数字化:未来的实验室

萨曼莎Kanza博士南安普顿大学的是企业高级研究员,她工作在几个研究项目,包括数字化的科学研究。未来实验室生活事件2022年Kanza介绍演讲题为“COVID-19对科学研究的数字化”的影响,在那里她态度讨论电子实现在实验室,这是如何影响全球大流行和她的未来愿景的实验室。

188金宝搏备用与Kanza事件进一步详细说明她的发现,讨论数字化实验室的挑战,为什么电子实现需要超过只是一个改变的技术。

莫莉·坎贝尔(MC)为我们的读者可能不熟悉的概念,什么是电子实现在实验室吗?

萨曼莎Kanza (SK):这可能意味着几件事,但在这种情况下,我指的是在实验室的使用技术,包括硬件和软件在实验室里电子捕获的数据和信息。这可能是仪器,软件,电子实验室笔记本和其他数字平台,或者硬件用于捕获,如iPad或电脑。

主持人:你已经研究过相关的态度和行为在实验室使用电子设备,如民族解放军。什么关键电子壁垒实现实验室你确定吗?

SK:有很多不同的障碍,不幸的是尽管技术改进许多今天仍然适用。等障碍出现在学术界更多的成本,同时对支付ELN订阅,或新设备/软件,和隐藏的时间成本来实现任何新的系统在实验室。

可访问性也是一个很大的障碍。许多学术实验室没有设置为数字实验室信息的捕获,从硬件和软件角度。设备已经过时(要求使用遗留机器和软件),软件包不玩在一起,有缺乏物理空间甚至坐在笔记本电脑或iPad科研数字记录。

实验室技术往往是一个充满敌意的地方。许多研究者将关注他们的想法笔记本电脑进实验室,以防化学品泄漏。此外,科学家发现脱了手套的行为类型笔记电脑非常分散和侵入性,明显比刚刚在实验室做笔记书,这意味着集成系统的使用,需要输入到实验室工作流程是非常具有挑战性的。

软件兼容性也是一个问题。在我民族志研究我发现科学家(在这种情况下,晶体学家们)需要使用多个不同的软件包在实验室工作和手动传输数据之间的他们,因为他们需要的软件包是不兼容的。这使它更具挑战性,鼓励采用数字技术在实验室和设备。

主持人:在你未来的实验室生活,大家讨论,“失败”的实验通常得不到数字化。你能解释为什么这是一个问题吗?

SK:这是一个真正的问题,因为这意味着我们失去了很多有价值的数据。我认为这只是价值的知道一些没有工作(和理解为什么!)这是阅读的事情所做的工作。如果我们不能过去的耻辱数字化“失败”的实验中,科学家们会不断重复同样的错误,因为他们不会获得任何材料告诉他们,这些方法并不可行。通过移除这个耻辱和拥抱它,使科学研究数字和可用,然后我们可以节省宝贵的时间和精力,并提供一个更愉快的支持性的文化在整个科学界。

主持人:你注意,电子实现在实验室需要改变态度和组织,就像它的技术。你能详细吗?

SK:态度是一个ever-perpetuating障碍。许多学者不想放弃使用纸或实验室在实验室笔记本。,不幸的是这种态度反映在一些学生既是他们经过度的习惯使用基于纸张的方法来记录他们的工作,然后看不出使用数字方法的价值,因为他们的研究生研究进展。并不是一件坏事,学术环境更自由的行业,但这是一个问题,学生没有被教导的价值数字化研究,大量的在页的实验室研究丢失的书。

此外,一般来说,人们害怕改变。它可以非常具有挑战性的劝说整个研究小组采用一款新软件或更具挑战性,说服他们采用一套全新的数字化过程。这是社会技术的任务,不能单纯依靠技术,我们需要支持,采用用户如果我们要在这些领域做出改进。

我们需要开始早,不仅教育我们年轻研究人员在数字化科研的重要性,而且还为他们提供最好的方法和工具实现这一努力。

司仪:总体而言,你认为什么影响COVID-19大流行对数字化在实验室吗?

