从自动化到机器人的智能时代

　　10月6日，ROBOFEST  CHINA  2020青少年机器人大赛在北京正式拉开帷幕。ROBOFEST竞赛作为一项国际机器人竞赛，旨在普及机器人工程技术知识，促进机器人教育活动。无论是ROBOFEST大赛还是世界机器人大赛(WRC)，这些机器人大赛都向我们表明，随着科技的发展，机器人不再是科幻作品中的未来幻想。

　　虽然现有技术无法制造出与科幻作品中人类几乎一样的仿生智能机器人，但自动化工业机器人已经广泛应用于工业生产中，包括切割焊接、装配、喷涂、运输、分拣等。随着人工智能的发展，服务机器人已经开始出现在人们的日常生活中，如家用扫地机器人和专业医疗机器人。在研究实验室里，机器人也有很大的发挥空间。

　　在使用机器人进行实验操作之前，科学研究实验室早已向自动化方向发展。特别是在仪器行业，智能化和自动化已经成为仪器发展的主要方向之一。仪器智能化和自动化的发展带来了许多优势。

　　以样品预处理设备为例，自动化样品预处理设备不仅可以减少人工操作带来的误差，提高样品处理效果和效率，还可以解放人力，降低人工成本。此外，自动化设备由软件操作系统控制，操作简单，管理方便。即使是高强度、高风险的样品预处理，也可以通过简单的操作来完成。目前，国内许多企业已经开发、生产和销售了自动化样品预处理设备，并得到了良好的市场反馈。

　　除了仪器设备的自动化之外，工业制造中常用的机械臂也被应用于实验室自动化。类似于制造业用机械臂代替人工操作，实验室机械臂技术也可以大大提高工作效率。通常，在全自动液体处理工作站中用于移液的机械手可以进行高通量移液，一次处理多个样品，并提高样品处理速度。目前国内的移液机械手已经发展的比较成熟。此外，更常见的机械臂不仅可以用来搬运和移动样品，还可以完成更复杂的任务。

　　今年7月，利物浦大学的研究人员在《自然》杂志上发表了一项研究结果。研究小组改造了汽车生产过程中装配线上的工业机器人，使它们可以像人类研究人员一样在化学实验中使用仪器和设备。与传统的实验室自动化方案相比，本研究的突破不是仪器设备的自动化，而是仪器设备操作人员的自动化。通过激光扫描和触觉反馈，研究小组使机器人能够与外部世界互动。通过对实验系统的编程，机器人可以独立完成称重、配液、催化反应、测量反应产物等实验任务。在研究中，机器人在没有人类知识的情况下，利用搜索算法自动发现了活性高六倍的催化剂。可以说，它被称为“研究者”。

　　从仪器自动化到工业机器人的应用，实验室越来越智能化。像现代工业自动化的发展一样，实验室自动化也将研究人员从繁琐、重复的工作中解放出来，使他们能够投入更多的精力进行研究。仪器行业也需要适应这个发展方向，使其产品能够更好的融入实验室自动化系统。