2008年，IBM公司CEO彭明盛提出智慧地球（Smarter Planet）的概念，随之衍生出一系列智慧化行业解决方案，其中就包括智慧实验室(Smart Lab)。
生物反应器是实验室进行微生物发酵和细胞培养等药物研发、生产过程中常用设备，实验人员需要对其进行取样、补料、清洗、消毒等操作，并将样品递送处理、检测，最终获取相关实验数据。然而，目前一线研发及生产过程中，这些操作普遍由人工完成，不仅成本高，效率低，而且稳定性和安全性得不到保障。
英诺维尔专研实验室智能一体化解决方案多年，具备成熟的Smart Lab搭建经验，系列项目均具备高效率、低成本、高稳定性、高安全性、流程可回溯、兼容手工操作及个性化定制等特点。人员只需要根据实验需求设置相关参数，并在人机操作界面启动工作流，即可等待结果自动回传。
01 多模块集成--“合纵”一体
英诺维尔“智慧生物反应器实验室”，通过集成“反应器阵列”、“全自动取样单元”、“一体化液体操作单元”、“生化检测设备”、“全自动补料单元”等，利用数十个稳定自动化模组及传感器替代人工操作，可实现24h全自动高效运转。
全自动取样单元
每台反应器配备一台全自动取样单元，通过蠕动泵配合电磁阀，经程序控制，实现全自动取样及管路清洗、消毒。程序能够根据初始液量及每次取样体积实时更新剩余清洗液、消毒液、废液量，在液量达到设定报警值时发出警报。
1.可用于20L以内各类型生物反应器取样操作
2.高效率，程序提前下发指令进行管路清洗及样本预填充，做好取样准备
3.高安全性，取样后自动消毒，防止管路内细胞液残留变质产生污染源
4.高可靠性，取样前自动清洗取样针内外壁，保证样品检测结果真实
5.取样针支持重复使用，节省成本
6.高精度，取样体积满足检测需求，防止浪费
7.可根据实际取样需求调整取样液量
8.可更换指定消毒液及清洗液单元结构简单，紧凑，耗材管路安装容易
9.可集成在全自动化系统中，也可单独手工使用，适用于多应用场景
一体化液体操作单元
取样完成后，样本由转运机器人送至液体工作站，进行检测前样本制备，包括样本到不同上样容器的分装、样本试剂注入、样本混匀、样本稀释、样本转移、离心等操作。
1.定制耗材载架，用于存放液体处理及检测所需耗材与试剂
2.运动X/Y轴，支持移液单元横向/纵向运动
3.配备检测机械臂，增加覆盖面积，实现样本上样及液体操作时物料自动转运
4.移液单元，用于执行移液操作，可在Z轴方向运动
5.自动开闭废料槽，用于丢弃废弃枪头和样本管，避免污染
6.EP管离心机，支持最多8根无盖EP管样本离心
7.支持一键打印二维码，批量更换耗材，耗材库存不足时报警
生化检测设备
样本经液体工作站准备就绪后，通过机械臂，将样本管全自动转运至各检测设备，完成补料前的样本检测以及废弃样本管丢弃。检测设备包括但不限于“血气分析仪（BGA）”、“细胞计数仪（Vi-cell）”、“生化分析仪（Cedex）”、“冰点渗透压仪（OSMO）”。
全自动补料单元
每台反应器均配备一台全自动补料单元，通过蠕动泵配合高精度天平，实现补料液量的高精度闭环控制。基于检测结果，由AI模型拟定补料策略，经程序控制，进行不同补料的全自动补料操作，以平衡细胞所需营养物质。
02 机器人辅助--“连横”高效
生物反应器实验室配备大量不同功能、品牌、型号的仪器设备，本项目通过使用取样直线电机、高自由度机械臂及视觉识别相机，与上位机及控制软件配合，模拟人工进行取样、转运、检测（上/下样）等操作，减轻实验人员压力，使其更专注于结果分析，显著提高实验过程中资源分配有效性和稳定性。
1.高一致性，多批次数据并行，保证多种类仪器操作一致性
2.高安全性，自动流程避免人员操作失误，降低设备损坏风险
3.高稳定性，程序控制实现更高重复精度，减少人为造成的结果异常
4.低成本，除打孔操作外，无需进行建筑相关工程改造，且有效减少人工费用
5.高效率，通过调整检测设备位置及机械臂覆盖范围，单台机械臂及触屏笔能够实现多台检测设备控制
6.高价值数据综合利用，通过开发软件收集检测数据，作为触屏操作的反馈，形成闭环控制
7.高扩展性，模块化拼接，快速部署，可适配多种品牌、型号检测设备和仪器，可适配多种布局实验室
03 智能软件调度--“运筹帷幄”
"智慧生物反应器实验室"搭载英诺维尔自主研发“INNOSMART® SMS”智能软件系统作为核心调度程序，界面友好，简单易懂，移动式交互设计，手持平板即可操作，实时监控全系统各模块运行状态，可手动/自动设定相关工艺参数，收集高价值数据综合利用，实现实验室多种类仪器操作一致性。
1.在线数据控制算法（pH、DO、温度℃、气体流量）在线控制收集与分析（pH、DO、温度℃、气体流量、泵速）离线检测设备下发样本与数据收集
2.血气分析：pH、TEMP、pO₂、 pCO₂、NA+、K+
3.活力分析：CVD、VIA、DIA
4.渗透压分析：Osmo
5.生化分析：Glucose、Lactate、Glutamine、Glutamate、NH4+、IGGHB、IGGLB...细胞培养AI闭环控制：动态降温降密操作、动态pH校准、AI在线调优、AI智能补料策略、AI营养液置换控制、AI灌流控制
结语
英诺维尔“智慧生物反应器实验室”纵向集成多款自动化设备，通过智能软件下达调度指令，由直线电机、机械臂及视觉识别相机横向贯穿整个操作流程，为用户提供紧凑且稳定的平行实验环境，解放人力的同时，有效保障操作一致性、过程精准性和结果稳定性。兼容自动化检测平台，通力协作，不舍昼夜！