漫长的实验室4.0之路

实验与分析 0 2020-05-27

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直接将实验室仪器设备的维修说明透射到实验室眼镜上，以便实验员可以维修自己使用的试验仪器设备。这只是未来实验室许多场景中的一个。在本刊记者的采访中Sascha Beutel博士解释了实验室4.0概念下的Smartlab智能实验室计划到底是什么意思。

　　实验室4.0是继工业4.0后提出的，旨在打造新进的智能化实验室。目前，在实验室领域中，我们还仅仅只是处于“数字革命”的层次，也就是相当于实验室3.0的水平。为了达到实验室4.0的水平，我们还有许多工作要做，例如将实验室老旧的仪器设备纳入到网络中，克服接口技术和通讯协议的不统一等问题。尽管如此，Sascha Beutel博士还是尝试着在Smartlab智能实验室项目中融入第四次技术革命的影子，并为第四次技术革命的到来铺垫道路。针对实验室4.0的发展现状和未来的发展趋势，实验与分析对Sascha Beutel博士进行了采访。

　　独家采访

　　LP:距离实现这一目标的道路还很长吗?

　　Beutel先生：是的，我们离实现实验室4.0还有很长的一段路要走。正如我们才刚刚认识到我们的实验室真的需要交互式的工作一样，因此，所有SOP标准操作的工作内容都必须分解为一个个单独的操作步骤，搞清楚它们的逻辑关系和结构关系。这些步骤、相互关系不仅仅只是保存在LIMS实验室管理系统中就结束了，还要编写程序实现实验室仪器设备之间的相互通信。这是一项非常艰巨的任务，因为，在一个个数字化操作步骤有了相应的数据库之后，只有在人们为新的检测实验使用这些数据库时，才能减少实验室的繁杂工作。数字化本身并不是我们的最终目标，要知道：假设企业已经有了数字化数据库，而实验员却没有意识到利用数据库来减轻日常工作，不能接受这些对工作环境有着深刻影响的新事物，那么，再谈数字化就没什么意义了。

图1 Smartlab计划的发言人Sascha Beutel博士坚信增强现实和模块化技术将决定实验室的未来。

　　LP:智能化实验室这一计划的目标是什么?已经完成的项目有哪些?

　　Beutel先生：Smartlab智能化实验室计划是2014年由工业协会和学术协会发起的一个计划，其目的是为未来的实验室工作制定一个远景规划。这涉及到实验室的日常工作中最新的科学技术，例如，为了实现实验室的交互式工作，要实现实验室基础设施的完全数字化和模块化。计划还包括通过开放式合作，开发出面向未来的智能实验室的解决方案，从而激发人们对创造有意义的、可以实现的未来实验室的热情。因此，Smartlab智能实验室决定将定期地在Labvolution会展中展示一些实验室解决方案。下一次会展将于2019年5月21日至23日举办。

　　我们的一部分工作就是实现各种创新性实验室方案的可视化。这里包括了灵活的模块化实验室仪器设备解决方案，在必要时允许按照其他方式重新配置实验室。另外，像天平、传感器和搅拌器等标准实验室设备也都集成到实验室设备模块系统中，从而增加了实验室可自由利用的空间，还专门设计了一个全面的数字化解决方案，允许所有实验室仪器设备全方位的双向通讯，例如实验室玻璃实现了实验室护目镜与数据眼镜的合二为一，直接进行交互。

　　LP:您对未来智能化实验室的认识有多少已经体现在现在的实验室中了?

　　Beutel先生：我们开发的许多技术已经可以在实验室的很多工作中使用了，极大地方便了实验室的日常工作。以3D打印为例，今天3D打印机已经是我们实验室的标准配置了，我们可以根据实验需要打印搅拌器的搅拌叶片，或者微量滴定板上某些具有特定几何形状、尺寸的孔。这一技术在实验室耗材领域也很有用，例如，打印放置凝胶电泳样本的器具，这比从供应商那里购买要便宜多了。

　　另一个例子就是使用Labglass，为此我们专门开发了一款智能手机专用App软件，它可以根据摄像机拍摄的图像自动确定菌落总数cfu值，不再需要人工手工计数培养皿中的微生物菌落总数了。最后，必须声明一点，目前只有那些具有高度标准化工作流程的实验室更适合我们的解决方案，例如，分析实验室、质量保证实验室以及培训实验室，因为，在这些实验室中重复的实验分析工作都进行了标准化，被重复地和详细地记录下来，而这样的工作都易于实现数字化的。

内容来源：实验与分析

责任编辑：展源

审　　核：何发

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