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從自動化到機器人實驗室的智能時代

2020-10-07 12:46:27來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：實驗室自動化閱讀量：5347

導(dǎo)讀：雖然現(xiàn)有技術(shù)還無法制作科幻作品中與人類相差無幾的仿生智能機器人，但是自動化的工業(yè)機器人早已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，包括切割焊接、裝配、噴涂、運輸、分揀等。隨著人工智能的發(fā)展，服務(wù)型機器人也開始出現(xiàn)在人們的日常生活中，如家用掃地機器人、專業(yè)醫(yī)療機器人等。而在科研實驗室中，機器人同樣有著很大的發(fā)揮空間。

　　【儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】10月6日，面向青少年的ROBOFEST CHINA 2020機器人大賽在北京正式開賽。作為性的機器人賽事，ROBOFEST大賽旨在普及機器人工程技術(shù)知識，推動機器人教育活動開展。無論是ROBOFEST大賽，還是世界機器人大賽(WRC)，這些機器人賽事都在向我們表明，科技發(fā)展到今天，機器人已經(jīng)不再是科幻作品中對于未來的幻想。

　　雖然現(xiàn)有技術(shù)還無法制作科幻作品中與人類相差無幾的仿生智能機器人，但是自動化的工業(yè)機器人早已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，包括切割焊接、裝配、噴涂、運輸、分揀等。隨著人工智能的發(fā)展，服務(wù)型機器人也開始出現(xiàn)在人們的日常生活中，如家用掃地機器人、專業(yè)醫(yī)療機器人等。而在科研實驗室中，機器人同樣有著很大的發(fā)揮空間。

　　在利用機器人進行實驗操作之前，科研實驗室很早就已經(jīng)出現(xiàn)了向自動化發(fā)展的趨勢。特別是在儀器行業(yè)，智能化與自動化已經(jīng)成為儀器發(fā)展的主要方向之一。儀器的智能化與自動化發(fā)展帶來的優(yōu)勢眾多。

　　以樣品前處理儀器為例，自動化樣品前處理設(shè)備不僅可以降低人工操作帶來的誤差、改善樣品處理效果、提高樣品處理效率，還可以解放人力、降低人工成本。此外自動化設(shè)備通過軟件操作系統(tǒng)進行控制，操作簡單，方便管理。即使是高強度、高危性的樣品前處理工作也可以通過簡單的操作完成。目前已經(jīng)有很多國產(chǎn)企業(yè)在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售自動化樣品前處理設(shè)備，并得到了良好的市場反饋。

　　除了儀器設(shè)備的自動化之外，工業(yè)制造中常用的機械臂也已經(jīng)開始應(yīng)用與實驗室自動化中。與制造業(yè)中使用機械臂代替人工操作相似，實驗室機械臂技術(shù)也同樣可以極大提高工作效率。比較典型的是在全自動液體處理工作站中用于移液的機械臂，可以進行高通量移液，一次性處理多個樣品，提高樣品處理速度。目前國產(chǎn)的移液機械臂已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。此外更為常見的是通用型的機械臂，不僅可以用于樣品的搬運、移動等，還可以完成更復(fù)雜的工作。

　　今年7月，利物浦大學(xué)的研究人員在《自然》雜志上發(fā)表了一項研究成果。研究團隊改造了使汽車生產(chǎn)過程中流水線上的工業(yè)機器人，使其可以在化學(xué)實驗中與人類研究員一樣使用儀器設(shè)備。與傳統(tǒng)的實驗室自動化方案相比，這項研究的突破在于不是讓儀器設(shè)備自動化，而是讓儀器設(shè)備的操作者自動化。

　　借助激光掃描和觸覺反饋，研究團隊使這款機器人實現(xiàn)了與外界的互動。通過編程構(gòu)建實驗系統(tǒng)，機器人能夠獨立完成稱重、配液、進行催化反應(yīng)、計量反應(yīng)產(chǎn)物等實驗任務(wù)。在研究中，這款機器人在沒有人類知道的情況下使用搜索算法自動發(fā)現(xiàn)了活性提高了六倍的催化劑?？梢哉f已經(jīng)稱得上是一位“研究人員”。

　　從儀器自動化到工業(yè)機器人的應(yīng)用，實驗室正在變得越來越智能。與現(xiàn)代工業(yè)自動化的發(fā)展相同，實驗室自動化也將研究人員從繁瑣、重復(fù)的工作中解放出來，讓他們有更多的精力專心投入到研究中。而儀器行業(yè)也需要順應(yīng)這一發(fā)展方向，讓自己的產(chǎn)品更好地融入到實驗室自動化體系中。

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