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从手工到智能，实验室自动化能否解放科学家？｜DeepTalk播客更新Vol.11

发布时间：2024-11-02 03:18分类： 无 浏览：690评论：0

导读： 点击收听 点击收听 DEEPTALK 播客在工业自动化早已实现的今天，汽车、3C 等制造工厂的自动化流水线随处可见，以生物领域和化学领域为代表的科学...
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在工业自动化早已实现的今天，汽车、3C 等制造工厂的自动化流水线随处可见，以生物领域和化学领域为代表的科学研究的生产力却还停留在手工时代，实验室研究迫切需要一场工业革命，实验室自动化的变革或可迎来曙光。与此同时，实验室自动化的实现也面临着技术复杂性、需求非标准化、建设成本与人才资源等诸多问题。

本期嘉宾


温正慧：甬江实验室特聘研究员

围绕高附加值的精细化学品与医药中间体，利用连续光催化和连续多步合成策略，结合工程设计与机理研究手段，实现化学合成方式的变革；开展新型自动化流动合成系统在小分子药物和有机合成中的研究及人工智能算法在合成路径规划、工艺优化、反应预测等领域研究；通过系统集成、反应器设计、工艺优化等手段，实现大规模连续光催化合成。

刘家朋：汇像科技 CEO

汇像科技将 AI 和生命科学及高通量实验相结合，致力于为合成生物学、药物筛选、微生物检测、细胞检测、分子检测等领域提供全流程的自动化、智能化综合解决方案，产品范围涵盖从食品安全、药品安全到生命科学领域的智能机器人工作站系统、智能化整合系统以及配套的仪器设备及相关耗材等。

主持人


冰冉：中国科学院微生物研究所硕士

时间轴


03:21

科研为什么需要实验室自动化？

08:45

实验室自动化当前的发展阶段

19:55

实验室自动化的云端协同

24:15

实验室自动化是一个综合的应用领域

28:25

标准化的实验室自动化产品是未来发展趋势

29:57

履带 or 机械手？

31:50

数据管理与实验室共享所带来的顾虑

38:18

实验室自动化在光化学与其他学科中的应用

41:41

实验室自动化技术实现的挑战

45:11

实验室自动化的商业化进展


重点摘要


本次播客聚焦于实验室自动化，讨论了实验室自动化在提高实验效率、降低人力成本以及提升实验结果一致性方面的巨大潜力，特别是利用自动化技术改善化学反应条件的优化和筛选过程与使用 AI 和自动化解决生命科学和化学问题上的经验。

● 推进实验室自动化：价值、意义与未来发展

实验室自动化经历了从手工操作到自动化、智能化的转变，未来将实现更高效的科学研究和数据分析。实验室自动化在不同领域的应用包括但不限于生命科学、微生物学、化学等领域，以及如何通过标准化、平台化技术、AI 技术来满足不同学科的需求。强调 AI 不仅可以用于驱动智能化设备或集成系统，还可以辅助科学研究，使科学家能专注于数据分析的判断。

● 实验室自动化在化学领域的应用与发展

实验室自动化技术应用于化学和材料领域，提高了化学合成、新材料开发及催化剂设计等方面的效率与可行性。自动化技术可以用于优化和执行多步化学合成过程，包括有机合成、药物分子的合成以及催化剂的设计和测试。这不仅提高了合成的效率，还增加了实验的可重复性。能够快速筛选不同的反应条件，如温度、压力、溶剂和反应时间等，以找到最佳的合成路径。在分析化学中，自动化技术被用于样品的前处理、色谱分析、质谱分析以及其他分析方法，提高了分析的通量和准确性。

● 探索自动化系统的关键技术与未来发展

实验室自动化通过整合不同自动化设备和技术，可以显著提高科研效率和设备使用率。在自动化系统的核心技术上尤其是设备间的协同、错误处理机制、数据分析与利用以及标准化是极其重要的关键技术，强调了设备串联与协同工作的复杂性，以及通过迭代过程形成标准产品的必要性。同时探讨了不同技术路径的选择，如履带式和机器人手臂的应用，以及 AI 赋能和云平台对于提升自动化系统性能的作用。云计算与云管理的发展使得实验过程能够实现标准化和自动化，并促进跨实验室资源共享与协作，进一步提升了研究的效率和成功率。此外，结合 AI 和机器学习技术对实验过程进行预测和优化，将进一步增强实验室自动化的功能。

● 自动化实验室在科学研究中的挑战

随着科学家和产业界的努力，实验室自动化取得了进展，但在实践中仍面临多项挑战，包括跨领域技术的整合、设备兼容性问题以及如何使自动化系统更好地服务于科研人员等，包括技术复杂性、需求的非标准化、设备成本高、国产化替代、所需专业人才稀缺等问题。

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内容来源于 DeepTalk 原创制作，已授权转载。
制作团队
主持人：冰冉 DeepTalk
剪辑：嘉鱼
运营：大壮

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