胡波

[摘? ? 要]科學(xué)技術(shù)為社會的發(fā)展進(jìn)步做出了極大貢獻(xiàn)，其中，以人工智能技術(shù)的發(fā)展最為迅速，在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，比如計(jì)算機(jī)視覺、語音識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)算技術(shù)等，其都屬于人工智能技術(shù)的范疇。將人工智能技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室管理相結(jié)合，能夠更好改善和解決當(dāng)下實(shí)驗(yàn)室管理中的問題和不足，不斷提高實(shí)驗(yàn)室管理效果。文章就結(jié)合實(shí)驗(yàn)室管理，探討了人工智能技術(shù)在該方面的應(yīng)用，以供參考。

[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)室管理;人工智能;優(yōu)勢;應(yīng)用研究

[中圖分類號]G647;TP18 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–00–03

Research on the Application of Artificial Intelligence

Technology in Laboratory Management

Hu Bo

[Abstract]Since entering the new era， various advanced science and technology have sprung up like mushrooms after a rain， and have made great contributions to the development and progress of society. Artificial intelligence technology has developed the fastest and has been widely used in many fields. For example， computer vision， speech recognition， machine learning， cloud computing technology， etc.， all belong to the category of artificial intelligence technology. Combining artificial intelligence technology with laboratory management can better improve and solve the problems and deficiencies in the current laboratory management， and continuously improve the effectiveness of laboratory management. Therefore， the article discusses the application of artificial intelligence technology in this area in conjunction with laboratory management for reference.

[Keywords]laboratory management; artificial intelligence; advantages; applied research

人工智能技術(shù)是推進(jìn)社會發(fā)展進(jìn)步中最為重要的技術(shù)之一。因此，將人工智能技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室管理相結(jié)合，也是實(shí)驗(yàn)室管理智能化發(fā)展的必然要求和未來趨勢。通過人臉識別、出入人員自動登記、智能數(shù)據(jù)管理終端等技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠全面促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室管理效率的提升，有效降低實(shí)驗(yàn)室日常運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)，不斷提高實(shí)驗(yàn)室管理的智能化和規(guī)范化程度。

1 人工智能技術(shù)的概述以及應(yīng)用優(yōu)勢

（1）計(jì)算機(jī)視覺。其主要涉及圖像和視頻識別，在現(xiàn)階段司法公安、醫(yī)療航天、工業(yè)等領(lǐng)域得到了有效應(yīng)用，如人臉識別、圖片視頻智能監(jiān)控分析、工業(yè)機(jī)器人視覺、文字提取識別、三維圖像視覺等方面的內(nèi)容。

（2）語音識別。該技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)將人所發(fā)出的各種語言語句轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識別的字符或者編碼。目前語音導(dǎo)航、智能控制、語音輸入等都屬于該技術(shù)的應(yīng)用范疇，且其還可以與機(jī)器翻譯等技術(shù)相結(jié)合，將某種語言直接通過計(jì)算機(jī)翻譯為其他語言，如漢語、英語的翻譯。

（3）自然語音處理。該技術(shù)的本質(zhì)在于使計(jì)算機(jī)理解自然語言，通過計(jì)算機(jī)軟件將自然語音信息進(jìn)行進(jìn)一步處理，如音、形、義等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)器和人間的交流。機(jī)器翻譯、社交媒體、自動回答等都屬于該技術(shù)的應(yīng)用范疇[1]。

（4）機(jī)器學(xué)習(xí)。該技術(shù)作為人工智能應(yīng)用的最主要領(lǐng)域，其建立在神經(jīng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)之上，以此技術(shù)為核心的大數(shù)據(jù)，已經(jīng)在當(dāng)下得到了最為廣泛的應(yīng)用，如數(shù)據(jù)挖掘分析、數(shù)據(jù)預(yù)測、圖片分類等。

（5）互聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算。該技術(shù)作為人工智能發(fā)展的基礎(chǔ)，利用互聯(lián)網(wǎng)采集和傳輸網(wǎng)絡(luò)中存在的相關(guān)信息，然后通過云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行分析處理和加工，把所得到的云計(jì)算數(shù)據(jù)與攝像頭采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，并執(zhí)行云計(jì)算結(jié)果，就能夠完成實(shí)驗(yàn)室的智能化管控。各種人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，不僅為行業(yè)的發(fā)展做出了有效貢獻(xiàn)，而且將其應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室管理中，也可以取得極好的效果，有效提升實(shí)驗(yàn)室管控效果、效率[2]。例如，智能機(jī)器人技術(shù)的日益成熟可以在實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)中得到有效應(yīng)用，即實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的無人自動化管控;智能管控系統(tǒng)的有效應(yīng)用，能夠進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室管理流程和管理體系，降低實(shí)驗(yàn)室安全事故風(fēng)險(xiǎn);智能化的數(shù)據(jù)管理終端和資源共享平臺則能夠?yàn)榭蒲泄ぷ魈峁└玫臈l件，不斷提高科研水平。

