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想加速實驗創新效率與成本嗎? 打造一間基於物聯網與自動化的智慧實驗室吧!

智慧實驗室可提升研究的效率與生產力、促進良好的作業方式與實驗品質。Sartorius AG

物聯網(IoT)與自動化可為科學研究領域帶來破壞性創新與許多機會,實現智慧實驗室(smart lab)以彈性與易取性改善現有系統與作業方式,發揮研究人員與儀器最大效益,縮短實驗時間、降低實驗成本、加速創新,唯須排除路安全與隱私風險的疑慮以保護資料與智慧財產。

根據IoT Tech News報導,智慧實驗室透過IoT讓儀器跟雲端或本地伺服器連線,並結合實驗室自動化成為整合、彈性、可從任何地方存取的實驗設施。現有儀器可透過實驗室執行系統(Laboratory Execution System;LES)連上網際網路,以提供儀器監測與警示、儲存資料等功能,讓研究人員能遠端操作儀器與接收故障即時警示,以降低成本與提升實驗效率。

現有系統無法受惠於科技的的進展,難以發揮儀器設備、研究人員、研究時間的潛力,造成研究進度延宕。IoT與自動化可促進實驗室作業革新,以及研究的正確性與進行速度,讓研究人員可在整合的工作與設備環境,以遙控與自動化的方式使用連網的儀器在最佳時機進行實驗,不再受限於時程安排,或是需親自在實驗室操作以及人工協調與記錄資料流。

不過IoT涉及網際網路與雲端,必須克服網路安全疑慮才會被實驗室採用,目前的解決方案可讓使用者選擇將資料儲存於雲端或受到防火牆保護的本地伺服器。此外實驗室本身也必須建置可靠的安全環境與基礎設施,並結合嚴密的實驗室與安全作業方式,以降低安全風險、保護資料與智慧財產。

智慧實驗室最大的效益包括能提升研究的品質與進度、改善實驗室效率、促進良好的作業方式,以增加生產力與研究發現。運用自動化與IoT直接以儀器收集與測量資料,並透過網路傳輸至電子實驗室紀錄本(Electronic Lab Notebook;ELN)軟體集中儲存,可減少資料輸入錯誤、強化資料記錄正確性。

基於IoT與自動化的智慧實驗室可依需求客製化、商機無限,具備高適應性與彈性能符合各種研究應用要求,提供包括管理實驗室物品庫存、監測培養器與冷凍櫃溫度等實驗室環境狀況、促進與簡化同僚間交流等功能,此外還能讓協調者檢視儀器使用狀況資料,並據以進行生產力與可用性相關的重要決策。

不過要充分發揮智慧實驗室的效益需要付出不少代價,包括在現有實驗室建置連網系統的財務成本,全數更換現有儀器所費不貲且可能數年後又有新產品,但若僅部分更新則又無法跟現有儀器統一整合,此外有些實驗室認為應優先將經費用於取得實驗所需材料而非讓儀器連網。

製造商與研究人員為維持競爭力,紛紛效法已大規模應用IoT的工業與商業領域,加速引進IoT技術於實驗室作業。實驗室可採取降低成本的變通方式來逐步建置IoT,例如可透過LES即時處理現有儀器的遠端管理與資料收集,期間使用者就能有足夠時間審慎評估市場上的產品,考量其功能與相關安全標準是否符合實驗室的特定需求,有利於將經費花在刀口上。

運用感測器可追蹤實驗室進行中的化學反應,並直接將研究資料傳送至ELN軟體以線上數位格式儲存,再結合實驗室自動化系統即可讓研究人員在統一的平台管理研究資料、監測連網實驗室儀器的輸出。此外自動追蹤實驗材料用量的庫存系統能節省研究人員的時間;而容器(container)技術可在處理特殊化學物品時,自動提醒操作者正確的程序以確保安全。


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