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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！
聚光 發布時間：2024-10-24 聚光 來源：聚光科技公眾號 聚光 瀏覽量：10259


聚光科技自主創新的水質全自動AI實驗室，依托領先的自動化技術、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最前線發揮著不可或缺的作用。


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。如何通過智能調度最大化流水線效率，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，實現資源的最優配置。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，例如毒品類的血液分析。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
引領高端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，能夠快速篩選出最優算法。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，走在科技創新的最前沿。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，推動產業向高端化、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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