2025 人工智能赋能智慧实验室的建设方案 人工智能发展历程 1956 年 达特茅斯会议 约翰 · 麦卡锡提出人工智 能标志 AI 的诞生 1957 年 罗森布切特发明感知机 Perceptron ，将人工智 能推向第一个高峰 1970 年 计算能力无法支持 大模型数据训练和 复杂任务， AI 进 入第一个低谷 第一次 浪潮 1960s 1980s 2000s 2020s 1982 云计算 自动化图像识别 高通量数据处理 检测智能化与自动化 个性化医疗 多指标联合分析 / 精准诊 断 大数据整合与模型预测 检测智能化与自动化 数字生物标志物解决临床应用挑战 实验室检测挑战 临床应用挑战 临床应用场景复杂 • 多指标组合困境 -DRG/DIP （如肺癌需 ProGRP+NSE 或 CEA+CYFRA21-1 组合） • 动态监测复杂性—治疗干扰，生物半衰期差异 人体免疫系统错误地攻击和损害自身细胞、组织和器官的一类疾病 • 临床症状重叠 , 诊断标准复杂 , 发病率逐年升高 • 患者的经济以及精神的负担都相对增大 • 早期诊断对于自身免疫疾病的治疗至关重要 科学目的：基于实验室指标构建自身免疫风湿病早期分类的 多分类模型  研究对象： 519 例 SLE 患者， 163 例 SS 患者， 243 例 IM 患者  研究指标：自身抗体、血常规、生化常规、临床特征

在 虚拟环境中模拟临床试验，预测药物反应，提高研发效率。 7.医药实验室数据集成管理 面向医药研发实验室管理标准化、数智化发展趋势， 围绕医药研发管理过程中涉及到的物料管理、样品管理、 科研数据管理、电子实验记录、文件管理等业务活动，部 署实验室管理系统；结合物联网、5G、人工智能（AI）等 技术，实现实验室仪器、设备、物料等信息的实时线上监 控、实验过程自动化与智能化控制、实验数据全过程自动 据治理实践，提升数据利用效率，加快数据资产化进程。 四、医药质量安全保障 围绕生产过程质量控制、风险预警、可靠性管控、电 子批记录、质量文档管理、质量回顾与优化、药品质检 （QC）实验室管理等环节，应用数智技术帮助医药企业提 升质量控制水平、降低质量风险。 27.智能生产过程质量控制 面向生产质量管理精细化、智能化发展趋势，围绕药 11 品生产过程质量静态和动态控制、多质量目标同时监测等 障等方式，确保生产质量数据的完整性、有效性、准确性 12 和可追溯性。 30.电子批记录 面向药品批生产记录等业务活动，针对记录量大、管 理困难、归档和追溯难度大、缺乏有效的放行控制等问题， 部署实验室信息管理系统（LIMS）、电子实验记录本 （ELN）和制造执行系统（MES）及数据采集与监控系统 （SCADA）等系统，提高重要生产工艺设备和设施的数字 化率，实现对生产批次记录和质量检验记录的电子化管理，

个人空间 消息通知 决策分析 智慧校园统 一信息服务平台 智慧校园云门户 统 一待办 统 计报表 大数 据 中心分析平台 智慧校园应 用 智慧教研中心 创客空间 科研信息管理 智能实验室 … … 大数 据 智慧教育 大数 据 决策 学生画像 智慧教室 学生发展推荐 学生画像 … … 智慧教学平台 智慧课堂 选修课程 教务管理 招生管理 在线考试 … … 学生综合管理 据 中心，实现业务重构。 全面覆盖校园 教学管理、人才综合培育、科研管 理、学生综合管理、校园综合管理、校园安全 6 大领域，提供近 40 余项微服务应 用 ，包括但不限于： 智慧教室、智慧实验室、校园移动 OA 、校园一卡通、 大数 据 育人分析系 统 、学生综合成长管理、团委管理、 学生实习实训管理、创客中心等。 智慧校园平台采取 微服务架构，全面覆盖校园 各类应 用 中心，提供校园大数 据 决策依据 智慧校园 - 智慧教研中心 智慧教研中心为教师、学生课题研究、创新实验提供智能的信息系 统 ，为学校教研管理提供大数 据 分析平台。 智能实验室：依托高速校园网和物联传感网，推进校 内实验室信息资源的可视化、共享化，并提供方便快 捷的交流途径。 科研信息管理：提供标准、规范化的信息管理平台， 将科研项目的主体人员、信息资料等进行统 一管理。 创客空间：为方便在校学生自主实践，提高学生创新

