能夠連接設備和傳感器的係統終進入了實驗室,這給研究者們一絲喘息的機會,使他們能夠重新平衡工作和生活。
Kyle Turner到外地去過獨立日度假,收到一條實驗室管理員不希望聽到的消息:他的冷凍室快不行了。
Turner說:“收到這些通知時,我的人正在馬薩諸塞州西部,”特納說。在哈佛大學,他管理著一個進化生物學實驗室。冷藏室是生命科學實驗室保存研究成果的地方,失去它就意味著失去一切。Turner打電話給哈佛大學運營中心的技術人員,並邀請一名仍然在哈佛大學所在的劍橋市的實驗室人員趕到現場,以防一些珍貴的樣品需要轉移。然後,他用自己的蘋果手機實時觀察技術人員的進展情況。
”“我遠距離提出他們想解決的問題。“試著把盒子重新放一放,讓空氣流動起來,試著換個恒溫器。”我看著手機說:“嗯,這樣就行了,那就不行了。”
這類遠程監控都得益於物聯網:它是一個風靡消費者市場的產品,現在是技術創新的一部分。
The Project Twins
不僅僅是電腦可以聯網,生活用品也是物聯網的理念。Felix Wortmann說,通過這種方式,日常用品得到了新的功能。瑞士聖加侖大學“博世物聯網實驗室”的科學負責人 Wortmann研究了物聯網及其對商業的影響。給燈泡配上Wi-Fi和運動傳感器,你就可以擁有一個遠程報警係統;把Wi-Fi連接到音箱係統上,你就可以通過手機控製音樂。
這一概念已應用於消費者市場的網絡設備,如恒溫器、電視和汽車。但是直到幾年前,實驗室設備還是不能像消費品一樣接入互聯網。網絡工具和設備的出現有望將研究人員從實驗室中解放出來——允許他們遠距離微調實驗,分析數據。化驗室管理人員可以監控儀器的使用,提前發現潛在設備故障。但是,安全和經濟因素,以及成長中的科技不可避免地經曆了艱難的磨合期,這也讓熱情有所冷卻。
智力實驗室
對冰櫃的遠程監控和自動記錄功能已不再是新鮮事。然而,物聯網可以將不同廠商的不同設備整合到一個統一的集成平台上,一位德國 EppendorfAG公司新興技術負責人 Andreas Hochberger說。在2015年, Eppendorf成為了十多家參與 smartLAB項目的德國公司之一,也是未來實驗室的原型。Labvolution2017大會將於今年五月在德國漢諾威舉行,同時也計劃了另一個 smartLAB項目。
SmartLAB項目負責人 SaschaBeutel先生說, smartLAB的核心是與其相連的實驗室信息係統,所有的實驗室部件都與之相連,受控於從自我清潔的“智能”實驗台,到可以投射化學品安全信息、支持 AR (增強現實)顯示的智能護目鏡都包括在內。Beutel說:“據我們所知,這是創建一個完整的數字支持交互實驗室的次嚐試。
已有的商業物聯網應用還不夠。TetraScience在2014年成立,它擁有60個學術和行業客戶,執行官和聯合創始人 AlokTayi表示。TetraScience的讚助者包括 Digital Science,一家位於倫敦的谘詢公司,由霍爾茨布林克出版集團經營;它還持有《自然》雜誌出版商的股份。)
哈佛大學可持續發展辦公室綠色實驗室協調員 Quentin Gilly說,哈佛大學有19個實驗室使用 TetraScience提供的服務,將設備與在線控製麵板相連。有100多台實驗室連接入網,主要是保溫箱和冰櫃;特納的實驗室用該係統連接了11台儀器。
PeterGirguis的研究方向是深海生物學,他在哈佛大學有5個與 TetraScience平台相連的冰櫃和冰箱。從大西洋中部到南太平洋的考察船收集到的樣品,這些設備是不可替代的。他說:“我們花費了數百萬美元來獲得這些樣品。
許多實驗室珍貴的樣品都儲存在+80° C的冰櫃中,受係統監控,如果冰櫃溫度過高,係統將自動通知哈佛操作中心。然而,在實驗室的溫度為20° C的冰櫃和冷凍室不兼容,即使它們發生了故障,也沒有人會得到通知。Girguis實驗室的管理員 JenniferDelaney說,一有機會測試 TetraScience係統,實驗室馬上就發現了它。他說:“沒有必要去說服,實驗室的人接受這個體係。
TetraScience利用一副紙牌大小的Wi-Fi模塊,該模塊既可與外部傳感器相連,又可通過儀器的數據端口連接。感應器能監測溫度,濕度,二氧化碳和氧含量,以及振動、光照和空氣流量。這些裝置可以作為內部傳感器的補充,以確保關鍵硬件,如保暖箱和低氧艙按預期運行。
用該儀器的數據端口直接連接,研究者可以用監側秤、酸度計,甚至還有液相色譜係統等設備,在某些情況下可以對儀器進行控製。Tayi說,科學家們不僅可以監控這些儀器,而且可以把數據傳輸到電子實驗記錄冊中,跟蹤設備的使用和負荷,並控製實驗工作流程。他說:“我們的目標是建立一個綜合軟件平台,可以把人、數據和設備連接起來。
TetraScience用戶可以通過瀏覽器訪問這些數據。一個網頁列出了所有連接的設備及其狀態,實驗室管理員可以設置溫度閾值和報警選項。該係統也將顯示每個傳感器的曆史記錄,例如,用戶就能知道某台冰櫃的溫度在幾天內是否在逐漸升高——而這也是冰櫃需要保持的標誌。
許多 TetraScience用戶對Wi-Fi連接掉線表示不滿,有時需要在掉線後手動重新設置。盡管 Tayi說,硬件已經升級為“連接更可靠”,並且可以連續數周記錄數據,但 Tayi表示,硬件升級了,使其“連接更可靠”,並且增加了通過網線和移動網絡發送數據的選項。