文/Marc Platthaus

未來的實驗室是什么樣子的？// 直接將實驗室儀器設(shè)備的維修說明透射到實驗室眼鏡上，以便實驗員可以維修自己使用的試驗儀器設(shè)備。這只是未來實驗室許多場景中的一個。在本刊記者的采訪中Sascha Beutel博士解釋了實驗室4.0概念下的Smartlab智能實驗室計劃到底是什么意思。

實驗室4.0是繼工業(yè)4.0后提出的，旨在打造新進的智能化實驗室。目前，在實驗室領(lǐng)域中，我們還僅僅只是處于“數(shù)字革命”的層次，也就是相當(dāng)于實驗室3.0的水平。為了達到實驗室4.0的水平，我們還有許多工作要做，例如將實驗室老舊的儀器設(shè)備納入到網(wǎng)絡(luò)中，克服接口技術(shù)和通訊協(xié)議的不統(tǒng)一等問題。盡管如此，Sascha Beutel博士還是嘗試著在Smartlab智能實驗室項目中融入第四次技術(shù)革命的影子，并為第四次技術(shù)革命的到來鋪墊道路。針對實驗室4.0的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，實驗與分析對Sascha Beutel博士進行了采訪。

獨家采訪

LP：距離實現(xiàn)這一目標的道路還很長嗎？

Beutel先生：是的，我們離實現(xiàn)實驗室4.0還有很長的一段路要走。正如我們才剛剛認識到我們的實驗室真的需要交互式的工作一樣，因此，所有SOP標準操作的工作內(nèi)容都必須分解為一個個單獨的操作步驟，搞清楚它們的邏輯關(guān)系和結(jié)構(gòu)關(guān)系。這些步驟、相互關(guān)系不僅僅只是保存在LIMS實驗室管理系統(tǒng)中就結(jié)束了，還要編寫程序?qū)崿F(xiàn)實驗室儀器設(shè)備之間的相互通信。這是一項非常艱巨的任務(wù)，因為，在一個個數(shù)字化操作步驟有了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫之后，只有在人們?yōu)樾碌臋z測實驗使用這些數(shù)據(jù)庫時，才能減少實驗室的繁雜工作。數(shù)字化本身并不是我們的最終目標，要知道：假設(shè)企業(yè)已經(jīng)有了數(shù)字化數(shù)據(jù)庫，而實驗員卻沒有意識到利用數(shù)據(jù)庫來減輕日常工作，不能接受這些對工作環(huán)境有著深刻影響的新事物，那么，再談數(shù)字化就沒什么意義了。

LP：智能化實驗室這一計劃的目標是什么？已經(jīng)完成的項目有哪些？

Beutel先生：Smartlab智能化實驗室計劃是2014年由工業(yè)協(xié)會和學(xué)術(shù)協(xié)會發(fā)起的一個計劃，其目的是為未來的實驗室工作制定一個遠景規(guī)劃。這涉及到實驗室的日常工作中最新的科學(xué)技術(shù)，例如，為了實現(xiàn)實驗室的交互式工作，要實現(xiàn)實驗室基礎(chǔ)設(shè)施的完全數(shù)字化和模塊化。計劃還包括通過開放式合作，開發(fā)出面向未來的智能實驗室的解決方案，從而激發(fā)人們對創(chuàng)造有意義的、可以實現(xiàn)的未來實驗室的熱情。因此，Smartlab智能實驗室決定將定期地在Labvolution會展中展示一些實驗室解決方案。下一次會展將于2019年5月21日至23日舉辦。

我們的一部分工作就是實現(xiàn)各種創(chuàng)新性實驗室方案的可視化。這里包括了靈活的模塊化實驗室儀器設(shè)備解決方案，在必要時允許按照其他方式重新配置實驗室。另外，像天平、傳感器和攪拌器等標準實驗室設(shè)備也都集成到實驗室設(shè)備模塊系統(tǒng)中，從而增加了實驗室可自由利用的空間，還專門設(shè)計了一個全面的數(shù)字化解決方案，允許所有實驗室儀器設(shè)備全方位的雙向通訊，例如實驗室玻璃實現(xiàn)了實驗室護目鏡與數(shù)據(jù)眼鏡的合二為一，直接進行交互。

圖1 Smartlab計劃的發(fā)言人Sascha Beutel博士堅信增強現(xiàn)實和模塊化技術(shù)將決定實驗室的未來。

LP：您對未來智能化實驗室的認識有多少已經(jīng)體現(xiàn)在現(xiàn)在的實驗室中了？

Beutel先生：我們開發(fā)的許多技術(shù)已經(jīng)可以在實驗室的很多工作中使用了，極大地方便了實驗室的日常工作。以3D打印為例，今天3D打印機已經(jīng)是我們實驗室的標準配置了，我們可以根據(jù)實驗需要打印攪拌器的攪拌葉片，或者微量滴定板上某些具有特定幾何形狀、尺寸的孔。這一技術(shù)在實驗室耗材領(lǐng)域也很有用，例如，打印放置凝膠電泳樣本的器具，這比從供應(yīng)商那里購買要便宜多了。

另一個例子就是使用Labglass，為此我們專門開發(fā)了一款智能手機專用App軟件，它可以根據(jù)攝像機拍攝的圖像自動確定菌落總數(shù)cfu值，不再需要人工手工計數(shù)培養(yǎng)皿中的微生物菌落總數(shù)了。最后，必須聲明一點，目前只有那些具有高度標準化工作流程的實驗室更適合我們的解決方案，例如，分析實驗室、質(zhì)量保證實驗室以及培訓(xùn)實驗室，因為，在這些實驗室中重復(fù)的實驗分析工作都進行了標準化，被重復(fù)地和詳細地記錄下來，而這樣的工作都易于實現(xiàn)數(shù)字化的。