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人工智能技术在实验室管理中的应用研究

2021-01-11胡波

今日自动化 2021年10期
关键词:实验室管理应用研究优势

胡波

[摘    要]科学技术为社会的发展进步做出了极大贡献,其中,以人工智能技术的发展最为迅速,在多个领域得到了广泛应用,比如计算机视觉、语音识别、机器学习、云计算技术等,其都属于人工智能技术的范畴。将人工智能技术与实验室管理相结合,能够更好改善和解决当下实验室管理中的问题和不足,不断提高实验室管理效果。文章就结合实验室管理,探讨了人工智能技术在该方面的应用,以供参考。

[关键词]实验室管理;人工智能;优势;应用研究

[中图分类号]G647;TP18 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487(2021)10–00–03

Research on the Application of Artificial Intelligence

Technology in Laboratory Management

Hu Bo

[Abstract]Since entering the new era, various advanced science and technology have sprung up like mushrooms after a rain, and have made great contributions to the development and progress of society. Artificial intelligence technology has developed the fastest and has been widely used in many fields. For example, computer vision, speech recognition, machine learning, cloud computing technology, etc., all belong to the category of artificial intelligence technology. Combining artificial intelligence technology with laboratory management can better improve and solve the problems and deficiencies in the current laboratory management, and continuously improve the effectiveness of laboratory management. Therefore, the article discusses the application of artificial intelligence technology in this area in conjunction with laboratory management for reference.

[Keywords]laboratory management; artificial intelligence; advantages; applied research

人工智能技術是推进社会发展进步中最为重要的技术之一。因此,将人工智能技术与实验室管理相结合,也是实验室管理智能化发展的必然要求和未来趋势。通过人脸识别、出入人员自动登记、智能数据管理终端等技术的有效应用,能够全面促进实验室管理效率的提升,有效降低实验室日常运行中的安全风险,不断提高实验室管理的智能化和规范化程度。

1 人工智能技术的概述以及应用优势

(1)计算机视觉。其主要涉及图像和视频识别,在现阶段司法公安、医疗航天、工业等领域得到了有效应用,如人脸识别、图片视频智能监控分析、工业机器人视觉、文字提取识别、三维图像视觉等方面的内容。

(2)语音识别。该技术是通过计算机将人所发出的各种语言语句转换为计算机可识别的字符或者编码。目前语音导航、智能控制、语音输入等都属于该技术的应用范畴,且其还可以与机器翻译等技术相结合,将某种语言直接通过计算机翻译为其他语言,如汉语、英语的翻译。

(3)自然语音处理。该技术的本质在于使计算机理解自然语言,通过计算机软件将自然语音信息进行进一步处理,如音、形、义等,进而实现机器和人间的交流。机器翻译、社交媒体、自动回答等都属于该技术的应用范畴[1]。

(4)机器学习。该技术作为人工智能应用的最主要领域,其建立在神经科学、计算机技术等技术之上,以此技术为核心的大数据,已经在当下得到了最为广泛的应用,如数据挖掘分析、数据预测、图片分类等。

(5)互联网以及云计算。该技术作为人工智能发展的基础,利用互联网采集和传输网络中存在的相关信息,然后通过云计算技术进行分析处理和加工,把所得到的云计算数据与摄像头采集数据进行对比,并执行云计算结果,就能够完成实验室的智能化管控。各种人工智能技术的迅速发展,不仅为行业的发展做出了有效贡献,而且将其应用于实验室管理中,也可以取得极好的效果,有效提升实验室管控效果、效率[2]。例如,智能机器人技术的日益成熟可以在实验室培训中得到有效应用,即实现实验室的无人自动化管控;智能管控系统的有效应用,能够进一步完善实验室管理流程和管理体系,降低实验室安全事故风险;智能化的数据管理终端和资源共享平台则能够为科研工作提供更好的条件,不断提高科研水平。

2 现阶段实验管理存在的问题

2.1 管理方式落后,依赖人工管理

人工智能已经具备极其广阔的应用场景,智能分析、自动驾驶、智能控制等都属于其常见应用领域。目前实验室管理中智能技术的应用进程相对较慢,大多数管理控制仍是以人工管理为主,不仅人工管理成本相对较高,并且在管理中经常会因人为因素而引起较多的漏洞,严重影响了实验室管理的效果。

