物联网实验室

出城,美国7月4日假期,凯尔特纳没有实验室经理想听到了消息:他的冰箱是死亡。

“我在马萨诸塞州西部,这些警报在我的电话,”特纳说,管理一个进化生物学实验室在剑桥的哈佛大学,麻省。冰柜是生命科学实验室的房子他们的研究成果;失去它们,则失去了一切。特纳称为哈佛大学的技术人员操作中心,问一个实验室成员仍然在剑桥现场,以防珍贵样品需要感动。然后他看着技术人员的实时进展,用他的iPhone。

“我是给远程反馈,他们试图解决的一切。‘哦,我们会努力,我们会重新安排箱子促进空气流通;我们试试这个,我们将改变恒温器。”,我想在我的电话,说,“嗯,工作,没有工作。”

这个远程监控都是由于技术创新席卷消费市场,现在已经达到了研究实验室:物联网(物联网)。

物联网是想法,不仅仅是电脑可以连接到互联网,但日常用品。这样做,他们获得新的功能,科学主任Felix Wortmann说博世物联网实验室瑞士圣加仑大学,研究物联网及其对企业的影响。添加wi - fi和运动传感器一个灯泡,他说,和你有一个远程报警系统;添加无线立体声系统,你可以控制你的音乐从你的电话。

在消费者市场上,这个概念适用于联网设备如恒温器、电视机和汽车。但直到几年前,实验室设备不能以同样的方式有关。连接仪器、设备的出现,承诺把实验室的研究人员,让他们调整远程实验和分析数据。实验管理员可以监控仪器使用和捕捉潜在的设备故障发生之前。但安全和经济问题,不可避免的阵痛中固有的任何进化技术,是缓和的热情。

智能实验室

冰箱制造商提供远程监控和自动数据记录好多年了。但物联网允许集成不同的乐器,从不同的供应商,到一个集成的平台,安德烈亚斯hochberg表示,新兴技术的负责股份公司在汉堡,德国。2015年,埃普多夫是一个打德国公司导致的smartLAB项目——一个模型实验室未来的基于物联网的。另一个smartLAB计划在Labvolution 2017年5月在汉诺威举行的会议。

的核心smartLAB,项目领导人Sascha Beutel说谁是技术化学研究所的莱布尼兹汉诺威大学,是一个实验室信息系统将连接所有实验室组件和控制,从“智能”,自洁实验室的长凳上智能安全护目镜,可以和增强现实显示项目化学品安全信息。“据我们所知,这是第一次尝试做过整个实验室数字支持和互动,“Beutel说。

现有的商业实现物联网更全面。TetraScience成立于2014年,是支持,部分由于数字科学(由Holtzbrinck出版集团在伦敦咨询公司,也有分享自然的出版商)60学术和行业客户,说阿洛克Tayi首席执行官和共同创始人。在哈佛大学,19实验室使用服务,连接仪器在线仪表板,昆汀侍从说,哈佛大学的高级协调员办公室可持续性的绿色实验室项目。实验室有超过100的设备连接到网络,主要是孵化器和冰柜;特纳的实验室用仪器的系统连接11。

彼得·Girguis研究深海的生物,有五个冰柜和冰箱在哈佛TetraScience电网相连。这些单位都有不可替代的样品收集在旅游在海洋研究船驻扎在大西洋中部南太平洋。“花费数百万美元来获得这些样本,”他说。

实验室的许多最珍贵的样本存储在−80°C冰柜,监控使用的系统自动通知哈佛的操作中心当冰箱温度。但实验室的−20°C冰柜和冰箱与系统不兼容,所以没有人提醒,如果他们失败。当机会出现测试TetraScience系统,实验室的机会,珍妮弗·德莱尼说,他管理Girguis实验室。“这并没有花费太多令人信服。”

我们的目标是一个整体的软件平台,可以将人们联系在一起,数据和设备。

TetraScience使用wifi模块,一副扑克牌大小的,可以连接到外部传感器或通过乐器的数据端口。传感器可以监测温度、湿度、二氧化碳和氧气水平,以及振动、光强度和大规模的气流。这种类型的设备可以补充内部传感器,以确保关键硬件如孵化器和低氧室按预期执行。通过乐器的数据端口直接连接,允许设备如平衡、pH值米,甚至高性能液相色谱系统监控,或者在某些情况下,控制。科学家不仅能监控这些工具还可以流数据电子实验室笔记本,跟踪设备的使用情况和工作负载,和控制实验工作流,Tayi说。“我们的目标是一个整体的软件平台,可以将人们联系在一起,数据和设备。”

