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從自動化到機器人 實驗室的智能時代
2020年10月09日 09:27:52
來源：儀器網 點擊量：4372
在利用機器人進行實驗操作之前，科研實驗室很早就已經出現了向自動化發展的趨勢。特別是在儀器行業，智能化與自動化已經成為儀器發展的主要方向之一。儀器的智能化與自動化發展帶來的優勢眾多。
【化工儀器網 行業動態】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，科技發展到今天，機器人已經不再是科幻作品中對于未來的幻想。
雖然現有技術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，但是自動化的工業機器人早已廣泛應用于工業生產中，包括切割焊接、裝配、噴涂、運輸、分揀等。隨著人工智能的發展，服務型機器人也開始出現在人們的日常生活中，如家用掃地機器人、專業醫療機器人等。而在科研實驗室中，機器人同樣有著很大的發揮空間。
在利用機器人進行實驗操作之前，科研實驗室很早就已經出現了向自動化發展的趨勢。特別是在儀器行業，智能化與自動化已經成為儀器發展的主要方向之一。儀器的智能化與自動化發展帶來的優勢眾多。
以樣品前處理儀器為例，自動化樣品前處理設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。此外自動化設備通過軟件操作系統進行控制，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。目前已經有很多國產企業在研發、生產、銷售自動化樣品前處理設備，并得到了良好的市場反饋。
除了儀器設備的自動化之外，工業制造中常用的機械臂也已經開始應用與實驗室自動化中。與制造業中使用機械臂代替人工操作相似，實驗室機械臂技術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。目前國產的移液機械臂已經發展得較為成熟。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，還可以完成更復雜的工作。
今年7月，利物浦大學的研究人員在《自然》雜志上發表了一項研究成果。研究團隊改造了使汽車生產過程中流水線上的工業機器人，使其可以在化學實驗中與人類研究員一樣使用儀器設備。與傳統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備自動化，而是讓儀器設備的操作者自動化。
借助激光掃描和觸覺反饋，研究團隊使這款機器人實現了與外界的互動。通過編程構建實驗系統，機器人能夠獨立完成稱重、配液、進行催化反應、計量反應產物等實驗任務。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現了活性提高了六倍的催化劑。可以說已經稱得上是一位“研究人員”。
從儀器自動化到工業機器人的應用，實驗室正在變得越來越智能。與現代工業自動化的發展相同，實驗室自動化也將研究人員從繁瑣、重復的工作中解放出來，讓他們有更多的精力專心投入到研究中。而儀器行業也需要順應這一發展方向，讓自己的產品更好地融入到實驗室自動化體系中。
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