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硬核代碼，守護(hù)水質(zhì)——全自動(dòng)AI實(shí)驗(yàn)室無(wú)人值守，全天候監(jiān)測(cè)

閱讀：132 發(fā)布時(shí)間：2024-10-24

聚光科技自主創(chuàng)新的水質(zhì)全自動(dòng)AI實(shí)驗(yàn)室，依托占據(jù)優(yōu)勢(shì)的自動(dòng)化技術(shù)、高度集成的自動(dòng)化系統(tǒng)和智能算法，成功實(shí)現(xiàn)了從樣本送達(dá)、檢測(cè)到數(shù)據(jù)分析的全流程無(wú)人化、自動(dòng)化與智能化操作，顯著提升了生態(tài)環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)效率，展現(xiàn)了新質(zhì)生產(chǎn)力在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的深度融合與應(yīng)用。

無(wú)論是杭州亞運(yùn)會(huì)期間的水質(zhì)監(jiān)測(cè)保障，蘇州金雞湖的日常水樣檢測(cè)，還是云南撫仙湖的全自動(dòng)實(shí)驗(yàn)室水樣分析，聚光科技的創(chuàng)新科技始終在水質(zhì)守護(hù)的前沿發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

這一切的背后，離不開(kāi)聚光科技軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的智慧與不懈努力。正是他們通過(guò)不斷優(yōu)化的代碼與創(chuàng)新的算法，搭建了邁向智能化未來(lái)的橋梁。

今天是“1024程序員節(jié)"，@所有程序員們，節(jié)日快樂(lè)！我們特別邀請(qǐng)聚光科技環(huán)科事業(yè)部軟件中心的陳工，從軟件開(kāi)發(fā)的角度，分享水質(zhì)全自動(dòng)AI實(shí)驗(yàn)室的核心技術(shù)，以及團(tuán)隊(duì)背后的動(dòng)人故事。

智能驅(qū)動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)
揭秘全自動(dòng)AI實(shí)驗(yàn)室的高效運(yùn)作

水質(zhì)全自動(dòng)AI實(shí)驗(yàn)室是如何運(yùn)作的呢？

陳工解釋道，實(shí)驗(yàn)室的每臺(tái)儀器都配有獨(dú)立顯示屏，并通過(guò)流水線軌道緊密連接。樣品被精確分配到各個(gè)樣品杯，沿著軌道自動(dòng)傳送到相應(yīng)的儀器進(jìn)行分析。而這一切的核心，是由后臺(tái)軟件系統(tǒng)精密控制，實(shí)現(xiàn)全流程的自動(dòng)化、智能化和無(wú)縫銜接。

儀器采集數(shù)據(jù)后，分析結(jié)果會(huì)立即傳送至中央軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，并實(shí)時(shí)顯示在實(shí)驗(yàn)室中央的大屏上。大屏清晰展示了各個(gè)采樣點(diǎn)的水質(zhì)狀況，便于快速掌握全局。

與傳統(tǒng)水質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室相比，水質(zhì)全自動(dòng)AI實(shí)驗(yàn)室通過(guò)自動(dòng)化儀器和軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了樣品的送樣、傳輸、檢測(cè)、分析，極大減少了人工干預(yù)，確保了整個(gè)分析過(guò)程的高效性和一致性。在檢測(cè)量大、檢測(cè)項(xiàng)多、出具檢測(cè)報(bào)告時(shí)間緊迫的情況下，實(shí)驗(yàn)室依然能夠快速、高效地發(fā)出水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，極大提升了應(yīng)對(duì)效率和響應(yīng)能力。

“水質(zhì)全自動(dòng)AI實(shí)驗(yàn)室基于國(guó)家采測(cè)分離‘9+X’項(xiàng)目，成功集成了多種水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)，結(jié)合ICP-MS、全自動(dòng)流動(dòng)注射、全自動(dòng)離子色譜等創(chuàng)新儀器，實(shí)現(xiàn)了水體中高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、COD等多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)的全流程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，為全面評(píng)估水質(zhì)提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。"陳工介紹道。

“當(dāng)樣本數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)智能算法對(duì)海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理和分析，能夠迅速發(fā)現(xiàn)水質(zhì)變化趨勢(shì)，并進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)警，助力相關(guān)部門(mén)及時(shí)作出科學(xué)決策。"

