核酸检测背后，生物实验室自动化如何革新？(2)

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摘要：随着细胞行业的高速发展，自动化需求变革迫在眉睫，机器人365接过客户需求，高效率高质量打赢了这场细胞自动化产品交付之战。在订单敲定第二天，机

随着细胞行业的高速发展，自动化需求变革迫在眉睫，机器人365接过客户需求，高效率高质量打赢了这场细胞自动化产品交付之战。在订单敲定第二天，机器人365半数以上员工投入了细胞自动化项目。从产品试样生产出厂到现在，机器人365已经将产品更新迭代至全自动智能细胞培育系统，全程无需人工干预。

细胞培育制备流程（图源自机器人365）

从立项、设计图纸、同步写软件、发给供应商去加工、跟踪物料、场内组装、调试到出货，在紧凑的筹备周期，机器人365在远超客户预期时间内完成高质量的产品交付。当时，受疫情影响，供应链产能压缩，物料供应紧张，项目组同事都蹲守在供应商客户一端，7×24小时盯物料进度。

客观环境的压力之外，系统本身的复杂性也是挑战。以开箱开盖环节为例，由人来做，是一个简单的打开动作，但要实现自动化却有大量不简单的技术细节要攻克。

全自动细胞培育系统（图源自机器人365）

“我们会把产品设计考虑周全，包括实时的力距检测、深度学习、柔性模糊控制的训练模型，一个环节就有很多个技术专利在上面。”刘照强说，之前两三年的技术储备在这个时候发挥了作用，让机器人365在机会出现的时候能攥在手里。

目前为止，机器人365全自动细胞培育机器人已经在多家细胞龙头企业成功应用，获得一致好评。

现在，机器人365的生命科学自动化设备已经有灯塔工作站和水母配送机器人两种，分别取代实验员手臂和脚步动作，另外，配合人工智能数据化管理系统，机器人365技术团队希望实现无人化细胞制备工厂，未来实现打通整个生命科学智能化实验室闭环场景。

水母移动配送系统（图源自机器人365）

开始阶段的自动化设备，主要负责样品分配工作，完成人机协同即协助实验员操作，全自动实验室系统则是在其基础上做了整个环节的扩充，按照刘照强的描述，“全流程过程不需要人工干预，一站式解决实验数据结果的获取”。

此外，针对细胞培育相关使用场景，机器人365也推出了适用于实验室地面清洁、空气消毒、冷冻存储等设备系统解决方案。但是，细胞培育不是生命科学实验室自动化的唯一场景。

生命科学实验室需要一场自动化革命

随着生命科学行业向大数据科学迈进，传统的处理效率已经不能满足生物学家的需求，自动化与智能化的需求开始大量增长。

在诊断测试实验室场景中，自动化产品需要对样品进行快速、准确的处理和分析，并且具有完整的可追溯性，还要符合认证质量标准和既定标准，这需要从样品到达、检测过程、结果记录到出测试报告等全流程都实现自动化。

与工业和3C制造领域一样，生命科学领域中所有劳动密集、效率低下的环节都需要一场自动化革命。在刘照强看来，三大变化正在推动这场革命走向高潮。

首先，从技术角度来说，生命科学领域对于自动化的要求从一开始就需要高度人性化，甚至是工业4.0级别，而自动化工程技术发展到现在的智能制造，已经迈过了进入实验室的门槛。

其次，从商业层面考量，自动化设备和系统面世之初，价格极其昂贵，而生命科学场景中的用人成本同时高企，两厢比较，后者才是核心。而随着人才的攒聚、自动化的普及，两端的价格达到了一个平衡点，为自动化技术进入实验室添了动力。

同时，从趋势变化而言，中国生命科学行业此前长久处于被低估的状态，以体外诊断为例，2018年的数据显示，中国人均每年的体外诊断支出不足2美元，欧美成熟市场每人每年支出在25-30美元，日本超过30美元，从医疗服务到新药研发，整个市场正在回归正确的估值水平，这给了自动化技术发挥其效率加速剂的机会空间。

以药物筛选为例，传统的方法是：实验室拿到上百万个候选化合物，需要一个一个进行药效、毒性及成药性的评估，再统一出具报告，但加入了人工智能深度学习的实验室自动化系统平台，使用已经训练成熟的模型去预测所有化合物的大致结果，筛选淘汰大部分，将精准筛选化合物的量级从百万级别降至十万级别，这能极大缩短药物筛选的时间。

“今天的生命科学领域 ，无论是化学还是生物，做实验的方式还都是50年甚至100年前的方式，虽然已经有了半自动化、自动化设备出现并慢慢普及，但我们也观察到，现在的自动化也都是在为手工试验服务，比如深孔板，甚至是高内涵。我们面向下一代全自动化实验室设计时，发现很多原有设备都应该重新再做一遍。”

文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/zonghexinwen/2022/0317/2213.html

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