SK:我认为COVID-19有所增加的数字化,更重要的是在某些领域增加了它。当然更高使用软件进行研究活动,虽然我们的研究的参与者(主要是博士生,早期职业科学家和研究人员建立)我们发现这主要是围绕组织软件和通信软件。不幸的是,很多障碍数字化保持不变,尽管COVID已经为一些改进铺平了道路,我们还有很长的路要走。此外,一些系统实施快速通过COVID必要性,所以重要的是要确保他们保持适合的长期目标。

有趣的是,我们观察到的一个主要变化是重要的吸收Juypter笔记本电脑(笔记本的基于网络的交互式开发环境,代码和数据)。然而,我不认为这是由于COVID,他们只是碰巧结合COVID的时间表。但它证明,越来越多的科学家正在编写代码并希望能够一起存储他们的代码和数据。它还表明,与自然对齐本身电子存储的信息(例如,代码/数据集),科学家们正在使用数字工具。挑战在于如何扩大这种模式所有科学研究和数据,甚至像自然不相匹配与电子捕获。

我真正感兴趣的东西,我将调查接下来谈话和测量学生一代,开始了他们的研究在大流行期间,这将是非常有趣的,看看如何数字化和数字工具的使用他们的观点不同,因为他们不会已经开始研究实验室的环境里纸笔记本是常态。

主持人:你能谈谈PSDI,它的目的是什么?

SK:PSDI代表物理科学数据基础设施和它最初是作为一个试点项目运行由英国工程和物理科学研究委员会。PSDI旨在加速物理科学研究,通过提供一个数据基础设施,汇集了和建立在现有的数据,研究人员目前使用的系统。数字转换发生在科学研究的许多领域,但在这个变换的支持和进展仍然是分散的。

PSDI将共同开发技术组件连接数据源,使更好的数据可发现性和重用。然而,这并不仅仅是建筑技术;有大量的需求收集和利益相关方参与承担社区以及培训和应用的技术。

我们研究的领域之一在试点阶段是过程录音,我们建立在先前的研究从弗雷(由小组成员教授杰里米·弗雷),看事情在过去的几年里发生了怎样的变化,尤其是参照COVID以来情况发生了变化。过程记录是科学研究的核心,这将是未来的一个链PSDI工作。

PSDI将为跨域通信提供一个极好的机会和分享最佳实践,最大限度地提高我们的研究能力。

MC:所需的电子技术实现在实验室吗?

SK:我们需要集成软件,使得现有的软件一起工作(如笔记本电脑软件和基于域的软件),和专业软件的不同域的需求多样化的物理科学社区。

我们需要数据标准和元数据的自动获取。除了这个,我们还需要的数据格式转换器是一个大问题在科学研究目前既缺乏和饱和的数据标准和研究人员都使用不同的标准或没有标准。不大可能,我们会说服整个社区使用一个或两个标准,和一些领域需要具体的标准,具体的事情。然而,如果我们能确定最普遍的数据和元数据标准以及它们之间如何转换,然后突然可以用于多个软件包的数据(使用不同的标准)以不同形式和不同的研究人员可以使用数据与自己的数据,这将使一个数字化的主要改进。

此外,我们需要语义丰富的数据,包括识别相关的本体和确定可用的模式中存在差距。

最后,我们需要混合动力技术和数据获取的各种方法(包括paper-esque方法和声音)。最大的一个原因,我们实验室没有完全数字化的易用性和许多其他功能纸在使用一台笔记本电脑或台式电脑。提出的一个全新的人体工学设计的计算机(将来可能发生)有限制一个桌面或笔记本电脑可以适应实验室的工作流程中运行一个实验。然而,还有其他的技术,可以使用在那个地方;混合笔记本或智能笔记本电脑,用户可以像纸上写可以捕获这些信息电子化的一种方式,在自由的方法,用户喜欢传授。进一步,利用声音甚至可以排除的要求把事情写下来。

主持人:在你看来,你想象的未来的“实验室”将是什么样的?

SK:虽然我非常欣赏这是未来的愿景,并有改善各种技术的先决条件(例如,语音识别、手写识别、混合设备、规范化的数据标准,等等,)我真的看到未来的实验室作为一个完整的技术和机会。

就像智能家居在当今社会已属司空见惯,所以将智能实验室。用户可以通过语音来控制他们的实验室使用智能实验室助理,所有的实验室系统将无缝地连接在一起,和用户将有多个选项来记录他们的数据通过声音、平板电脑、手机或电脑,如果他们的愿望。我认为PSDI将扮演了一个重要的部分在帮助我们实现这个愿景。

读者的兴趣,对智能实验室,我们已经着手与我们的版本talk2lab项目。

萨曼莎Kanza跟莫莉坎贝尔博士、高级科学技术网络作家。188金宝搏备用