Автоматизированная лабораторияВ основе лежит интеграция механизмов, датчиков, управления и информационных технологий, чтобы экспериментальный процесс выполнялся в соответствии с установленными правилами без вмешательства человека или небольшого числа людей и чтобы весь процесс сбора, обработки и управления данными был управляемым. Его основные технологии охватывают робототехнику, обработку жидкостей и образцов, интеграцию датчиков и обнаружения, управление процессами и управление информацией.1 Роботизированные технологии являютсяАвтоматизированная лабораторияОсновы для автоматизации физических действий. Многосуставный манипулятор с концевым исполнительным устройством может выполнять такие действия, как перенос жидкости, захват, вскрытие крышки, уплотнение пленки и передача образца в соответствии с координатами или визуальным руководством. Точность позиционирования и повторяемость являются ключом к обеспечению согласованности эксперимента. Технология обработки жидкостей включает в себя прецизионный перенос, разделение и смешивание, полагаясь на систему насосных клапанов с шаговым или сервоприводом и контроль уровня жидкости, чтобы обеспечить точный объем и предотвратить перекрестное загрязнение. Технология обработки образцов включает в себя хранение, маркировку, сортировку и предварительную обработку образцов в сочетании с системой автоматического ввода проб и конвейера для обеспечения упорядоченного потока массовых образцов при постоянной температуре или в определенной атмосфере.
Интеграция сенсорных и контрольных технологий позволяет устройствам получать экспериментальные состояния и данные в режиме реального времени. Оптические, электрохимические, температурные, давления и датчики изображения распределены по исполнительным звеньям, преобразуя физические количества в анализируемые сигналы. Элементы контрольно - измерительных приборов подключаются к системе управления через стандартизированный интерфейс для синхронного сбора данных и мгновенной обратной связи. Технология управления процессами, основанная на программируемой логике и промышленной шине, структурирует подсистемы в соответствии с экспериментальным вариантом в цепочку задач, выполняемых непрерывно или параллельно, и может динамически корректироваться для реагирования на аномалии или изменения потребностей. Технология управления информацией включает в себя хранение экспериментальных методов, журналирование операций, архивирование и отслеживание данных, а также интеграцию и обмен информацией между устройствами и партиями с помощью системы управления информацией лаборатории.
Области применения широко охватывают биологические науки и медицинские исследования, исследования и разработки лекарств, мониторинг окружающей среды, безопасность пищевых продуктов и скрининг материалов. В области наук о жизни можно выполнить задачи с высоким потоком, такие как извлечение нуклеиновой кислоты, построение системы PCR и подготовка секвенированной библиотеки, чтобы уменьшить искусственные ошибки и увеличить поток образцов. В исследованиях и разработках лекарственных средств автоматизированная платформа используется для управления банками соединений, скрининга высокого потока и оптимизации формулы, что позволяет в короткие сроки выполнить большое количество испытаний на активность и стабильность в условиях. Область экологического мониторинга с помощью автоматизированного отбора проб и многопараметрического анализа обеспечивает непрерывный мониторинг и загрузку данных о загрязняющих веществах в воздухе, воде и почве. Тестирование безопасности пищевых продуктов повышает эффективность тестирования и снижает затраты на рабочую силу посредством предварительной обработки и быстрого анализа массовых образцов. В материаловедении автоматизированная система может выполнять многоступенчатый процесс подготовки порошка, спекания и тестирования производительности, чтобы ускорить процесс отбора новых материалов.
Преимущества заключаются в повышении эффективности экспериментов, обеспечении согласованности операций, уменьшении человеческих ошибок и рисков безопасности, а также в обеспечении длительной непрерывной работы и дистанционного мониторинга. Его реализация должна учитывать пространственную планировку, совместимость оборудования, стандартизацию методов и обучение персонала. Система должна иметь функцию самодиагностики неисправностей и аварийной остановки, ключевые компоненты должны регулярно калиброваться и поддерживаться для обеспечения стабильной производительности во всех аспектах. Безопасность данных так же важна, как и контроль доступа, и необходимо создать механизмы управления правами и аудита для предотвращения несанкционированных изменений и утечки.
Автоматизированная лабораторияОсновная технология основана на механической и жидкой обработке, в сочетании с сенсорным обнаружением и управлением информацией о процессе для достижения автоматизации и интеллекта всего процесса эксперимента. Область его применения охватывает аспекты контроля качества научных исследований и производства и обеспечивает эффективную поддержку экспериментов с высоким потоком, высокой точностью и высокой надежностью.