的综合监测思路，初步总结了综合监测在关口前移、扩大监测范围、提高灵敏度和提升体系能力等方面的成效。在此基础上，结合国家 和上海市在对公共卫生体系建设的要求，在进一步拓展综合监测内涵，不断强化公共卫生监测与临床诊疗、实验室能力发展、信息化建 设的融合等方面提出若干思考和建议。 关键词：传染病；综合监测；公共卫生体系；信息化建设 中图分类号：R51 文献标志码：A DOI：10.19428/j.cnki.sjpm.2022 展持续的主动监测，实现了一次采样对17种病原体的 检测，逐步完善了各机构的监测、采样、检测和报告 表1 传统单病种监测与上海市传染病综合监测主要特征比较 项目 监测对象 覆盖范围 业务流程 实验室检测内容 新发、罕见病原体 参与学科 信息化建设 经费投入 传统单病种监测 特定传染病病例 哨点监测 不同病种间差别较大 单一病原体 有一定的发现能力 临床诊疗、流行病学、微生物检验 多为线下报告，部分病种有登记报告系统 腹泻、发热伴呼吸道症状、发热伴皮疹、发热伴出血、 发热伴神经系统症状等症候群 病例报告与哨点监测结合 针对一类症候群，统一监测方法流程 数十种病原体 有较灵敏的发现能力 多科室临床诊疗、流行病学、多病种实验室检验、大 数据分析 依托信息化平台 检测费用较高，但资源利用率也较高 图1 传统传染病登记报告系统的局限性 ·3· Vol. 34 No. 1 January 2022 http://www

大数据分析、 智慧教学云平台 智慧实验室解决方案 高清视频示教系统 高清视频示教系统能够解决由于现场条件的限制或操作空间窄、观摩人员人数受限 等客观条件下存在的教学问题。高清视频示教系统的建设，可以将学习过程和示教现场 分开，学生可以独立的学习。可以做到每个学生都能清楚地看到现场操作情况、影像资 源等。  场景生成系统 主要实现智慧实验室视音频信号的实时采集，其特点是实时录制课堂教学场景和声 声 音，生成三画面课件（全景、特写、课件 实验室全景、特写视频信号采集配置 1 台 1080P 高清一体化摄像机，拍摄实验室特 写。配置 1 台 1080P 高清摄像机，拍摄全景画面。 计算机课件信号编码传输 VGA 画面，分辨率支持 1920*1080 ，能够自动适应输入 信号源的分辨率，每秒 25 帧以上帧率。 音频信号采集通过实验室配置的高保真拾音器进行声音采集。 自主学习管理系统 自主学习管理系统 自主学习管理系统通过前端配置的高清一体化摄像机记录的实验室实验过程，通过 智慧实验室平台实现统一管理，统一分配，资源统一上传形成教学资源。 实验室配置的触摸一体机，用于自主教与学。同步显示本地高清试验直播示范；建 设视频资源库。  智慧教学云平台 智慧教室解决方案 多间多媒体教室通过网络中控连接到校园网通过管理软件进行集中管理，实现教 室管理的功能。 在每间多媒体教室配置独立硬件

教育云 内容服务 终端设备 B2B2C C 端 会员服务 内容服务 解决方案 ⚫ 基于 5G 网络的大带宽特性，面向政府相关部门、 K12 学校、职业院校、高等院校，为学生、老师提供虚拟实验室 训 练等场景的 VR/AR 应用平台。依托 Cloud XR 云平台，对接海量优质的 XR 内容和各形态终端设备，实现云端渲 染、 编辑和控制，可设计出多种交互式的 XR 教学产品，延展出丰富的教学教育场景。 科普教育平台面向全国打造虚拟科展馆体系。 ⚫ 整个平台将在今年 9 月的国家科普日上正式发布，全面落地推广各省市科普教育馆。 教学空间： AR/VR 实验室 ⚫ 为了解决传统实验室实验器材成本高、实验过程危险有毒等问题， AR/VR 实验室通过依托 Cloud XR 云平台，让学 生通过佩戴轻量级的 AR 眼镜终端进行虚拟实验课程学习，与此同时，云端强大的计算能力实现 AR 应用的运行、 新精神、动手能力，使课程更加生动有趣。 实验室硬件配套 主要硬件： VR 头显 + 图形工作 站 六边形课桌 吊式大屏 教学空间： AR/VR 实验室 自主规制系统 教师自创实验，实验效果、实 验现象、实验条件自由搭配 自助评分规则设定系统 自由设定实验流程及相 关扣分 VR 教学资源 包括初高中 10 本教 科 书上的标准实验 内容 ⚫ 实验室软件配套： ⚫ 通过“实验 +

