有趣的試管機器人

重慶市萬州區袁家屯 呂雪萱

正當大批機器人跨出廠房，浩浩蕩蕩走向廣闊天地的時候，一群靈巧的迷你機器人也鉆進了歐美的化學實驗室。它們用纖細的手指操作試管，稱量藥品，攪拌溶液；它們的眼睛會識別文字標記，觀察試驗結果；它們從不抱怨工作枯燥乏味，也不懼怕放射性污染等的威脅；它們長年累月不分晝夜地工作著……這種小機器人大大提高了實驗室的工作效率，人們稱之為“試管機器人”。

試管機器人與計算機控制的儀器不同。微機控制的儀器如液體分析儀等已被普遍使用了多年，但它們都是為某種專門的功能而設計的，沒有通用性。試管機器人也不同于工廠里的機器人。它的個子小，但十分靈活，它由微機控制，帶有預編程序，并備有記錄工作過程的存儲器。

試管機器人最初是為了教會兒童如何操縱機器人而產生的，之后，由簡到繁發展起來。最早的試管機器人名叫“阿姆迪特”，它個子小而靈活，結構比較簡單，價錢也便宜，主要工作是為樣品稱重，但它的手臂短，提不起重物。它沒有反映機械手位置的反饋系統，在每次啟動之前需要人工輔助復位。

比較高級的是一種名叫“思瑪特”的機器人，它具有閉環反饋系統，從實驗室的演示臺上可以看到“思瑪特”的手臂和眼睛配合默契。它可以用“手”從盤中撿取一個小藥瓶，再把它放在“眼睛”(攝像機)前面仔細辯認，每個藥瓶上都貼有各自的文字標記，當“思瑪特”認出它所需要的標記時，藥瓶就會對號入座地被放到指定的位置上。另外，試管機器人還可以配合激光條形碼閱讀器工作。例如，在一個藥品瓶上貼上這種帶有指令的條形碼，機器人就會從中獲得指令，完成打開瓶蓋，抖出定量的藥粉，攪拌投入溶劑中的藥粉，對溶液進行測試等一連串的動作。

在目前的水平上，試管機器人最適宜傳遞固體材料，尤其是形狀便于撿取的物體，要是換成粉末或者形狀小、不規則的物體，機器人也會大傷腦筋的。

試管機器人闖入實驗室，揭開了實驗室自動化的序幕，但它只是實驗室自動化的一個組成部分。實驗室真正需要的是一個完整的系統，它必須使大量日常性的工作自動化，只有這樣工作人員才能從繁瑣的操作中解放出來。

展望未來，實驗室自動化的發展道路是寬闊的，美國齊馬克公司自信在未來幾年中，他們制造的“齊梅特”系統將超出三萬個，產值可達十億英鎊。但眼前的主要障礙有兩個，一是缺少精密電動機；二是缺乏應用軟件。前者是制造精密傳動機械的關鍵，后者是普及應用之必需。排除這兩個障礙之后，實驗室自動化的發展速度一定會更快。