智能實驗室：物聯網如何徹底改變研發

技術進步和科學進步總是攜手并進。我們生活在一個不斷進行科學發現的時代，這一時代的科學家既有現代科學的效率，也有擴充我們對自然世界知識的渴望。每一天，科學家們都在朝着成功地對複雜器官進行生物列印、通過基因編輯治療疾病和完善預測醫學的目标邁進。總的來說，這些突破能夠極大地改變我們生活的許多方面。然而，目前的研究環境并沒有最大限度地發揮研究者的潛力。結果，研究論文不得不被撤回，研究效率也随之受到影響。解決方案是将物聯網(IoT)融入實驗室環境，為研發方式增加新的效率層，讓我們離智能實驗室更近一步。

目前系統的問題

科學發展受到實驗室中存在的許多障礙的阻礙。障礙表現為人為錯誤、合規性問題或裝置與研究人員之間缺乏溝通。

目前，科學家們面臨着人工記錄機器輸出資料的日常任務，這種重複的方法不僅費時，而且還存在人為錯誤的風險，因為所有人都會時不時地犯錯誤。經常出現的其他問題與資料丢失有關，當科學家對記錄内容的選擇過于嚴格時，可能會發生資料丢失。 與此相關的是，有時科學家無法破譯手寫的筆記或資料。

由于實驗室裝置和研究人員之間缺乏連接配接，每個實驗室都面臨着這些共同問題，沒有什麼能比物聯網支援系統更好地解決連接配接問題。

克服物聯網的問題

在實驗室中實施物聯網的主要目的是實作更有效的方式進行實驗和收集研究資料。物聯網裝置的實施将促進從天平到離心機的所有實驗室元素的連接配接。有了這項技術，機器輸出可以直接轉換成數字格式，節省了科學家寶貴的時間和精力，同時也消除了人為錯誤的風險。

支援物聯網的實驗室将看到連接配接到雲或本地伺服器的所有裝置，這些裝置可以由研究人員在外部控制，并通過網際網路連接配接從任何地方通路。通過将許多裝置和傳感器連接配接到一個中央系統，科學家将能夠以更高效的方式進行實驗，而不會出現不必要的障礙或與錯誤相關的複雜情況。

物聯網在實驗室中可以采取許多不同的形式，最常見的是自動化形式。一些供應商建議最好的做法是自動化所有的實驗室裝置，包括材料容器。然而，這往往是一個昂貴的解決方案，隻有成功的工業實驗室可以使用。

将物聯網內建到實驗室的另一種方法是使用實驗室執行系統，該系統将實驗室中現有的機器連接配接到網際網路上，不僅擁有控制和監控現有裝置的能力，還擁有管理自動化裝置的能力，如協同機器人或管道機器人。

該系統建立在實驗室現有功能的基礎上，隻需增加一定程度的網際網路連接配接，正是這些功能使其成為經濟高效、可靠的物聯網解決方案。

采用

到目前為止，盡管最初的應用規模不大，但在實驗室采用物聯網的需求已經大幅增加，特别是在研究和開發的工業領域，因為需要在全球市場上競争。

這種需求随着社會向數字解決方案的轉變和對更多資料通路的重視而增長。通過在實驗室中實施物聯網，實驗更容易執行，資料記錄更準确，更容易進行研究。随着數字世界與實體世界的融合，支援物聯網的數字解決方案在研發中越來越流行也就不足為奇了。

然而，物聯網隻是實驗室改革的一方面。它是實作智能實驗室和實驗室未來所需的關鍵元件。

“智能實驗室（Smart Lab）”的概念

現在，您可能已經聽說過智能家居和城市。與這些概念類似，智能實驗室涉及将實驗室裝置和機器連接配接到網際網路。

通過增加連接配接，研究人員将能夠從外部控制所有實驗室裝置，進而使它們能夠更快，更準确地執行實驗。

智能實驗室系統還通過添加機器學習和AI技術來簡化實驗過程，進而使資料記錄更加容易。通過這種方式，它不僅可以将實驗室中的每個工具都連接配接到研究人員，而且還可以互相連接配接，進而建立一個真正智能的生産環境，機器可以在其中預測實驗結果并産生實驗假設。

随着對實驗室基本任務的人為幹預的減少，研究人員的時間将得以釋放，是以他們可以将更多的時間用于緊迫的工作上。這種能力将便利實驗方法，由于資料是數字化的，并存儲在雲端，它将確定科研成果不會丢失。總的來說，這些好處有望使進一步的科學發展浪潮永存。

未來該何去何從？

實驗室環境的性質使其成為物聯網實施的最佳場所。随着對精度、效率和法規遵從性的重視，科研效率可以随着物聯網裝置帶來的額外生産力而大幅提高。

由于科學受一套嚴格的措施和法規支配，以確定研究的可通路性和合規性，并確定研究可發現、可通路、可互操作且可複制，研究人員越來越多地在不投資于新的實驗室裝置和機械的情況下尋找實作這一目标的方法。

值得注意的是，還有其他數字解決方案，例如實驗室庫存管理系統或電子實驗室筆記本，它們為研究資料的存儲和記錄提供了一個中央平台。智能實驗室将連接配接軟體、裝置和實驗室團隊，這對科學家來說是一種全面的解決方案。通過這些方式，物聯網将決定未來數年進行研發的方式。

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