미래의 연구소를 소개합니다

Jul 14, 2023

아래 양식을 작성하시면 "미래의 연구소 소개" PDF 버전을 이메일로 보내드립니다.

모든 오디오 기사에 대한 액세스를 잠금 해제하려면 아래 양식을 작성하세요.

오늘 연구실을 둘러보면 무엇이 보이나요? 연구원들은 수백 개의 독립형 장비에서 데이터를 추출한 후 수동으로 스프레드시트에 추가합니다(가면서 오류가 발생함). 이러한 스프레드시트는 여러 컴퓨터에 분산되어 있으며 연구자들은 각 컴퓨터를 정리하고 분석하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 각 연구원은 지속 가능성, 실험실 또는 에너지 효율성 또는 비용 절감을 거의 고려하지 않고 손으로 쓴 실험실 책을 사용하여 개별 사일로로 작업하는 것을 볼 수 있습니다. 연구실 직원의 시간 중 70%는 관리 작업, 준비 작업, 데이터 검색 및 정리, 보고에 낭비됩니다.1 과학을 수행하는 더 좋은 방법이 없을까요?

이 기사에서는 미래의 실험실에 대해 소개하고, 그곳에서 무엇을 발견할 수 있는지, 그리고 그것이 과학 연구와 산업에 어떤 영향을 미칠지 소개합니다.

"미래 연구실"이라는 용어는 차세대 연구자를 특징으로 하고 이를 가능하게 하는 기술의 총칭입니다. 연구실이 어떻게 운영되는지 살펴보겠습니다.

미래의 연구실에서는 반자동 연구실 프로세스의 사물 인터넷 내 플러그 앤 플레이 장치를 통해 데이터 수집이 가능해집니다. 분석 및 실험을 통해 생성된 모든 데이터와 메타데이터는 기기 및 연구자로부터 단일 관리형 데이터 생태계로 직접 공급되며, 이는 지워지지 않는 기록이 되어 추가 분석에 계속 사용할 수 있습니다.

자동화 및 로봇 공학은 모든 샘플, 화학 물질 및 장비를 처리합니다. 센서는 실험실 활동을 기록하고 시약과 샘플의 공급을 보장하여 과학자들이 자신의 전문 분야인 연구 및 가치 창출에 집중할 수 있도록 지원합니다.

미래의 연구실은 가상 기술과 물리적 기술을 통합할 것이며, 팀과 조직 간에 직접 또는 원격으로 공유될 수 있습니다.

증강 현실과 같은 시각화 도구는 안전 절차 및 배치 번호와 같은 디지털 정보를 통해 연구자가 보는 내용을 향상시킵니다.

공급망 문제는 기계 학습 모델과 성과 개선을 위한 특정 결과를 제공하는 임무를 맡은 시스템을 통해 자동으로 예측되고 해결되며, 점점 더 효율적이 됩니다.

미래의 연구실에서는 연구실과 에너지의 지속 가능성과 효율성을 더욱 중요시하게 될 것이며 독성이 적은 물질로 만들어진 환경 친화적인 제품을 공급하게 될 것입니다.

그렇다면 이 모든 것이 어떻게 달성될 것이며, 이를 현실화하려면 어떤 기술이 필요할 것입니까?

미래 실험실의 혁신은 크게 7가지 그룹으로 나눌 수 있습니다.

사람, 장비, 소모품, 시스템 및 데이터를 연결함으로써 정보에 대한 접근성을 높이고 필요할 때 안정적이고 자세한 검색이 가능합니다. 연구원 및 기타 직원은 귀하의 데이터에 대해 확신을 가져야 하며, 따라서 데이터는 고품질이어야 합니다. FAIR2(검색 가능, 액세스 가능, 상호 운용 가능 및 재사용 가능)여야 합니다. 이와 관련하여 실험실 정보 관리 시스템(LIMS)과 전자 실험실 노트(ELN)가 매우 중요합니다.3

LIMS는 샘플, 실험, 실험실 작업 흐름 및 기기와 관련된 데이터를 추적하여 실험실 생산성과 효율성을 향상시키도록 설계된 서버에 탑재된 소프트웨어 유형입니다. 이는 기기 유지 관리 및 샘플부터 인력 및 소모품에 이르기까지 모든 실험실 프로세스를 적극적으로 관리하여 인적 오류를 줄이고 효율성을 높일 수 있는 도구입니다.4

ELN은 정보와 메모를 수집하고 정리하기 위해 만들어진 소프트웨어로, 이를 통해 연구 과학자들은 실험실에서 수행된 연구, 실험 및 절차를 문서화하고 데이터를 원활하게 수집, 정리 및 공유할 수 있습니다.5

예를 들어, 시카고 대학 병리학과의 인간 조직 자원 센터(HTRC)는 확장 가능한 생산 환경을 위해 설계된 인터페이스를 통합하는 LIMS 솔루션을 채택했습니다. 환자 정보, 진단, 장기 위치 및 연결된 병리 보고서와 같은 바이오뱅킹 데이터를 수집하고 추적합니다.