破解技術(shù)難題
軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)全面智能化調(diào)度

當(dāng)談到軟件開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨的最大挑戰(zhàn)時(shí)，陳工指出，最大的難題在于深入理解實(shí)驗(yàn)室儀器及其復(fù)雜的操作模式。她解釋道，實(shí)驗(yàn)室里儀器種類(lèi)繁多，且操作流程各有不同。有些儀器能夠同時(shí)處理多個(gè)樣品，而有些則需要逐一分析，甚至樣品容器的形態(tài)和分析時(shí)間也各不相同。

程序員不僅需要掌握每臺(tái)儀器的使用方法，還要將這些不同的操作流程標(biāo)準(zhǔn)化，以便有效整合到自動(dòng)化平臺(tái)中，同時(shí)優(yōu)化流程以提升系統(tǒng)效率。例如，一臺(tái)儀器可能需要一小時(shí)完成分析，而另一臺(tái)僅需幾分鐘。如何通過(guò)智能調(diào)度流水線效率，成為了關(guān)鍵問(wèn)題。

為了解決這些問(wèn)題，軟件設(shè)計(jì)不僅需要考慮業(yè)務(wù)邏輯，還必須在系統(tǒng)架構(gòu)和硬件控制上實(shí)現(xiàn)全局性與系統(tǒng)性的智能調(diào)度。具體來(lái)說(shuō)，全局性通過(guò)分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)在多節(jié)點(diǎn)和多模塊環(huán)境下的協(xié)同工作；系統(tǒng)性則通過(guò)采用微服務(wù)架構(gòu)，使各模塊解耦合，實(shí)現(xiàn)靈活擴(kuò)展和高效維護(hù)。在算法層面，通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃和優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)佳配置。通過(guò)這些技術(shù)手段，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全面智能化調(diào)度，確保業(yè)務(wù)邏輯、硬件控制和系統(tǒng)架構(gòu)的有機(jī)結(jié)合，提升整體性能和可靠性。

從“關(guān)燈實(shí)驗(yàn)室"到“機(jī)器視覺(jué)"
推動(dòng)智能化環(huán)境監(jiān)測(cè)新突破

隨著實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化的深入，陳工團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了“關(guān)燈實(shí)驗(yàn)室"系統(tǒng)，專(zhuān)門(mén)用于處理一些特殊樣本，例如藥物類(lèi)的血液分析。近期，團(tuán)隊(duì)在杭州公安部門(mén)進(jìn)行了成功演示，展示了這一技術(shù)的應(yīng)用潛力。

此外，團(tuán)隊(duì)還引入了“機(jī)器視覺(jué)"技術(shù)，通過(guò)攝像頭進(jìn)行圖像識(shí)別和計(jì)算，賦予機(jī)器人類(lèi)似“眼睛"的能力，使其能夠自主定位目標(biāo)。例如，在樣品處理過(guò)程中，機(jī)器人需將試管精準(zhǔn)放置到特定位置，操作精度達(dá)到毫米級(jí)。這一技術(shù)為環(huán)境監(jiān)測(cè)帶來(lái)了全新的高精度解決方案。

積極擁抱AI技術(shù)
帶動(dòng)科學(xué)儀器智能化變革

AI的快速發(fā)展正深刻改變著工作和生活。陳工指出，在編程和算法優(yōu)化方面，AI為開(kāi)發(fā)人員提供了強(qiáng)大的輔助工具，能夠快速篩選出優(yōu)化算法。這類(lèi)AI工具的應(yīng)用不僅提升了工作效率，還使程序員能夠?qū)⒕性诟邉?chuàng)造性的工作上。

“我們期待AI技術(shù)能進(jìn)一步融入實(shí)驗(yàn)室解決方案，推動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高水平的智能化發(fā)展，使監(jiān)測(cè)技術(shù)邁向新高度。"

聚光科技始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新，聚焦主業(yè)、打造精品，走在科技創(chuàng)新的占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。公司積極應(yīng)用AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云計(jì)算、5G等前沿技術(shù)，持續(xù)推出滿足客戶需求的高質(zhì)量產(chǎn)品與解決方案，大力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向先進(jìn)化、綠色化和智能化發(fā)展，加快實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)的自主可控和國(guó)產(chǎn)替代，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)、建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)更大力量。

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