2 現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)管理存在的問題

2.1 管理方式落后，依賴人工管理

人工智能已經(jīng)具備極其廣闊的應(yīng)用場景，智能分析、自動駕駛、智能控制等都屬于其常見應(yīng)用領(lǐng)域。目前實(shí)驗(yàn)室管理中智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)程相對較慢，大多數(shù)管理控制仍是以人工管理為主，不僅人工管理成本相對較高，并且在管理中經(jīng)常會因人為因素而引起較多的漏洞，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)室管理的效果。

2.2 實(shí)驗(yàn)室人員流動頻繁，登記制度不完善

實(shí)驗(yàn)室基本屬于開放區(qū)域，每天都會有大量的人流出入，而在當(dāng)下的出入人員登記管理中，基本采用紙質(zhì)登記管理。出入人員的登記管理難度較大且異常煩瑣，根本無法全面做好對出入人員信息的溯源分析。其一旦出現(xiàn)問題，必然會影響實(shí)驗(yàn)室正常工作的開展，也不利于實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)代化智能化發(fā)展[3]。

2.3 信息監(jiān)控不到位

人工管理作為實(shí)驗(yàn)室管理的主要形式，大多數(shù)管理人員都存在多個(gè)兼職，不僅需要負(fù)責(zé)日常科研工作，而且還需要兼任內(nèi)勤管理，但是在具體工作中基本以科研試驗(yàn)工作為主。因?qū)嶒?yàn)室內(nèi)勤管理工作的重視程度相對較差，且其自身工作任務(wù)和計(jì)劃的限制，也制約了管理人員對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全天候觀控。這就導(dǎo)致部分實(shí)驗(yàn)室問題、隱患難以得到及時(shí)排查，給實(shí)驗(yàn)室造成了較大的損失和影響。

3 實(shí)驗(yàn)室管理中人工智能技術(shù)的應(yīng)用模式

3.1 智能化的實(shí)驗(yàn)室管理控制系統(tǒng)

感應(yīng)式身份識別系統(tǒng)作為當(dāng)下安全管理中最為常用的技術(shù)之一，其能夠有效促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室管理效率的提升。在以往實(shí)驗(yàn)室身份識別中，基本采用讀卡式門禁識別系統(tǒng)，通過相應(yīng)的授權(quán)卡就可以刷卡進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，或者由管理人員對部分人員進(jìn)行授權(quán)，或者提前預(yù)約也可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。在此過程中管理系統(tǒng)還能夠及時(shí)識別和記錄人員的相關(guān)信息，如姓名、出入時(shí)間等。隨著現(xiàn)階段人臉識別技術(shù)的不斷發(fā)展，其完全能夠取代讀卡器門禁系統(tǒng)，人臉識別系統(tǒng)具備更強(qiáng)的識別能力和準(zhǔn)確性，只有通過臉部識別和瞳孔信息識別的人員才能夠進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)，識別信息會迅速反饋到管理系統(tǒng)中，能夠有效避免門禁卡丟失或者外借等引起的不良影響[4]。除此以外，人臉感應(yīng)識別系統(tǒng)還可以應(yīng)用于儀器設(shè)備的管理使用中，只有通過身份識別的人員，才能夠啟動和操作相應(yīng)的儀器設(shè)備。同時(shí)，電腦軟件還會對相關(guān)使用者的信息、儀器設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等進(jìn)行記錄儲存。

3.2 實(shí)驗(yàn)室智能管理軟件系統(tǒng)

