基于AI人工智能技術實驗室管理系統的設計

文/魏 法 高海闊

隨著科學技術的迅猛發展，而以人工智能技術的發展最為迅猛，它在自動化領域當中的應用使自動化領域更加具備了智能化的鮮明特點[1]。并且隨著國家大力推進高等教育的深化改革，實踐教學已成為人才培養方案中比重非常高的一部分，實驗室是學生進行實踐操作必不可少的場所。而原有的實驗室管理體制已不適應現在各大高校研究所的需求，管理時間不靈活、安全性不可靠、成本較高等一些傳統舊體制嚴重阻礙了實踐教學的改革，市場亟需一種與現代人工智能相結合的高效實驗室管理系統的出現。

一、現階段實驗管理存在的問題

(一)人工智能技術已經進入發展高峰期[2]。當前人工智能已在自動駕駛、智能導航、智能計算預測等領域應用和發展，給人們帶來了極大的方便。但在實驗室管理方面，智能化還沒有大面積應用，甚至單純依靠人工管理，已經不符合時代發展的需要。

(二)隨著實驗室開放程度增大，實驗室人員流動大，進出實驗室人工登記信息繁瑣，長期以來，浪費很多紙張，不易于實驗室管理人員查找和記錄，容易出錯。社會高素質應用型人才培養模式要求增加高校的技能實踐訓練課程，要求學生增加課余實踐的時間，實驗室供全校全天使用，對實驗室管理和運營方式有了更加大的挑戰。

圖1 智能供電功能

(三)實驗室管理人員經常身兼數職，不能一直在實驗室監控實驗室當前情況。當實驗室發生火災等情況時，管理人員往往由于情況變大、變糟才知道，不能及時得到實驗室的反饋，而錯過了處理的最佳時機，造成了很多不必要的損失。

二、基于AI人工智能技術實驗室管理系統項目技術基礎

(一)互聯網和云計算技術。以計算機為基礎，通過互聯網將系統采集的信息時時更新在實驗室網絡平臺上，通過云計算，將信息歸納整理，攝像頭識別采集的圖像與數據庫數據進行對比，通過云計算，系統執行云計算結果。

(二)圖像識別技術。當下人工智能熱，圖像識別是其核心技術，隨著人工智能神經元網絡、螞蟻算法等技術的將逐漸成熟，電子眼攝像頭采集信息已經非常準確，廣泛應用于很多領域，極大地方便了事情的處理。

(三)機器學習技術。該技術以概率論、逼近論、算法復雜度理論等多門學科為基礎，通過互聯網做傳輸媒介，與數據庫連接在一塊，讓系統通過傳感器感知外界行為，主動進行模仿，使系統在處理事件過程中更加人性化、智能化。

三、項目功能介紹

基于AI人工智能技術的實驗室管理系統在保障實驗室各項工作高效率和高質量運營下，實現了無人智能管理，具有如下功能：

(一)面部識別學生ID，自動登記信息。當有人進入實驗室，系統自動通過“電子眼”攝像頭識別學生面部信息，與數據庫進行對比，登記人員信息。如果是實驗室成員，識別通過后，系統自動開門、開燈，如果不是則發出語音警告，并進行信息統計，供管理人員查看。

(二)智能配電功能。當下太陽能、風能等發電技術已經非常成熟，使用這些可循環能量已成時代需求，本功能使其更加完善。當可循環能量發電不足或出生故障時，系統智能識別，自動切換到正常220v市電供電，完全不影響實驗室學生用電，如圖1。

(三)遠程通信，通過互聯網平臺查看實驗室動態情況。系統通過溫度傳感器、光照傳感器、檢測電流計等傳感器采集實驗室各項參數，時時更新在實驗室指定網絡平臺上，供實驗室管理人員查看，及時了解實驗室情況以及為管理實驗室做參考。管理人員也可通過在平臺操控系統控制的攝像頭查看實驗室，更加直觀的觀察實驗室，讓實驗室管理更加靈活、方便，降低管理成本。

四、結語

基于AI人工智能技術的實驗室管理系統，通過當下的人工智能熱，將圖像識別、機器學習、互聯網與云計算等新興潮流實用技術結合在一塊，徹底改變了傳統的實驗室管理體制，能夠高效穩定實現實驗室無人化管理。

經過實驗室測試，該系統可以高效運行。如果成本允許，通過優化軟件算法和硬件支持，系統性能還可以進一步提高，該系統能夠會更好的運行。也希望基于AI人工智能技術實驗室管理系統的設計能為正在做或想要做相關研究的科研人員提供一些參考。

[1]田迎新，薛海霞.基于人工智能技術分析電氣自動化的發展前景[J].電子技術與軟件工程，2017.

[2]賀倩.人工智能技術發展研究[J].電子信息科技，2016(02).