TetraScience用户通过web浏览器访问这些数据。页面列出了所有连接设备及其状态,和实验室管理人员可以设置和报警温度阈值的选择。该系统还显示每个传感器的历史,因此用户可以看到,例如,如果一个冰箱一直在慢慢变暖几天——一个信号,侍从说,它可能需要一个服务。

几个TetraScience用户表示失望了wi - fi连接,有时需要手动复位。数据不丢失,硬件可以继续日志数周,倾销他们回到系统一旦连接返回,但据Tayi,公司更新其硬件更加可靠的连通性和增加了发送数据的选择以太网电缆和移动网络。

的成本监控

对Girguis来说,不幸的是他的实验室有20冰箱和−20°C冰柜,但只有5个传感器。之一,那些没有被看着是一个小型under-bench冰箱存储存档的水样和DNA测序库,等等。几个月前,一个学生走过去的冰箱里,“注意到一个奇怪的气味”,德莱尼说。“它已经解冻,所有的一切都笼罩在模具,很恶心,是的,已经失去了一切。“Girguis单独估计DNA测序图书馆的价值约为4000美元。

Girguis并考虑购买更多TetraScience传感器,但是入门价格他引用(每台设备每年约400美元),超出了实验室的预算。特纳的实验室也同样决定放弃TetraScience从威斯康辛州的消费级物联网系统的支持拉克罗斯技术冰箱售价12美元每年。Tayi说TetraScience不能评论定价。

大公司也支持物联网。美国生物技术公司Illumina公司了BaseSpace序列中心,它允许研究人员远程监控下一代DNA测序,和美国热费希尔科学实验室设备公司热费希尔连接可以跟踪和处理数据从六个不同类型的设备,包括实时和数字聚合酶链反应(PCR) thermocyclers和质谱仪。系统将支持12个更多的仪器,包括超低温冰箱甚至智能电子吸管,到2017年底,说公司的首席技术官马克,在卡尔斯巴德,加利福尼亚。研究人员可以在线创建一个吸量计划,然后可以推到实验室的吸量管。这种装置可以精确地跟踪什么用户,提供更好的实验文档和可能减少错误,例如,表示此板实验室技术人员应该移液进入下一个。

与用户超过10000机构,热费希尔系统是免费的(虽然有些分析应用平台收费)。通过web页面,用户可以访问系统和监控设备使用一个专用的iPhone或Android应用程序称为仪器连接。这个应用程序有一个演示模式,允许用户跟踪的一个虚构的,实时PCR运行。

MD-PhD贾里德·法勒的学生在里士满的弗吉尼亚联邦大学,他使用热费希尔系统监控实时PCR运行时,该技术使他能够花更多的时间与他的家人。他说,在周末,他可以进入实验室,建立了一些反应,然后从他的电话跟踪他们的进展看当他需要回到交换盘子。“最大的好处是它带我走出实验室,”他说。

伊恩•麦克劳德,创始人兼首席科学官Aldatu生物科学在波士顿,马萨诸塞州,发展分析监控艾滋病病毒耐药性,使用热费希尔连接到监控和故障诊断实时PCR在波士顿和运行在博茨瓦纳现场工作。麦克劳德回忆分析运行在坐他的车回家,途中与他分享截图创始人之一。”这是非常快速和容易做的,”他说。

但是,方便安全的担忧。通过访问一个IoT-enabled恒温器,例如,一个黑客可以当有人正在度假,可能使他们容易受到入侵。在实验室,黑客可能会损害硬件或样本,例如,通过调整设置在冰箱或孵化器。Girguis说他可能会三思而后行依赖保护设备的物联网设备为主要手段,如果滥用,可能是危险的。

尽管如此,许多研究人员认为,这些理论相比,风险可能会苍白的真正威胁冰箱意外死亡。从他的酒店房间,特纳看着同事斗争麻烦的冰箱,很显然他们的努力被浪费了。他安排实验室的样品转移到备份冰箱、避免灾难。“如果我们没有这些设备,我们将会在周二上午来,发现了一个大水坑在地板上,满满一冰箱的解冻样本。”