实验室自动化与机器人的全天候应用

导读

自动化和机器人技术正在越来越多地应用在实验室研究中，可以提高工作效率，降低实验室成本，为研究人员创造更多的创新时间。

近年来，生命科学已经开始受益于另一个进步：将实验室自动化和机器人引入研发实验室，研究人员正在通过从工具包，试剂到仪器系统的智能化推动科学进步。

自动化常规实验室程序，通过使用专用工作站和软件进行控制，现在已经是基本的实验室服务。一些实验室甚至使用了全功能机器人自动化系统服务，机器人自动化系统可全天候二十四小时运行，提高了实验效率及准确度，避免了人工操作的失误。

更短的时间，更低的成本

自动化和机器人技术的不断涌现已经改变了许多科学家的日常工作。在过去需要几个月时间才能建立，运行和分析实验结果，现在可以用更少的时间来完成任务。因此，过去花时间执行繁琐重复任务的科研人员，现在有时间去创造更多的科研成果。

1、机器人技术可以避免人为错误，因为科学论文或开发药物的错误成本非常高，即使相当低的错误率也可能会对数据下游的结论产生深远的影响。

2、企业层面越来越期望他们的生命科学实验室和基础研究把重心放在核心竞争力上。

因此，越来越期待来自动化合作伙伴的完整解决方案。特别是参与药物研发和临床诊断的公司，自动化和机器人技术的植入大大提高了生产效率并降低了成本。

自动化设备的品种

实验室自动化和机器人设备的制造商，会根据特定实验室或研究人员的具体需要设计具体的设备。必须区分全自动化和半自动化，不是每个科学实验室都需要一个完整的自动化系统。

类似地，自动化系统正在从基因组学扩展到蛋白质组学，为了应对不断变化的需求，实验室自动化设备供应商提供一系列产品和服务，挑战在于配置不同组件，以实现最大的灵活性，自动化、模块化系统将使科学家能够在一个完整的平台中解决多个不同的实验室流程。

机器人复杂程度

机器人自动化系统它们可以执行流程复杂的任务。这些任务涉及夹持放置或排空异物或将物体从一个环境移动到另一个环境。

自动化工作站可以在一天内完成数百个板块的大量工作。工作站通常用于执行固定的任务，例如从样品清洗，冲洗或排空溶液。这些经常要求操作人员进行的操作，均可由机器人独立完成，工作人员只需要依据系提示按时补充相关物料，以保证系统的正常运行即可。

分析测试应用程序

实验室分析也将受益于自动化。自动化测定优化已经被大型制药公司广泛接受，治疗组不允许在HTS系统上进行测定，直到用统计学设计的实验优化测定。它节省了时间和金钱，通过采用分数因子设计加快了分析开发过程，然后自动编程所有的移液功能，过去需要三周时间进行实验设计，现在使用这个解决方案可以在短时间内完成。

制药和生物技术行业已经推动了自动化，并从中受益。药物研发部门率先实现自动化和自动化研究实验室。过去需要几个月的过程现在可以在一天内完成。可以消除许多手动操作，减少人为错误，并且可以使用微量的样品和试剂。

实验室自动化在未来几年将如何变化？

未来的药物研发实验室只有移动智能机器人而没有人类科学家吗？

麻省理工学院人工智能实验室主任罗德尼·布鲁克斯认为不是。他说“实验室结构已经非常完善，科学家们会在芯片上进行实验，使用微机电系统（MEMS技术），使更复杂的机器能够执行目前大型仪器所完成的不同过程。现在开发的算法将有助于在芯片内进行机器人类型的智能决策。有智慧，有感知算法，有MEMS。所以我们将在实验室里安装这样的微型机器人。”

实验室自动化已经对研究人员的工作方式进行了巨大的改变，它将为实验室提高生产力提供新的工具。未来的进展包括可以执行大量任务的可编程自动化工作站；非常复杂的机器人，可以执行超过人类极限的任务，可以拥有像普通人一样从经验中不断学习的智能系统。