下一代的生物技术——智能自动化的“手眼脑”价值

发布于： 2022-07-08 16:13

分类：新闻资讯

标签：行业解读

6月22日甲子光年的视频号直播，几位合成生物领域学界、业界、投资界的专家来做分享。

分享很精彩、很有启发，此前我整理了微元合成刘波博士的分享内容：

《合成生物学选品：2个失败因素和4个成功要素》。

今天分享上海汇像（实验室智能自动化服务商）创始人刘家朋博士的内容。

笔记结合了我自己的梳理和认知，没有经过演讲者的审阅。

因此，文责自负，如果有纰漏，是我的问题，请勿上升到演讲者。

以下图中未显示来源的图片，均来自于刘博士的PPT截图。

刘家朋博士主要从智能自动化视角，来阐释对新一代生物信息技术的理解。

生物技术领域的智能自动化拥有三板斧：

第一板斧：手。

自动化和机器人，解放我们在实验室的双手。

第二板斧：眼。

在线生化识别，实现微生物/细胞层面的分析。

第三板斧：脑。

AI技术实现设备的控制和数据的获取、分析。

智能自动化替代“手”

手的方面，体现在各种各样的机器人。

帮助完成实验室中必要的工作，比如转运、洁净、消杀、恒温等。

机器人的存在，不单是解放我们的双手，更大价值体现在流程和协同：

流程自动化的含义就是：把多个动作串联在一起，实现自动化。

体现在：实现模块的自动化、多个模块之间实现流程的自动化，以及单体的智能化。

比如在微生物层面，我们需要加液、稀释、涂板、贴标、培养以及成像、识别、分析……

合理利用机器人，可以替代我们双手机械的、不够精确的、容易疲累的操作，实现流程的自动化运行和工作效率的提升。

协同自动化的含义就是：多台设备、多个人同时或者交错地自动工作。

这样就可以组成自动化和智能流水线——目标是实现“无人实验室”。

智能自动化替代“眼”

把生物实验中需要用到眼睛观察和识别的工作，虚拟化成为图像。

比如，要在一个容量瓶中加入特定的液体这样的工作。

在容量瓶边上加上摄像机，通过数据模拟在视觉上还原现实。

并通过控制算法，对移液的精准度实现控制。

以前是离线的，只能针对结果做衡量与评判。

但目前在线的功能，可以直接做识别和分析，实现实时效果。

智能自动化替代“脑”

实验室的工作很繁杂，脑袋工作的一大目标是：

算法分析实现自主决策，通过对多个任务的智能调度，完成时序作业，达到实验效率的优化。

好的智能自动化平台什么样？

好的平台，不单是软件，更是服务。不单是产品，更是思路。

需要具备以下6点：

第一，开放性。实现不同厂家分析仪器之间的连接。

第二，完整性。具有完整的分析“前中后”的软硬件支持。

第三，灵活性。根据不同场地，实现不同摆放形式。

第四，智能型。实现系统设计，大限度协助实验室工作。

第五，独立性。功能模块均能独立运作，又可相互协作。

第六，完备性。具有冷藏储存后处理自动化系统。

（图片来源于网络）

智能自动化平台有何价值？

智能自动化的价值，除了经济效益之外，更多体现在：

全新的实验室管理理念，有利于解放科研工作者的机械劳动。

让科研工作者的时间着重于创新、创意性的发挥，而非简单的重复。

需要强调的是，不是湿实验（微生物实验）不重要，只是要追求更高水平的、机器难以替代的实验。

毕竟智能自动化的推进，或者说干实验（AI分析）的价值彰显，是需要大量“湿实验”数据进入模型。

同时，正因为湿实验流程的复杂性，为了更好地驾驭AI，是需要科研人员具有提炼逻辑、梳理流程、打通环节的高级能力的。

不容忽视的是，智能自动化平台即便再好，也会遇到管理上的障碍。

比如，专职的实验人员会精简，组织架构会简单化。

原来侧重于生物实验的动手操作和流程执行的培养也会减弱。

更多强调综合能力的提升，比如生物信息学、编程逻辑，甚至其他交叉学科。

很多时候智能自动化推行不下去，还是因为：大部分人没有驾驭机器的能力。

我国推行生物智能自动化的优势

我国有全世界最多从事人工智能研究和开发的工程师团队。

40%以上的人工智能论文都来自于中国人。

我国对人工智能的接受程度更高，约束相对较小。

中国是全世界拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家，是全球工业体系和行业门类最完整、产业链条最长的国家。

制造业增加值占全世界的份额超过30%，已经连续11年位居世界第一制造业大国，增加值达到31.31万亿元。

从前端的研究，到中端的开发，再到后端的生产，硬科技的创业可以在国内实现商业的闭环。

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