自控及智能數字化實驗室

隨著技術和科學的進步，正在取得這些進步的工作場所也在不斷發(fā)展。常規(guī)實驗室工作的自動化已經減少了實驗室的物理足跡，而且隨著更多的實驗室工作可以用技術完成和分析，在未來的幾年里這只會繼續(xù)增長。這也意味著科學家們將不再需要在實驗室中花費大量的時間，他們將有更多的時間用于合作和基于想法的工作項目。未來的實驗室將需要反映這一變化，選擇工作環(huán)境來取代以前用于傳統(tǒng)實驗室的空間。在這里，我們總結了未來實驗室可能改變和適應的方式，以及這對科學進步意味著什么。

自動分析軟件

技術的進步使科學的進步變得更加容易，自動化分析軟件就是其中一種技術。由于大量的實驗室工作需要反復進行測試以鞏固結果，因此通常需要很長時間才能證明實驗結果并非偶然。這就變得更加困難了，因為人為失誤會影響結果的復制，導致科學家對成功的結果提出質疑。自動化的分析軟件可以更快地完成這項工作，讓科學家們有時間分析結果和發(fā)展思路，同時確保每次都能準確無誤。隨著科學實驗室走向未來，自動化的準備工作和分析將變得越來越普遍，加速了一系列領域的科學進步。

數據采集系統(tǒng)

物聯網是科學研究的大新聞。數據收集的進步將使科學家能夠獲得一定數量的數據，這些數據的積累速度不僅超過了科學家自己產生數據的速度，也超過了他們分析數據的速度。在實驗室環(huán)境中，通過傳感器和其他技術收集數據的進步將加速任何新產品或假設的開發(fā)和完成之間的過程。在某種程度上，實驗室之間的競爭將與這項技術聯系在一起，更快的收購和分析將使實驗室在獲得zhuanli和批準方面處于先進地位。這項技術可能會在未來幾十年帶來科學進步的巨大飛躍。

虛擬實驗室

未來科學實驗室的另一個特點是，他們可能不再需要在實驗室里進行實驗。一些學校和大學已經開始使用在線實驗室，如iLab，來獲取他們無法使用的設備。在未來，這可能意味著科學家能夠獲得超出他們研究預算的實驗室設備。它允許用戶遠程訪問實際的設備，提供真實的跟蹤數據，可以用來教下一代學生，并進行下一代實驗。

科學家時間更加充裕

技術進步意味著科學家將不得不在實驗室中花費更少的時間，這將改變許多在該行業(yè)工作的工作模式。在未來10年內，估計科學家將在辦公室或會議中花費30%的時間，在實驗室中花費的時間減少20%。實驗室無疑將開發(fā)在集中反映了這一轉變,創(chuàng)建協作和個人工作區(qū)與實驗室工作環(huán)境。更少的時間花在實驗室收集數據，更多的時間花在合作和獨自開發(fā)想法上，可能會導致科學進步的增加。

實驗室設計

隨著千禧一代開始進入科學工作領域，很明顯，在吸引年輕人方面，實驗室的許多過時設計是一個障礙。靈活的工作空間旨在提高員工的幸福感和舒適度，在許多行業(yè)，尤其是數字和科技初創(chuàng)企業(yè)，這已成為常態(tài)。越來越多的年輕人希望在這樣的環(huán)境中工作，這鼓勵了創(chuàng)新、協作和靈活性，這是跟上現代世界所需要的。

未來，我們可能會看到許多科學實驗室被重新設計，以反映這種轉變，更注重自然光線、舒適和工作場所的選擇。跨學科的校園也可能變得更受歡迎，允許研究人員之間的合作，促進創(chuàng)新和進步。

靈活的工作

進入該行業(yè)的年輕科學家涌入的另一個文化變革是轉向更靈活的工作方式。工作與生活的平衡對于從事自己職業(yè)生涯的年輕人來說變得越來越重要，這是未來科學實驗室必須反思的事情。隨著自動化，機器人和計算研究對實驗室環(huán)境進行這樣的改變，實驗室不再需要在相同程度上支持人類工作者的需求。這也意味著科學家可以在實驗室外完成大部分工作，無論是在辦公室，咖啡館還是家中的不同工作環(huán)境中。允許高度移動的員工隊伍的智能工作環(huán)境可能成為科學實驗室的共同特征，促進協作，創(chuàng)新和改善工作與生活的平衡。