............................................. 111 （四） 实验室（实训室）信息化已涵盖的方面 .......................................................... 112 （五） 实验室（实训室）信息化建设.............................................. .............................................187 （四） 实验室（实训室）管理信息化已涵盖的方面................................................... 188 （五） 实现信息化服务的实验室(实训室)比例 ............................................... 配套系统建设率的增长，反映高校科研管理工作的进一步成熟；实现科研项目管 理、成果管理、经费管理和人员管理信息化的高校比例增长均超过 6 个百分点， 实现实验室管理、实验室安全管理和实验室组织管理信息化的高校比例增长迅速， 超过 10 个百分点，科研管理信息化和实验室管理信息化的快速发展，加速科研 工作的数字化转型进程，管理信息化水平已成为提升科研能力的重要标志。 （二）主要存在的不足 1. 信息化保障科研协作的能力仍然不足

• 校园生活的主体学生和教师在遇到各种困难 和问题时，解决渠道单一 • 环保与节能在校园生活各个领域有待拓展 项目背景 2 ：高校应用系统现状 • 校园数据统一管理分析及支持决策程度较低 • 实验室、教室等与教学科研密切相关的基础设 施和资产的管理信息化水平低，不能高效使用 • 校园整体安防尚停留在“护栏 + 摄像 + 保安”的 传统阶段，智能协同安防、重点区域安防程度低 • 教学楼、实验楼、办公楼、宿舍楼、以及校园 3 **** 智慧校园建设方案 ◆ 充分利用高校各研究室的先进科研设备和强大计算分析能力，借助网络向学 生共享，快速实现原始数据采集传送与分析结果反馈。 ◆ 智慧科研可将远程户外科研活动与实验室环境设备连接起来，通过互动操作 与分布实施，完成各种科研任务。 规划场景 2 ：智慧的科研 **** 智慧校园建设方案 规划场景 3 ：智慧的生活 各种管理系统相 互关联，形成统 一生活服务平台， 权限管理、学籍管理， 并提供给其它应用进行 信息共享。实现学校自 主管理、天翼绑定扣费、 宽带鉴权同步等一整套 功能，为后续的应用扩 展打下坚实的数据基础。 4. 智能标签应用系统 图书馆 教室 实验室 办公楼 … 仪器室 宣传栏 图书贴上二维码标签， 读者手机刷标签即可 获得内容简介、阅读 历史、书评等信息 教室醒目位置（门口） 贴上二维码标签，可获 得教室排课信息、占用 信息、正在进行的课程

存管理系统外，没有其他开展疾病监测与 预警预测、实验室检测、健康危害因素监 测等公共卫生业务的信息系统。同时，现 有系统之间信息不能实现互联互通，导致 基础业务数据无法采集、流转、存储、共 享，质量控制、绩效考核、辅助决策也无 数据支撑。 业务系统信息化程度低 中心内部的人事财务、药品试剂、公文档 案、设备物资、检测项目收费标准、计划 任务、绩效考核、实验室检验数据、卫生 检验检测等业务管理信息化基础薄弱。急 检验检测等业务管理信息化基础薄弱。急 需要利用先进的信息和通讯技术，提高实 验室检测、健康体检、疾病监测与预警预 测、综合办公的质量和效率，为科学决策 提供数据支撑。 实验室检测 待建实验室检测系统，缺乏食品、环境、 疾病、健康体检等样品的采集、登记、保 管、检测；结果的收集、存储、分发、统 计、分析系统 “ 十二五”不达预期 1 、缺乏各种危险因素监测、死亡登记系 统 与分析系统； 2 、缺乏卫生应急指挥中心； 人力资源管理信息系统 接入层 决策支 持层 业务管 控与处 理层 数据层 应用集 成层 信息化 支持体 系 疾病控制应急管理信息系统 职业病诊断管理信息系统 资产管理信息系统 实验室管理信息系统 慢病管理信息系统 协同办公系统 / 健康监狱与促进 系 统 结效考核管理信息系统 P 生监测与预警系统 儿童免疫规划管理信息系统 药品管理信息系统 总体解决 架构

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