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聚光科技(杭州)股份有限...

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硬核代碼,守護水質——全自動AI實驗室無人值守,全天候監測

閱讀:122      發布時間:2024-10-24
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聚光科技自主創新的水質全自動AI實驗室,依托占據優勢的自動化技術、高度集成的自動化系統和智能算法,成功實現了從樣本送達、檢測到數據分析的全流程無人化、自動化與智能化操作,顯著提升了生態環境水質監測效率,展現了新質生產力在生態環境監測領域的深度融合與應用。



無論是杭州亞運會期間的水質監測保障,蘇州金雞湖的日常水樣檢測,還是云南撫仙湖的全自動實驗室水樣分析,聚光科技的創新科技始終在水質守護的前沿發揮著至關重要的作用。


這一切的背后,離不開聚光科技軟件開發團隊的智慧與不懈努力。正是他們通過不斷優化的代碼與創新的算法,搭建了邁向智能化未來的橋梁。

今天是“1024程序員節",@所有程序員們,節日快樂!我們特別邀請聚光科技環科事業部軟件中心的陳工,從軟件開發的角度,分享水質全自動AI實驗室的核心技術,以及團隊背后的動人故事。


智能驅動水質監測
揭秘全自動AI實驗室的高效運作

水質全自動AI實驗室是如何運作的呢?

陳工解釋道,實驗室的每臺儀器都配有獨立顯示屏,并通過流水線軌道緊密連接。樣品被精確分配到各個樣品杯,沿著軌道自動傳送到相應的儀器進行分析。而這一切的核心,是由后臺軟件系統精密控制,實現全流程的自動化、智能化和無縫銜接。

儀器采集數據后,分析結果會立即傳送至中央軟件系統,系統對數據進行匯總處理,并實時顯示在實驗室中央的大屏上。大屏清晰展示了各個采樣點的水質狀況,便于快速掌握全局。


與傳統水質分析實驗室相比,水質全自動AI實驗室通過自動化儀器和軟件系統實現了樣品的送樣、傳輸、檢測、分析,極大減少了人工干預,確保了整個分析過程的高效性和一致性。在檢測量大、檢測項多、出具檢測報告時間緊迫的情況下,實驗室依然能夠快速、高效地發出水質風險預警,極大提升了應對效率和響應能力。

水質全自動AI實驗室基于國家采測分離‘9+X’項目,成功集成了多種水質監測技術,結合ICP-MS、全自動流動注射、全自動離子色譜等創新儀器,實現了水體中高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮、COD等多項關鍵指標的全流程自動化監測,為全面評估水質提供了可靠的基礎數據。"陳工介紹道。

“當樣本數量達到一定規模時,系統通過智能算法對海量監測數據進行清洗、整理和分析,能夠迅速發現水質變化趨勢,并進行預測和預警,助力相關部門及時作出科學決策。"


破解技術難題
軟件開發團隊實現全面智能化調度

當談到軟件開發團隊面臨的最大挑戰時,陳工指出,最大的難題在于深入理解實驗室儀器及其復雜的操作模式。她解釋道,實驗室里儀器種類繁多,且操作流程各有不同。有些儀器能夠同時處理多個樣品,而有些則需要逐一分析,甚至樣品容器的形態和分析時間也各不相同


程序員不僅需要掌握每臺儀器的使用方法,還要將這些不同的操作流程標準化,以便有效整合到自動化平臺中,同時優化流程以提升系統效率。例如,一臺儀器可能需要一小時完成分析,而另一臺僅需幾分鐘。如何通過智能調度流水線效率,成為了關鍵問題。

為了解決這些問題,軟件設計不僅需要考慮業務邏輯,還必須在系統架構和硬件控制上實現全局性與系統性的智能調度。具體來說,全局性通過分布式架構設計,確保系統在多節點和多模塊環境下的協同工作;系統性則通過采用微服務架構,使各模塊解耦合,實現靈活擴展和高效維護。在算法層面,通過動態規劃和優先級調度算法優化調度,實現資源的優佳配置。通過這些技術手段,系統能夠實現全面智能化調度,確保業務邏輯、硬件控制和系統架構的有機結合,提升整體性能和可靠性。


 從“關燈實驗室"到“機器視覺"
推動智能化環境監測新突破

隨著實驗室自動化的深入,陳工團隊還開發了“關燈實驗室"系統,專門用于處理一些特殊樣本,例如藥物類的血液分析。近期,團隊在杭州公安部門進行了成功演示,展示了這一技術的應用潛力。


此外,團隊還引入了“機器視覺"技術,通過攝像頭進行圖像識別和計算,賦予機器人類似“眼睛"的能力,使其能夠自主定位目標。例如,在樣品處理過程中,機器人需將試管精準放置到特定位置,操作精度達到毫米級。這一技術為環境監測帶來了全新的高精度解決方案。


積極擁抱AI技術
帶動科學儀器智能化變革

AI的快速發展正深刻改變著工作和生活。陳工指出,在編程和算法優化方面,AI為開發人員提供了強大的輔助工具,能夠快速篩選出優化算法。這類AI工具的應用不僅提升了工作效率,還使程序員能夠將精力集中在更具創造性的工作上。

“我們期待AI技術能進一步融入實驗室解決方案,推動整個系統實現更高水平的智能化發展,使監測技術邁向新高度。"

聚光科技始終堅持自主創新,聚焦主業、打造精品,走在科技創新的占據優勢地位。公司積極應用AI、大數據、物聯網(IoT)、云計算、5G等前沿技術,持續推出滿足客戶需求的高質量產品與解決方案,大力發展新質生產力,推動產業向先進化、綠色化和智能化發展,加快實現關鍵核心技術的自主可控和國產替代,為我國實現高水平科技自立自強、建設科技強國貢獻更大力量。


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