智能实验室:物联网如何彻底改变研发

通过启用IoT的智能实验室收集数据可以消除研发中的人为错误。

技术进步和科学进步总是携手并进。我们生活在一个不断进行科学发现的时代,这一时代的科学家既有现代科学的效率,也有扩展我们对自然世界知识的渴望。每一天,科学家们都在朝着成功地对复杂器官进行生物打印、通过基因编辑治疗疾病和完善预测医学的目标迈进。总的来说,这些突破能够极大地改变我们生活的许多方面。然而,当前的研究环境并没有最大限度地发挥研究者的潜力。结果,研究论文不得不被撤回,研究效率也随之受到影响。解决方案是将物联网(IoT)融入实验室环境,为研发方式增加新的效率层,让我们离智能实验室更近一步。

当前系统的问题

科学发展受到实验室中存在的许多障碍的阻碍。障碍表现为人为错误、合规性问题或设备与研究人员之间缺乏沟通。

当前,科学家们面临着人工记录机器输出数据的日常任务,这种重复的方法不仅费时,而且还存在人为错误的风险,因为所有人都会时不时地犯错误。经常出现的其他问题与数据丢失有关,当科学家对记录内容的选择过于严格时,可能会发生数据丢失。 与此相关的是,有时科学家无法破译手写的笔记或数据。

由于实验室设备和研究人员之间缺乏连接,每个实验室都面临着这些共同问题,没有什么能比物联网支持系统更好地解决连接问题。

克服物联网的问题

在实验室中实施物联网的主要目的是实现更有效的方式进行实验和收集研究数据。物联网设备的实施将促进从天平到离心机的所有实验室元素的连接。有了这项技术,机器输出可以直接转换成数字格式,节省了科学家宝贵的时间和精力,同时也消除了人为错误的风险。

支持物联网的实验室将看到连接到云或本地服务器的所有设备,这些设备可以由研究人员在外部控制,并通过互联网连接从任何地方访问。通过将许多设备和传感器连接到一个中央系统,科学家将能够以更高效的方式进行实验,而不会出现不必要的障碍或与错误相关的复杂情况。

物联网在实验室中可以采取许多不同的形式,最常见的是自动化形式。一些供应商建议最好的做法是自动化所有的实验室设备,包括材料容器。然而,这往往是一个昂贵的解决方案,只有成功的工业实验室可以使用。

将物联网集成到实验室的另一种方法是使用实验室执行系统,该系统将实验室中现有的机器连接到互联网上,不仅拥有控制和监控现有设备的能力,还拥有管理自动化设备的能力,如协同机器人或管道机器人。

该系统建立在实验室现有功能的基础上,只需增加一定程度的互联网连接,正是这些功能使其成为经济高效、可靠的物联网解决方案。

采用

到目前为止,尽管最初的应用规模不大,但在实验室采用物联网的需求已经大幅增加,特别是在研究和开发的工业领域,因为需要在全球市场上竞争。

这种需求随着社会向数字解决方案的转变和对更多数据访问的重视而增长。通过在实验室中实施物联网,实验更容易执行,数据记录更准确,更容易进行研究。随着数字世界与物理世界的融合,支持物联网的数字解决方案在研发中越来越流行也就不足为奇了。

然而,物联网只是实验室改革的一方面。它是实现智能实验室和实验室未来所需的关键组件。

“智能实验室(Smart Lab)”的概念

现在,您可能已经听说过智能家居和城市。与这些概念类似,智能实验室涉及将实验室设备和机器连接到互联网。

通过增加连接,研究人员将能够从外部控制所有实验室设备,从而使它们能够更快,更准确地执行实验。

智能实验室系统还通过添加机器学习和AI技术来简化实验过程,从而使数据记录更加容易。通过这种方式,它不仅可以将实验室中的每个工具都连接到研究人员,而且还可以相互连接,从而创建一个真正智能的生产环境,机器可以在其中预测实验结果并产生实验假设。

随着对实验室基本任务的人为干预的减少,研究人员的时间将得以释放,因此他们可以将更多的时间用于紧迫的工作上。这种能力将便利实验方法,由于数据是数字化的,并存储在云端,它将确保科研成果不会丢失。总的来说,这些好处有望使进一步的科学发展浪潮永存。

未来该何去何从

实验室环境的性质使其成为物联网实施的最佳场所。随着对精度、效率和法规遵从性的重视,科研效率可以随着物联网设备带来的额外生产力而大幅提高。

由于科学受一套严格的措施和法规支配,以确保研究的可访问性和合规性,并确保研究可发现、可访问、可互操作且可复制,研究人员越来越多地在不投资于新的实验室设备和机械的情况下寻找实现这一目标的方法。

值得注意的是,还有其他数字解决方案,例如实验室库存管理系统或电子实验室笔记本,它们为研究数据的存储和记录提供了一个中央平台。智能实验室将连接软件、设备和实验室团队,这对科学家来说是一种全面的解决方案。通过这些方式,物联网将决定未来数年进行研发的方式。

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