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随着科技的进步，智能化机器人技术得到了迅速发展，机器人在传统实验室有了更多应用。那么，智能机器人会取代一线实验员吗？这应该是所有实验室工作者都关心的问题，接下来，我就看看专家怎么说？ 机器人及人工智能（AI）技术的飞速发展，也带来了实验自动化的快速进步。还记得前不久我们报道过的登上Nature 封面的机器人化学家吗（Nature, 2020, 583, 237-241）？ 它可以在实验室内“跑来跑去”（下图），独立执行各项任务，7天×24小时做实验（除去充电时间，每天做实验时间实际为21.5小时）； 那么，当机器人参与到分析实验时，你知道会发生什么吗？ 戳视频 看我们的机器人如何与人类携手合作！
机器人为Supelco®液体化学品装瓶并包装 精密准确作业
机器人为预装管精准装入等量试剂 确保最小偏差，让每次测试结果都精准可靠 看着来势汹汹的各式各样机器人“实验员”，不可避免，不少科研工作者心里都有点慌。但实话实说，它们离彻底代替人类还差的远？ 在激动兴奋之余，今天，咱们来聊一聊实验室里的机器人会取代一线实验员吗？ 对于实验室自动化，到目前为止并没有一个普遍的定义，通常是指利用各种自动检测仪器、设备和计算机等手段实现测量、实验（包括样品制备、前处理等）和数据处理的自动化，借以减轻实验人员的手工操作，提高科研工作效率。一般来说，根据自动化的程度和规模，现代实验室自动化大致可分为以下四个层级： 一、单模块形式自动化，也就是针对实验室某一操作或步骤进行自动化和智能化，例如自动化样本运输，自动化样本存储，自动化配液，自动化称量、自动化离心、自动化消解以及自动化测试等操作。 二、工作站形式自动化，主要针对某些常用的流程，集成多个模块，以实现一序列连续的自动化，例如化学前处理流程自动化、病毒前处理流程自动化、微生物前处理流程自动化、核酸检测流程自动化等。 三、流水线形式自动化，即针对大量的样品，集成多种样品前处理及测试分析仪器，实现全流程自动化，包括自动化样本运输、自动化开盖压盖、自动化离心、自动化混合、自动化过滤以及自动化上机检测等。 四、机器人形式智能化，也就是实验室自动化的最高级别，即实验室智能化操作和管理，通过近距离或远程对智能机器人发出指令，进行所有的实验室操作，包括样品前处理、分析检测和实验数据的处理，并可以循环往复地进行。 就中国目前的实验室自动化发展水平而言，有一种说法认为中国的实验室自动化发展水平相比欧美发达国家有大约20余年的时间差。 实验室自动化的另一个发展方向在于集成化。在这方面，Automated Science系列公众号曾报道，美国在生化领域已经有集成化云端实验室投入市场，科技工作者客户只负责设计具体的实验框架和各项参数，以及邮寄一些特别的原始材料，就可以由机器远程在云端实验室负责解决下游的所有实验过程，并反馈实验数据，帮助客户分析数据。 可以说，欧美发达国家的实验室自动化已开始向智能形式机器人迈进，而在中国，大多数实验室自动化的程度还主要停留在单模块形式上。个别领域的实验室实现了工作站形式以及部分实现流水线形式自动化。 ▍我国智能化机器人市场空间巨大 “今天的人工智能已经在科研领域给科学家带来很多帮助。我们可以想象，爱迪生发明灯芯，要对各种材料不停试错，如果有这种机器人的帮助，那可能提早电灯的发明。其实，在科研领域有很多类似的应用。比如我们中科院物理所，在晶体材料的合成和生长上，就使用人工智能作为辅助。我们所几辈科研人员在这个行业深耕几十年，留下了丰富的实验数据，但都是写在纸上的。我们把这些实验记录数字化，再“训练”一个识别程序，就能用来预测晶体能不能长成等。再比如，在材料科学中，很多时候科学家们要从材料微观组成，例如原子排列顺序等，来推测材料可能具备的宏观功能，例如亲水性等。通常这个计算是很复杂的，需要耗费大量时间。现在，人工智能通过“学习”之前的计算结果，已经可以完成这部分工作。当然，其准确性还有很大提升空间。”中国科学院物理所研究员王磊。 天眼查专业版数据显示，我国共有17.3万企业名称、经营范围、产品服务包含“机器人”，且企业状态为在业、存续、迁入、迁出的机器人相关企业。地域分布来看，广东省的机器人相关企业数量最多，超4.7万家，占全国近3成。江苏省的此类企业数量次之，接近2.4万家，占全国13.75%。排在第三、第四位的山东省和浙江省，机器人相关企业分别占全国8.14%和7.95%。此外，上海市以近9,000家的企业数排在全国第五，占全国4.99%。 行业角度来看，我国分布在科学研究和技术服务业的机器人相关企业占比最大，为32.91%。其次为批发和零售业（29.97%），信息传输、软件和信息技术服务业（18.76%）和制造业（9.00%）。天眼查专业版数据显示，近十年以来，我国机器人相关企业（全部企业状态）的年新增数量持续增长，2015年-2018年，相关企业的注册增速连续四年超过40%。 ▍机器人会取代一线实验员吗？ “人工智能很可能给实验室带来巨大变革，甚至出现无人实验室。但我认为，短时间内，人工智能和机器人不能替代科学家。我们看《自然》刊登的这个实验中，进行实验顶层设计的，比如实验架构等，还是科研人员，机器人和人工智能只不过是人的手和眼的延伸。我认为，即便深度学习等人工智能方法发展起来，也不太可能替代科研人员。因为人工智能是建立在算法之上，它的能力的获取是基于大量数据得来的，强大的基于数据的计算能力是人工智能的核心能力。但人工智能和真实的生物智能还有很大差距，人从来就不是这么思考的，人类的智能是基于知识、而非基于数据的。而这点，人工智能还做不到。比如我们课题组在研究手术机器人。在某些方面，它的精准度比普通医生要高。但是人体是非常复杂的，每个人的情况也千差万别，遇到复杂病灶、复杂障碍如何处理？这点机器人还不行，比不上经验丰富的医生。因为这些能力和判断都是基于经验知识的，而非简单数据。”中国科学院自动化研究所研究员侯增广。 近年来，随着自动化进程的加速，对于机器人是否会代替普通操作人员的争论，引发了人们的极大关注，同时也引发了新一轮的焦虑。其实，小析姐认为机器人进入人类生活只是时间的问题，就像蒸汽机必然要代替手工从业者一样，但是，蒸汽机的出现也将人类从单一枯燥的劳动中解放出来，增加了许多新的行业与就业机会。所以，我们应该做的不是焦虑自己是够会被替代，而是要享受高科技带来的便利，在接受先进科技的同时，要学会掌握科技，运用科技，才能在下一次科技革命到了之时，从容不迫，掌控命运。 该文章内容转载自 实验与分析 END |
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