2.2 实验室人员流动频繁,登记制度不完善

实验室基本属于开放区域,每天都会有大量的人流出入,而在当下的出入人员登记管理中,基本采用纸质登记管理。出入人员的登记管理难度较大且异常烦琐,根本无法全面做好对出入人员信息的溯源分析。其一旦出现问题,必然会影响实验室正常工作的开展,也不利于实验室的现代化智能化发展[3]。

2.3 信息监控不到位

人工管理作为实验室管理的主要形式,大多数管理人员都存在多个兼职,不仅需要负责日常科研工作,而且还需要兼任内勤管理,但是在具体工作中基本以科研试验工作为主。因实验室内勤管理工作的重视程度相对较差,且其自身工作任务和计划的限制,也制约了管理人员对实验室进行全天候观控。这就导致部分实验室问题、隐患难以得到及时排查,给实验室造成了较大的损失和影响。

3 实验室管理中人工智能技术的应用模式

3.1 智能化的实验室管理控制系统

感应式身份识别系统作为当下安全管理中最为常用的技术之一,其能够有效促进实验室管理效率的提升。在以往实验室身份识别中,基本采用读卡式门禁识别系统,通过相应的授权卡就可以刷卡进入实验室,或者由管理人员对部分人员进行授权,或者提前预约也可以进入实验室。在此过程中管理系统还能够及时识别和记录人员的相关信息,如姓名、出入时间等。随着现阶段人脸识别技术的不断发展,其完全能够取代读卡器门禁系统,人脸识别系统具备更强的识别能力和准确性,只有通过脸部识别和瞳孔信息识别的人员才能够进入实验室。同时,识别信息会迅速反馈到管理系统中,能够有效避免门禁卡丢失或者外借等引起的不良影响[4]。除此以外,人脸感应识别系统还可以应用于仪器设备的管理使用中,只有通过身份识别的人员,才能够启动和操作相应的仪器设备。同时,电脑软件还会对相关使用者的信息、仪器设备运行参数等进行记录储存。

3.2 实验室智能管理软件系统

智能管理软件系统作为一项综合性的管理软件,其全面综合了实验室日常管理的各项工作,具体有仪器档案的编制、储存和分类,试验项目信息,药品等消耗品的存储使用信息,实验室人员信息等。通过完善网上预约系统,能够有效提升实验室整体设备资源利用率,实验室使用者可以利用预约系统提前进行预约,并获得相应设施的操作权限,并且只有在管理人员审批通过后,才具有相应的使用权和进入权。

3.3 实验室数据管理智能终端

实验室在日常运行中会通过各种试验方式获得数据,并对数据进行进一步加工分析和处理,从而达到相应目的。因此,智能终端对于实验室智能化管理有着非常重要的作用,其具有生成报表、管理实验报告、报告等级评定等方面的功能,并且其采用线上操作,能够有效提高信息数据的管理效率。但是该方法对于智能终端数据库的要求较高,所以在智能终端设计中,一般都会设置有信息批量导入功能[5],以便进行大量信息数据的采集、分析和处理。

3.4 构建中心资源共享平台

以大数据、互联网、数据库等技术为基础,能够构建实验室中心资源共享平台,从而提高各种资源的利用率,为科研人员在日常工作中的交流、学习、查询提供便利依据。同时,共享资源平台也更有助于实现不同实验中心和科室间的资源整合,并与实验室智能管理系统和管理软件相结合,合理划分相应的功能模块和权限设置,实现实验室的规范化、智能化发展。

3.5 人工智能在实验室智能安全监管中的应用

将人工智能技术与传感器相结合,能够有效实现对实验室中的信息参数的互联网采集,为实验室实时动态管控提供准确地依据,增强实验室管理的应急应变能力。同时,借助远程通信,还可以利用智能化监控摄像做好对实验室内部情况的实时观察,及时发现和排查异常。其可以围绕下述几点进行智能化安全监管系统的构建:①实验室中存在大量高精度仪器设备,其对于温度湿度都有着非常高的要求,通过人工智能技术能够将温度监测、温度控制等结合到一起,通过计算机自动实现对实验室内各区域温度的调节控制,营造最为适宜的仪器设备运行环境。②烟雾传感器、火灾报警系统都可以与智能化系统相结合,在实验室内出现温度异常或者烟气异常时自动发出报警信息,并启动喷淋装置和发出警报信号,有效降低火灾影响。③人工智能在智能化配電中的应用。该功能是将光伏、风力发电、UPS等技术实验室供电系统相结合,在实验室出现突然断电时能够自动进行电源切换;避免突然断电而影响实验室的正常运行或者引发安全事故。

