提起最炫酷的實驗室，相信許多人的腦海中第一時間都會想到科幻電影《鋼鐵俠》中的場景。鋼鐵俠的實驗室中不但有各種黑科技設備，能夠推演、驗證各種科學概念，而且還有人工智能助手Javis幫助主人隨心所欲地駕馭各種實驗工具。
實驗室是科研發展的搖籃，絕大多數改變世界的科學發現都是從實驗室中走出來。然而長久以來，由於科學創新的門檻很高，實驗室往往成為資金雄厚的大企業才有實力擁有的資源。對於廣大中小企業和初創企業而言，從零開始搭建實驗室進行研發創新的成本太高。
有沒有可能從實驗室基礎設施的角度，降低企業科技創新的門檻？一些有理想的實驗室自動化企業已經在引領共享實驗室領域上進行了探索。
力揚與LABVO TECH的夢想：人人都能共享的實驗室
去年第四季，在2019北京分析測試學術報告會暨展覽會 (BCEIA 2019) 上，力揚企業有限公司亮相了旗下子公司LABVO TECH的智能型實驗室（SmartLab）。
在BCEIA這個中國分析測試領域規模最大、最具影響力的國際性學術會議及展覽會上，力揚展示的LABVO智能型實驗室是目前智能化實驗室領域的領先成果，體現了“人機合一、智能引導、精準預測、資源共享”等特點，吸引了眾多業內人士的高度關注。
然而對於力揚來說，這只是其在重大行業展會舞臺上的初試啼聲。作為業內領先的實驗室自動化解決方案供應商，力揚的夢想是在行業內大力推廣共享實驗室，幫助各行各業的企業研發人員顯著降低實驗室的使用門檻，讓“人人都能使用實驗室”的夢想成為現實。
一直以來，企業的市場地位與其研發投入成正比。在歷年歐盟工業研發投資排名中，全球研發投入排名前列的公司也佔據著科技領域的霸主地位。在製藥領域，羅氏、強生、默克、諾華、輝瑞等醫藥巨頭動輒幾十億歐元的年研發投入背後，是遍佈全球的研究院、實驗室等科研機構。
圖片來自《2018年歐盟工業研發投資排名》
相對來說，中小企業和初創企業科技創新和試錯的成本則要高得多，不可能不計成本進行研發創新。力揚開創性地提出共享實驗室的模式，就是希望為中小企業提供更便利的科研創新條件。
與傳統實驗室固定流程、固定設備、單一實驗目的不同的是，LABVO智能型實驗室將實驗室的核心功能模塊打散，自由靈活地配置，提高實驗室應對高難度、複雜性的能力。LABVO智能型實驗室採用蜂窩形實驗臺設計，每個實驗臺整合一臺儀器，作為一個單獨基本單元操作。通過各單元自由組合，一個SmartLab可整合出滿足不同實驗流程的共享平臺。
LABVO智能型實驗室這種蜂窩單元的設計理念，一方面讓實驗室可以靈活配置，符合中小企業的定製化需求，另一方面還能通過與各行各業合作伙伴的密切協作，打通特定行業的標準流程，降低特定行業、產品的研發門檻。
LABVO智能型實驗室模型
人機合一的智能化實驗室平臺
除了共享模式降低門檻，力揚在智能化實驗室方面的探索也處在行業領先地位。長久以來，孤獨和枯燥都是實驗室工作的代名詞。隨著尖端領域實驗複雜程度一再提升，樣品量規模持續上漲，實驗設備不斷朝著功能多樣性及儀器精準性方向發展，同時也將傳統實驗室管理模式推到了變革的風口。
雖然很多實驗室已經用上了越來越高端的設備，但如何發揮這些設備的最大功效，幫助科研人員更高效地完成實驗任務，成為行業難題。很多傳統管理模式下的實驗室還是靠人工記錄數據，不可避免出現遺漏和差錯。尤其當實驗結果與目標不符時，無法有效追蹤流程數據找到原因。當同時進行多項實驗時，實驗資源無法高效共享，導致實驗設備的利用效能低。
過去20年，力揚企業有限公司已經在製藥、醫療、材料、石油化工等行業已累積了數千家用戶，並同用戶一道建立和規範了實驗室自動化的使用標準。此次推出的LABVO智能型實驗室的一大特點是人機合一，這也是傳統實驗室的痛點。LABVO智能型實驗室是一整套結合軟硬件的實驗室自動化解決方案，並彙集了AI、雲計算、智能設備以及混合現實技術等。
