中国股票配资门户网站像工厂流水线一样持续运转光镊有了永不疲倦的机器人操作员

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瑞典哥德堡大学和查尔姆斯理工大学研究团队在人工智能（AI）应用方面取得新成果，教会一款名为SmartTrap的AI系统使用光学镊子，从而让光镊实现了全自动运行。这一成果有望大幅提升微观粒子分析的效率，将科研人员从繁琐的手动操作中解放出来。相关成果发表于最新一期《自然·方法》杂志。

光镊是一种利用高度聚焦的激光束来操控微小物体的技术，其操作对象包括单个DNA分子、活细胞以及其他直径远小于发丝的微观粒子。这项技术在2018年为科学家亚瑟·阿什金赢得了诺贝尔物理学奖。它能帮助科学家观察分子马达如何为细胞提供能量、DNA如何进行复制与修复，以及疟疾和镰状细胞贫血症等疾病如何影响红细胞功能。

然而，传统的光镊操作门槛极高，必须由经过专业训练的研究人员全程监控并作出决策。这导致实验通量低下、耗时漫长，且不同研究者之间容易产生操作差异。SmartTrap的出现改变了这一局面。该系统融合了图像分析、实时深度学习、定制电子硬件、精密流体控制以及封闭环境内的反馈机制，实现了完全自主的运行流程。它能够自行捕获颗粒，以纳米级的精度在三维空间中对其进行定位，完成测量，并在实验结束后自动装载新的样本，开启下一轮实验。

研究团队对这套AI平台进行了多项严格验证。结果显示，SmartTrap每小时可对数以百计的粒子进行分类和特性描述。在生物物理学领域难度极高的单分子DNA拉伸实验中，该系统每小时能完成10—15次实验。此外，它还成功测量了红细胞的机械刚度，并绘制了不同盐浓度下粒子间的纳米级静电力图谱。

相比之下，由人类操作员来完成同样任务，所需时间通常是AI的十倍甚至百倍，而且操作员还会面临疲劳和注意力下降的问题。研究负责人乔瓦尼·沃尔佩表示，测试表明，AI在各项任务中的表现不仅与经验丰富的操作员不相上下，甚至在部分环节更为出色。

SmartTrap基于开源软件开发，研究团队希望它能成为行业内共享的平台。随着智能化显微镜技术日益成熟，类似SmartTrap这样的AI平台有望像自动化技术改变制造业那样，彻底革新未来的实验室工作模式。

【总编辑圈点】

这可能又是一次科研生产力革命。光镊可以“夹住”单个微粒做各种实验，不过，它的操作门槛太高，每次实验都得有一个训练有素的科研人员全程在场调控。此次，SmartTrap把“老师傅的手艺”学成了算法，光镊有了一个永不疲倦且手法稳定的机器人操作员，光镊操作这样的精细实验成了规模化数据采集，实验室甚至可以像工厂流水线一样持续运转。新的技术，把科研人员从“苦力活”中解放出来，让他们把时间精力花到更有价值的事情上。（张梦然）

【来源：科技日报】中国股票配资门户网站

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