从自动化到机器人 实验室的智能时代

【仪器网 行业要闻】10月6日，面向青少年的ROBOFEST CHINA 2020机器人大赛在北京正式开赛。作为性的机器人赛事，ROBOFEST大赛旨在普及机器人工程技术知识，推动机器人教育活动开展。无论是ROBOFEST大赛，还是世界机器人大赛(WRC)，这些机器人赛事都在向我们表明，科技发展到今天，机器人已经不再是科幻作品中对于未来的幻想。

虽然现有技术还无法制作科幻作品中与人类相差无几的仿生智能机器人，但是自动化的工业机器人早已广泛应用于工业生产中，包括切割焊接、装配、喷涂、运输、分拣等。随着人工智能的发展，服务型机器人也开始出现在人们的日常生活中，如家用扫地机器人、专业医疗机器人等。而在科研实验室中，机器人同样有着很大的发挥空间。

在利用机器人进行实验操作之前，科研实验室很早就已经出现了向自动化发展的趋势。特别是在仪器行业，智能化与自动化已经成为仪器发展的主要方向之一。仪器的智能化与自动化发展带来的优势众多。

以样品前处理仪器为例，自动化样品前处理设备不仅可以降低人工操作带来的误差、改善样品处理效果、提高样品处理效率，还可以解放人力、降低人工成本。此外自动化设备通过软件操作系统进行控制，操作简单，方便管理。即使是高强度、高危性的样品前处理工作也可以通过简单的操作完成。目前已经有很多国产企业在研发、生产、销售自动化样品前处理设备，并得到了良好的市场反馈。

除了仪器设备的自动化之外，工业制造中常用的机械臂也已经开始应用与实验室自动化中。与制造业中使用机械臂代替人工操作相似，实验室机械臂技术也同样可以极大提高工作效率。比较典型的是在全自动液体处理工作站中用于移液的机械臂，可以进行高通量移液，一次性处理多个样品，提高样品处理速度。目前国产的移液机械臂已经发展得较为成熟。此外更为常见的是通用型的机械臂，不仅可以用于样品的搬运、移动等，还可以完成更复杂的工作。

今年7月，利物浦大学的研究人员在《自然》杂志上发表了一项研究成果。研究团队改造了使汽车生产过程中流水线上的工业机器人，使其可以在化学实验中与人类研究员一样使用仪器设备。与传统的实验室自动化方案相比，这项研究的突破在于不是让仪器设备自动化，而是让仪器设备的操作者自动化。

借助激光扫描和触觉反馈，研究团队使这款机器人实现了与外界的互动。通过编程构建实验系统，机器人能够独立完成称重、配液、进行催化反应、计量反应产物等实验任务。在研究中，这款机器人在没有人类知道的情况下使用搜索算法自动发现了活性提高了六倍的催化剂。可以说已经称得上是一位“研究人员”。

从仪器自动化到工业机器人的应用，实验室正在变得越来越智能。与现代工业自动化的发展相同，实验室自动化也将研究人员从繁琐、重复的工作中解放出来，让他们有更多的精力专心投入到研究中。而仪器行业也需要顺应这一发展方向，让自己的产品更好地融入到实验室自动化体系中。

关键词： 样品处理 工业机器人 研究人员