LABVO智能型實驗室的核心——智能管理系統SmartAssistant，包含 了SmartGuide、SmartLogistic、AutoStep、SmartMatch、SuperVision五大功能單元。SmartAssistant可以輔助實驗人員完成自動化採購、實驗步驟指導、最優資源排程、全流程數據可回溯等功能，覆蓋從科研人員走進實驗室到實驗項目完成的實驗全鏈條。
走進SmartLab，研究人員只需戴上Hololens MR頭顯，就進入了SmartAssistant全程指導的實驗過程。
實驗前一天，SmartLogistic會預先檢查並計算實驗所需物料，當數量不足時，會自動下單補充庫存。SmartGuide則會自動檢查需要用到的實驗部件是否正常連接，如有異樣會自動聯繫技術人員，確保在實驗進行前完成修理。
在實驗過程中，SmartGuide會利用混合現實技術指導整個實驗流程，提示每一步的操作，還可以顯示SmartLab中的儀器狀態、運作中的參數、實際用料消耗並預測實驗完成的時間。當同一個SmartLab中同時進行多組實驗時，常用的儀器必然會共享。AutoStep會按最優排程安排流程並分配儀器，令不同的實驗可以同時進行。
實驗進行中，通過在不同的位置設置多個高質鏡頭，SuperVision還可以精準回溯實驗流程，這樣既可以方便後續培訓，又能夠讓遠程研究人員透過SuperVision Mobile以第一人稱視角參與實驗，實現多地區協作。SmartMatch則會收集可能影響結果的原始數據，為後續實驗提供建議，甚至是在實驗開始之前就提示工作人員有哪些地方可能出現問題。
從數據管理入手，推動中國實驗室變革
“在實驗室自動化領域，國內與歐盟、日本等先進國家在硬件方面差異不大，差距就在於數據完整性、人機一體化的程度以及操作流程的標準化。”力揚企業有限公司CEO黃凱揚對趣味科技表示。
過去20年，國內實驗室的自動化程度經歷了從人工手動到分析儀器普及，再到目前向智能化、自動化實驗室演變的大趨勢。黃凱揚認為，未來智能化實驗室有幾大趨勢：共享模式、人機合一、全流程數據可追溯以及遠程協作。
其中最重要的是實驗流程數據的收集、整理和分析。只有將每一個儀器的每一步操作、時間、速度等所有參數都精準記錄下來，回溯錯誤、優化流程、提升協作效率才有可能。
這也正是力揚推出LABVO智能型實驗室的初衷。將複雜的設備整合、流程儘可能標準化，交給機器去做，人負責更有創造性的部分。“這樣研究人員可以不用再去管這些工具是怎麼誕生的，工具是通過什麼原理工作的，只需要關注實驗本身就行。”黃凱揚說道。
力揚研究員正在進行TCM中藥提取實驗 (左) QueChERS農產品檢測實驗(右)
BCEIA展會上，力揚的三位研發人員親身演示了在SmartAssistant系統的幫助下，同時進行TCM中藥提取實驗、QueChERS農產品檢測實驗和DNA檢測實驗三個不同的實驗項目，不僅實現了資源共享，而且高效優質地完成了各自的實驗成果。
通過Demo展示，研發人員驗證瞭如何將SmartGuide的指導性、SmartLogistic的統籌性、AutoStep的智能性、SmartMatch的精準性和 SuperVision的協作性完美結合。
不過，真正落成一個全智能化和數字化實驗室是一個漫長的過程，SmartAssistant的功能也將隨著技術發展不斷更新。“今天我們所看到的智能型實驗室只是一個概念雛形，面對 5G 和人工智能快速發展的時代，智能型實驗室的發展必將擁有無限可能。”黃凱揚指出。
讓實驗室研究資源共享並提高效能，讓更多中小企業邁過搭建實驗室的門檻，是力揚LABVO智能型實驗室的最終目的。相信在力揚等行業領先解決方案提供商的推動下，真正共享模式的智能實驗室將會越來越快地落地。
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