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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：524 發布時間：2024-10-24

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。

硬核代碼，守護水質——全自動AI實驗室無人值守，全天候監測

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