感系統(tǒng)、環境傳感(gǎn)系統、設備狀态(tài)傳感系統(tǒng)(如設備參數采(cǎi)集(jí)系統)和樣品狀态表示系統。
2.信息傳(chuán)輸系(xì)統。
通過無線傳輸技術(4G、5G、紅外線(xiàn))和有線網絡将物聯網感知(zhī)信息傳輸到(dào)各種計算機服務器。
3.信息處理系統。
通過大數據(jù)、人工(gōng)智能、區塊(kuài)鍊、模拟技術等技術,開發(fā)了一個自學和适應的處理系(xì)統軟件,識别和判斷通過互聯網傳輸的物聯網感知數據,然(rán)後通過網絡系(xì)統将處理控制信号傳輸到(dào)物聯網(wǎng)終端,控制終(zhōng)端進行相應的操作。
4.執行系統。
主要是通過網絡(luò)系(xì)統将服務器發出的控(kòng)制信息傳遞給(gěi)各(gè)種需要運行的(de)設備,如室内(nèi)壓力(lì)的新風閥或排氣閥、門禁系統的開關、窗簾關閉的步進電機等(děng)。一些感知系統和(hé)執行(háng)系統集成在一起。
03、智能實(shí)驗(yàn)室常(cháng)用技術。
1傳(chuán)感器技術。
傳感器(qì)技術是實現智能(néng)實驗室的基(jī)礎,是确定實驗室人員需求、實驗(yàn)室環境參數、樣品位置(zhì)和(hé)方法是否正确的關(guān)鍵技術。例(lì)如,高溫傳感器、低溫傳感器、壓力傳感器、速度傳感(gǎn)器、照度傳感器、聲波傳感(gǎn)器和位移傳感器。目前,傳感(gǎn)器類别主要見圖2。
2.網絡(luò)和計算機技術。
網絡(luò)技術主要解決數據傳輸問題,相當于人類(lèi)神經系統。目前,5G技術是典型(xíng)的無線網絡技術。計算機是(shì)處理各(gè)種數據的主角。随着(zhe)量子計算機和生物計算機的發展,計算速度更快(kuài)、更準(zhǔn)确。
3.智能化與大數據技術(shù)
智能化計算技術逐漸具有人的邏輯思(sī)維能力,必将成為智能化實驗室的(de)關健技術;大數(shù)據技術能及時(shí)收集實驗室相關人(rén)員(yuán)、物品和環境信息,幫助數據積累,為智能化計算提供(gòng)基本數據,如實驗室(shì)人員的偏好、某廠家原材料的特性等,能(néng)為智能化實驗室提供更加準(zhǔn)确的信息(xī)。
4.自控和機器(qì)人技術(shù)。
自控技術和機器人技術是術(shù)是終實(shí)現(xiàn)實驗室人員訴求的(de)執行機構,例如在機器人的範圍内配送消耗(hào)品移樣品、自動控制系統實現實驗室(shì)内空氣置換和溫(wēn)濕度調節等。
04、建議建立(lì)智能(néng)實驗室。
1.完善智能(néng)實(shí)驗室标準(zhǔn)體系。
制定标準、行業(yè)标準或團體标(biāo)準,明确智(zhì)能實驗室的内涵和基本功能,制(zhì)定智能實驗(yàn)室的基本(běn)框架(jià),明确數據格式、智能設備和傳感器接口(kǒu)标準。促進智能實驗室(shì)産品開發、推廣和普及(jí)。
2.加強關鍵智能傳感(gǎn)器(qì)的開發。
智能(néng)傳感器是智能實驗室配件的關鍵技術。目前,傳感器大多依賴進口。行業應在(zài)十四(sì)五期(qī)間納入科研項目總體規劃,集中解決一批傳感器。
3.充分利用社區組織的力量。
各類實驗室協會(huì)、學會等社(shè)區組織是促進實驗室配件和技術發展的重要力量,各社區(qū)組織應重視智能實驗室發展帶來的行業牽引和内需動力(lì),在某行業、地區範圍内(nèi)深入調查(chá)研究,提出智(zhì)能實驗室發展需求和(hé)建議措施。例(lì)如,制定團體标準等。
4.量力而行,避免一哄而上。
效益是實驗室(shì)配件的終目的,各部門在建設智能實驗室各單位應加強論證(zhèng),考慮投入和産出(chū)效益。不要盲目追(zhuī)求所謂(wèi)的高水平,而要量力而行,堅決不允許趕時尚,擺花架。
智(zhì)能化實驗室是未來發展(zhǎn)的重要方向,是解放實驗室人員繁(fán)重勞動的重要途徑。要正确理解智慧的深刻内涵,從層面把握智慧實驗室的發展規律,設定智慧實驗的(de)發展目标。由高度自動化、高風險的(de)實驗室配件設計(jì)開(kāi)始試點,逐步探索,掌握規(guī)律後在行業或層(céng)面推廣(guǎng)普及。
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