4 提高人工智能技术在实验室管理中应用效果的措施和策略

4.1 引进专业化实验室管理人才

组建一支专业化的实验室管理团队,是维护实验室技术设备、发挥实验室作用的重要前提。实验室管理水平的提升,不仅要在硬件方面、资金方面加强投入与强化,更关键的是引进专业化的实验室管理人才。对于目前面临的实验室专业化人才分配不均的情况,应采取措施实现普通实验室也拥有充分的专业化管理人才。例如,安排顶尖实验室管理人员与普通实验室管理人员进行定期交流或参考考察,由此解决普通实验室管理漏洞,还可以帮助普通实验室人员了解先进实验室智能化管理的优势。此外,对于实验室现有的管理人员,应为其定期组织相关培训活动,让实验室管理人员能够在培训中不断提升管理能力、理论水准,认识到在日常工作中学习与应用智能化管理、专业化管理知识的现实意义。

4.2 强化硬件建设提高实验室管理效率

对于实验室中的信息化硬件设施基础,由于其为实验室正常运行的基本保证条件,因此,还需要强化信息化硬件设施建设,提高实验室各类硬件设备的多样化,充分应用先进的信息化、智能化技术,在此基础上提高实验室管理效率。为了能够保证完成实验室信息化硬件设施基础的建设水平,需要有充足的资金作为支撑,那么在吸引资金时,不能仅依赖于拨款,实验室自身还可与商业领域的大公司签订合作协议,通过共享一定的研究成果获得大公司的资金赞助。这样不仅能够保障实验室信息化硬件设施的完善有资金支撑,还能在互惠互利的前提下帮助大公司的发展。在获得充足的保障资金后,实验室也能够具备吸引更多优秀人才的实力,进一步推动实验室管理效率的提高[6]。实验室将完善之后的信息化硬件设备与实验室日常管理相连,最大程度地发挥信息化技术的作用,让实验室信息化管理进入更高层次,带动实验室的整体发展。

4.3 提高实验室信息化设备资源利用率

为了避免出现实验室信息化设备资源浪费的情况,应注重搭建实验室信息化设备资源管理系统平台,将实验室内的现有各种资源信息上传至该平台上,创设对应的实验室信息化设备资源信息库,便于后续对资源信息的调取与查阅,真正做到将信息化与实验室资源置换相结合,实现实验室信息化设备资源的共享,提高实验室信息化设备资源利用率。另外,各实验室应借助信息化发展优势成立空间网站,将实验室成果展示到空间网站上,在此基础上提高开放程度,最大限度地实现实验室信息化设备资源共享。同时,实验室还可根据自身情况,加强与其他实验室的跨区域交流、共享,不仅能够节约自身实验室信息化设备资源购置、管理成本,还能够在相互传递信息的过程中学习到更加先进的实验室管理经验,拓展实验室信息化设备资源管理思维空间。另外,实验室在进行开放管理后,还需注重各专业信息化设备资源的相互利用、共享、融合,避免重复性购买各专业实验室所需的同种设备。这样既能解决实验室信息化硬件设施基础建设经费紧张的问题,又能为提高实验室信息化设备资源利用率打下基础。

5 结束语

将人工智能技术与实验室管理相结合,是目前科技进步、信息化时代发展对实验室管理提出的新要求,也是实验室管理的必然趋势。二者的结合不仅能够有效提升实验室运行管理效率,更能帮助管理人员分担工作压力,降低工作强度,为科研人员提供更好的科研条件。因此,在现阶段必须加强在该方面的研究和分析,围绕实验室的具体情况做好对各种人工智能技术的合理应用,不断提高实验室的智能化和现代化程度。

参考文献

[1] 狄宴如.浅析人工智能技术运用于实验室管理的研究[J].化工管理,2018(13):69-70.

[2] 殷社萍,王皎月.移動互联网时代高校实验室智能化管理与实践[J].实验技术与管理,2018,35(10):262-264.

[3] 朱丽娜,何长征.浅析智能管理系统在高校实验室管理中的运用[J].现代职业教育,2017(16):146.

[4] 杨念.浅谈高校人工智能实验室建设的研究[J].电子制作,2019,16(18):67-68.

[5] 张卫明,王红梅.高校实验室设备智能化管理模式探析[J].实验室研究与探索,2018,37(1):247-251.

[6] 徐嘉,佟璐.基于信息化平台的高校管理学科开放实验室管理模式研究[J].无线互联科技,2020,17,193(21):95-96.

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