為推進健康中國建設，國家部署制定了“健康中國2030規(guī)劃綱要”及“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”?！皠傄焙汀耙?guī)劃”中指出，未來應該探索智慧醫(yī)院的建設，推廣應用人工智能治療新模式新手段。然而當下，智慧實驗室在國際上還沒有一個公認確切的定義，但傳統(tǒng)試驗/檢驗方式明顯已呈頹態(tài)， 自動化程度低、流程繁瑣、樣本周轉時間的實驗室已無法滿足當下日益增長的健康需求。隨著時代的進步，建設“智慧實驗室”似乎成了實驗機構的目標。何謂智慧實驗室呢？將人的智慧與科技融入到實驗室的建設管理中，基于物聯網、互聯網、大數據、人工智能、計算機技術搭建智慧實驗室管理平臺，可以通過自動化機器人完成實驗室重復性的工作，可以通過大數據人工智能完成實驗室數據的分析與決策，甚至可以認為是建立標準、安全、高效的智能化無人實驗室。

實驗室“智慧”化主要著重于解決平時工作中的重復機械勞動，減少整個實驗/檢測體系的人為誤差。而實驗室“智能化”更側重于軟件、數據、算法等技術的創(chuàng)新和落地，通過新的技術，幫助實驗室從業(yè)務、日常管理、學術等各個維度進行顯著地提升，實現實驗室的可持續(xù)發(fā)展。要涉及到互聯網技術、云計算技術、人體感應技術、語音技術、生物識別技術、手機APP等先進的科學技術，對實驗室需求方來說，是一筆相當大的預算開銷。所以真正滿足智慧實驗室定義的并不普遍。

拋開實驗室軟件信息層面的智能化，對一站式實驗室集成服務商來說，實驗室平面設計與內部配套環(huán)境設計的工作，都是在項目啟動之初就開始介入。與實驗室智慧軟件提供方共同梳理、溝通并確認環(huán)境設計方案。譬如，智慧實驗室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)基于物聯網技術，引入模塊化設計的思路，對溫濕度、氣體等進行智能監(jiān)控，才能打造健康、無憂的實驗室環(huán)境。在硬件上建設與智能監(jiān)控匹配且予以實施的環(huán)境。

智慧實驗室環(huán)境條件系統(tǒng)工程建設包括（但不限于）以下內容：

1.建設智慧實驗室，會應用大量的互聯網技術，所以電氣系統(tǒng)就是智慧實驗室的核心所在。我們布局配置強弱電、網線都要格外留意。先統(tǒng)計設備的額定功率總量，并按照實際額定功率的2倍設置實驗室總功率，并配備緊急電源及斷電保護，確保儀器設備運行安全；對接地系統(tǒng)有要求的，會獨立配置接地系統(tǒng)，并滿足儀器設備的要求。

2.將智慧實驗室的標準溫度設定為20℃±2℃，相對濕度控制在50－70％。智慧實驗室新風系統(tǒng)控制在新風量>40立方米/小時，為保證大量精密的儀器穩(wěn)定性，按需做實驗室分區(qū)，個別儀器對防塵要求很高的，將其單獨區(qū)隔，把凈化級別控制在百級，其他的精密設備常規(guī)設在萬級。

3.智慧實驗室照明一般按照人體工學，以利于科學實驗和設備需求為準則，一般的照度在300LX。

4.智慧實驗室的噪音、防震、防塵、防腐蝕、防磁與屏蔽等方面的環(huán)境條件應符合在實驗室開展的項目要求及各種儀器設備對環(huán)境條件的要求。

智慧實驗室運用先進的技術，改變傳統(tǒng)實驗室流程繁瑣、管理不便的現狀，是未來實驗室的主流。《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》后，人工智能作為優(yōu)惠政策傾斜的新興產業(yè)之一備受關注，未來實驗室都將圍繞人工智能軟件、智能機器人、智能硬件、智慧平臺等方面開展應用。在智慧實驗室設計裝修方面擁有足夠的經驗，對溫度、濕度、潔凈度，以及電磁屏蔽、防靜電、電源防雷、各種接地、不間斷電源、特殊照明等裝修環(huán)節(jié)都有自己的見解。同時基于EPC工程一體化的優(yōu)勢及BIM技術的普及，設計師也能對地面工程、墻柱面工程、天花工程、門窗工程、電氣及管槽工程進行把握，為中國智慧實驗室建設提供專業(yè)、完整的技術支撐。