智慧實驗室是綜合利用傳感技術和控制技術以及互聯網技術、大數據技術、人工智能技術、自動控制技術、機器人技術等先進技術和網絡及計算機開發工具，構建的在一定程度上能夠感知實驗室人員心理、語言或行為的訴求，感知環境變化以及研究對象變化，并自動科學自主決策以實現實驗室人員訴求的現代化實驗室。
智慧實驗室的特點
智慧實驗室應當具備以下特點。
一是具備感知事物(包括實驗室人員、環境、設備、樣件等)狀態的能力。例如具備測量環境信息溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器;感知設備狀態及樣件狀態的FRID信息或二維碼的識別器;感知人員面部狀態的高清識別器等等。
二是能夠處理感知系統傳來的數據及以往歷史數據，通過一定算法能夠把握實驗室人員的心里、語言或行為訴求。
三是能夠將代表實驗室人員訴求、環境變化、研究對象的信息轉變成控制信息，并控制相關系統(如步進電機、繼電器、機器手、顯示器等)，自動實現實驗人員的訴求或自動完成實驗室任務。如張三在實驗室中經常將實驗室內工作溫度調整到25℃，那么只要張三來實驗室，實驗室則會將通過網絡將控制信號傳遞到溫度控制系統，自動調整到25℃;又如，實驗人員經過多次實驗，得出一定規律，再次試驗時，實驗室系統自動給出實驗參考方案等。
智慧實驗室的構成
智慧實驗室除具備一般實驗室所必須的建筑物、設施設備外，還具備四類重要系統，即感知系統、信息傳輸系統、信息處理系統、執行系統。
智慧實驗室構成原理見圖1。
感知系統
主要包括門禁系統、人臉識別系統、紅外感知系統(如紅外跟蹤系統)、環境傳感系統(溫度傳感系統、濕度傳感系統、壓力傳感器、光線傳感器等)、設備狀態感知系統(如設備參數采集系統)、樣件狀態表征系統。
信息傳輸系統
通過無線傳輸技術(4G、5G、紅外)、有線網絡等將物聯網感知信息傳輸到各類計算機服務器。
信息處理系統
通過大數據、AI、區塊鏈、仿真技術等先進技術編制具備自學習、自適應的處理系統軟件，對通過互聯網傳遞來的物聯感知數據進行識別、判斷，然后將處理控制信號通過網絡系統傳遞到物聯網的終端，控制終端進行相應操作。
執行系統
主要是將服務器發出的控制信息通過網絡系統傳遞給各類需要動作的設備，如室內壓力的新風閥門或排風閥門、門禁系統的開關、窗簾關(閉)的步進電機等。有的感知系統和執行系統集成為一體。
智慧實驗室常用技術
先進傳感器技術
先進傳感器技術是實現智慧實驗室的基礎，是確定實驗室人員訴求，確定實驗室環境參數、樣件位置及方法正確與否的關健技術。例如高溫傳感器、低溫傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、照度傳感器、聲波傳感器、位移傳感器。目前傳感器類別主要見圖2。
圖2 目前常用傳感器類型
網絡與計算機技術
網絡技術主要解決數據傳輸的問題，相當于人的神經系統，目前有線網絡和無線網絡，5G技術就是最典型的無線網絡技術。計算機是處理各類數據的主角，隨著量子計算機、生物計算機的發展，計算速度更快，更精準。
智能和大數據技術
智能計算技術逐步具備人的邏輯思維能力，必將成為智慧實驗室的關健技術;大數據技術可以及時收集實驗室相關人員、物品和環境信息，有助于數據積累，為智能計算提供基礎數據，如實驗室人員的偏好，某廠家原材料的特點等，可以為智慧實驗室提供更準確的信息。
自動控制與機器人技術
自動控制技術和機器人技術是最終實現實驗室人員訴求的執行機構，如機器人一定范圍內配送耗材、轉移試樣，自動控制系統實現實驗室內空氣的置換和溫濕度的調節等。
構建智慧實驗室建議
完善智慧實驗室標準體系
制定國家標準、行業標準或團體標準，明確智慧實驗室的內涵、應具備的基本功能，制定智慧實驗室基本框架、明確數據格式、智能設備及傳感器接口標準。提升智慧實驗室的產品開發和推廣與普及。
強化關鍵智能傳感器開發
智能傳感器是智慧實驗室建設的關健技術，目前先進傳感器大部分依賴進口，國家或行業應當在“十四五”期間，納入國家科研項目總體規劃之中，集中解決一批傳感器。
充分利用社團組織力量
全國各類實驗室協會、學會等社團組織是促進實驗室建設和技術發展的重要力量，各社團組織應當重視智慧實驗室發展產生的行業牽引和帶來的內需動力，在所在行業、地區范圍內，深入調查研究，提出智慧實驗室發展需求和建議措施。例如制定團體標準等。
智慧實驗室是未來發展的重要方向，是解放實驗室人員繁重勞動的重要途徑。我們必須正確理解智慧的深刻內涵，從國家層面把握智慧實驗室發展規律，制定智慧實驗發展的目標。從自動化程度高、危險性大實驗室開始試點，逐步探索，掌握規律后在行業或國家層面推廣普及。