智能管理軟件系統(tǒng)作為一項(xiàng)綜合性的管理軟件，其全面綜合了實(shí)驗(yàn)室日常管理的各項(xiàng)工作，具體有儀器檔案的編制、儲存和分類，試驗(yàn)項(xiàng)目信息，藥品等消耗品的存儲使用信息，實(shí)驗(yàn)室人員信息等。通過完善網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)，能夠有效提升實(shí)驗(yàn)室整體設(shè)備資源利用率，實(shí)驗(yàn)室使用者可以利用預(yù)約系統(tǒng)提前進(jìn)行預(yù)約，并獲得相應(yīng)設(shè)施的操作權(quán)限，并且只有在管理人員審批通過后，才具有相應(yīng)的使用權(quán)和進(jìn)入權(quán)。

3.3 實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)管理智能終端

實(shí)驗(yàn)室在日常運(yùn)行中會通過各種試驗(yàn)方式獲得數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步加工分析和處理，從而達(dá)到相應(yīng)目的。因此，智能終端對于實(shí)驗(yàn)室智能化管理有著非常重要的作用，其具有生成報(bào)表、管理實(shí)驗(yàn)報(bào)告、報(bào)告等級評定等方面的功能，并且其采用線上操作，能夠有效提高信息數(shù)據(jù)的管理效率。但是該方法對于智能終端數(shù)據(jù)庫的要求較高，所以在智能終端設(shè)計(jì)中，一般都會設(shè)置有信息批量導(dǎo)入功能[5]，以便進(jìn)行大量信息數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。

3.4 構(gòu)建中心資源共享平臺

以大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室中心資源共享平臺，從而提高各種資源的利用率，為科研人員在日常工作中的交流、學(xué)習(xí)、查詢提供便利依據(jù)。同時(shí)，共享資源平臺也更有助于實(shí)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)中心和科室間的資源整合，并與實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)和管理軟件相結(jié)合，合理劃分相應(yīng)的功能模塊和權(quán)限設(shè)置，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范化、智能化發(fā)展。

3.5 人工智能在實(shí)驗(yàn)室智能安全監(jiān)管中的應(yīng)用

將人工智能技術(shù)與傳感器相結(jié)合，能夠有效實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)室中的信息參數(shù)的互聯(lián)網(wǎng)采集，為實(shí)驗(yàn)室實(shí)時(shí)動態(tài)管控提供準(zhǔn)確地依據(jù)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理的應(yīng)急應(yīng)變能力。同時(shí)，借助遠(yuǎn)程通信，還可以利用智能化監(jiān)控?cái)z像做好對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部情況的實(shí)時(shí)觀察，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排查異常。其可以圍繞下述幾點(diǎn)進(jìn)行智能化安全監(jiān)管系統(tǒng)的構(gòu)建：①實(shí)驗(yàn)室中存在大量高精度儀器設(shè)備，其對于溫度濕度都有著非常高的要求，通過人工智能技術(shù)能夠?qū)囟缺O(jiān)測、溫度控制等結(jié)合到一起，通過計(jì)算機(jī)自動實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各區(qū)域溫度的調(diào)節(jié)控制，營造最為適宜的儀器設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。②煙霧傳感器、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)都可以與智能化系統(tǒng)相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)出現(xiàn)溫度異?；蛘邿煔猱惓r(shí)自動發(fā)出報(bào)警信息，并啟動噴淋裝置和發(fā)出警報(bào)信號，有效降低火災(zāi)影響。③人工智能在智能化配電中的應(yīng)用。該功能是將光伏、風(fēng)力發(fā)電、UPS等技術(shù)實(shí)驗(yàn)室供電系統(tǒng)相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)突然斷電時(shí)能夠自動進(jìn)行電源切換;避免突然斷電而影響實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)行或者引發(fā)安全事故。

4 提高人工智能技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室管理中應(yīng)用效果的措施和策略

4.1 引進(jìn)專業(yè)化實(shí)驗(yàn)室管理人才

組建一支專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)室管理團(tuán)隊(duì)，是維護(hù)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)設(shè)備、發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室作用的重要前提。實(shí)驗(yàn)室管理水平的提升，不僅要在硬件方面、資金方面加強(qiáng)投入與強(qiáng)化，更關(guān)鍵的是引進(jìn)專業(yè)化的實(shí)驗(yàn)室管理人才。對于目前面臨的實(shí)驗(yàn)室專業(yè)化人才分配不均的情況，應(yīng)采取措施實(shí)現(xiàn)普通實(shí)驗(yàn)室也擁有充分的專業(yè)化管理人才。例如，安排頂尖實(shí)驗(yàn)室管理人員與普通實(shí)驗(yàn)室管理人員進(jìn)行定期交流或參考考察，由此解決普通實(shí)驗(yàn)室管理漏洞，還可以幫助普通實(shí)驗(yàn)室人員了解先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室智能化管理的優(yōu)勢。此外，對于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的管理人員，應(yīng)為其定期組織相關(guān)培訓(xùn)活動，讓實(shí)驗(yàn)室管理人員能夠在培訓(xùn)中不斷提升管理能力、理論水準(zhǔn)，認(rèn)識到在日常工作中學(xué)習(xí)與應(yīng)用智能化管理、專業(yè)化管理知識的現(xiàn)實(shí)意義。

