欢迎来到面向21世纪的数字化实验室

原文出自：Daniela Jansen 达索系统 BIOVIA 产品营销总监

多年来，“未来实验室”、“实验室 4.0”、“智慧实验室”或“21世纪实验室”始终是实验室信息学界热议的话题。如今，21世纪已经过去两个十年，实验室信息系统发生了什么变化？

实验室工作流程已实现纸质化向无纸化的转变，部分实验室已全面采用数字工作流程，初步建立数字实验环境。

然而，这些举措远远不够，21世纪实验室应当更具革新性。实验室需要实现真正的数字化，即利用数字技术改变业务模式。要实现数字化，乃至数字化的实验室操作，关键是实现互联互通，为新的工作方式奠定基础。

新兴技术，包括云计算、数据湖、实验室物联网、人工智能和机器学习、虚拟和增强现实、语音控制等，是否有助于构建21世纪实验室？它们是否能提供价值？

只有实现互联互通，组织机构才能利用这些前沿技术，对实验室科学家的工作体验、实验室的生产力和科学数据的重新利用产生切实影响。

实验室中最基本的互联互通是数据生成工具（如仪器或用于采集/输入数据的任何应用程序）和数据使用工具之间的连通。这些工具能够帮助科研人员创建报告和文档，生成分析和数据报表，以及安全、长久地存储实验室中生成的大量宝贵数据。

然而，实验室操作远不止此，互联互通的范围必须更加广泛。

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管理样品和化学品以及设备和人员的各系统之间应当互相连通，方法开发和执行、样品和实验准备以及分析、报告和决策等过程之间也应当互相连通。此外，实验室系统和组织的业务系统（如企业资源规划(ERP)系统）之间应当能够双向通信。

所有这些要素的整合看似复杂，但成效卓著。

实现互联互通需要什么？基础设施的建立是基础。

基础设施应当基于平台以便提供所需的基本支持，应当支持云端操作以确保以较低的所有权总成本(TCO)实现敏捷、协作的工作方式，并且应当能够利用数据湖以确保多种不同数据类型的长期存储。

然而，光凭技术是不够的，关键还需标准化，且必须考虑到标准化的多个方面。其中一个重要方面是实际数据格式和标准化框架。

标准的数据格式必须是与供应商和技术无关的规范格式，能够用于存储数据和科学环境元数据，并支持数据的长期和实时访问。

分类和（词汇）本体的标准化能够在有关物料、设备、过程、结果和属性的科学环境元数据中实现对词汇和关系的控制。预竞知识合作联盟，如Allotrope、Pistoia Alliance，的工作成果能够提供帮助。

此外，实验室应当确保其科学数据符合FAIR原则（可查找、可访问、可互操作、可重复利用）。

FAIR数据原则是技术实施支持的指导原则。符合FAIR原则的数据更易搜寻、组合和整合，具有更高的价值。

如果更进一步呢？设想以下场景：

更深入的互联互通将提高各部门实验室的生产力，对整个价值链中的工作提供更深刻的见解，在复杂的商业环境中成功推动创新。