4.2 強(qiáng)化硬件建設(shè)提高實(shí)驗(yàn)室管理效率

對于實(shí)驗(yàn)室中的信息化硬件設(shè)施基礎(chǔ)，由于其為實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)行的基本保證條件，因此，還需要強(qiáng)化信息化硬件設(shè)施建設(shè)，提高實(shí)驗(yàn)室各類硬件設(shè)備的多樣化，充分應(yīng)用先進(jìn)的信息化、智能化技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提高實(shí)驗(yàn)室管理效率。為了能夠保證完成實(shí)驗(yàn)室信息化硬件設(shè)施基礎(chǔ)的建設(shè)水平，需要有充足的資金作為支撐，那么在吸引資金時(shí)，不能僅依賴于撥款，實(shí)驗(yàn)室自身還可與商業(yè)領(lǐng)域的大公司簽訂合作協(xié)議，通過共享一定的研究成果獲得大公司的資金贊助。這樣不僅能夠保障實(shí)驗(yàn)室信息化硬件設(shè)施的完善有資金支撐，還能在互惠互利的前提下幫助大公司的發(fā)展。在獲得充足的保障資金后，實(shí)驗(yàn)室也能夠具備吸引更多優(yōu)秀人才的實(shí)力，進(jìn)一步推動實(shí)驗(yàn)室管理效率的提高[6]。實(shí)驗(yàn)室將完善之后的信息化硬件設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室日常管理相連，最大程度地發(fā)揮信息化技術(shù)的作用，讓實(shí)驗(yàn)室信息化管理進(jìn)入更高層次，帶動實(shí)驗(yàn)室的整體發(fā)展。

4.3 提高實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源利用率

為了避免出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源浪費(fèi)的情況，應(yīng)注重搭建實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源管理系統(tǒng)平臺，將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的現(xiàn)有各種資源信息上傳至該平臺上，創(chuàng)設(shè)對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源信息庫，便于后續(xù)對資源信息的調(diào)取與查閱，真正做到將信息化與實(shí)驗(yàn)室資源置換相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源的共享，提高實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源利用率。另外，各實(shí)驗(yàn)室應(yīng)借助信息化發(fā)展優(yōu)勢成立空間網(wǎng)站，將實(shí)驗(yàn)室成果展示到空間網(wǎng)站上，在此基礎(chǔ)上提高開放程度，最大限度地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源共享。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還可根據(jù)自身情況，加強(qiáng)與其他實(shí)驗(yàn)室的跨區(qū)域交流、共享，不僅能夠節(jié)約自身實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源購置、管理成本，還能夠在相互傳遞信息的過程中學(xué)習(xí)到更加先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室管理經(jīng)驗(yàn)，拓展實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源管理思維空間。另外，實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行開放管理后，還需注重各專業(yè)信息化設(shè)備資源的相互利用、共享、融合，避免重復(fù)性購買各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室所需的同種設(shè)備。這樣既能解決實(shí)驗(yàn)室信息化硬件設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)經(jīng)費(fèi)緊張的問題，又能為提高實(shí)驗(yàn)室信息化設(shè)備資源利用率打下基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

將人工智能技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室管理相結(jié)合，是目前科技進(jìn)步、信息化時(shí)代發(fā)展對實(shí)驗(yàn)室管理提出的新要求，也是實(shí)驗(yàn)室管理的必然趨勢。二者的結(jié)合不僅能夠有效提升實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理效率，更能幫助管理人員分擔(dān)工作壓力，降低工作強(qiáng)度，為科研人員提供更好的科研條件。因此，在現(xiàn)階段必須加強(qiáng)在該方面的研究和分析，圍繞實(shí)驗(yàn)室的具體情況做好對各種人工智能技術(shù)的合理應(yīng)用，不斷提高實(shí)驗(yàn)室的智能化和現(xiàn)代化程度。

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