基于AI人工智能技术实验室管理系统的设计

文/魏 法 高海阔

随着科学技术的迅猛发展，而以人工智能技术的发展最为迅猛，它在自动化领域当中的应用使自动化领域更加具备了智能化的鲜明特点[1]。并且随着国家大力推进高等教育的深化改革，实践教学已成为人才培养方案中比重非常高的一部分，实验室是学生进行实践操作必不可少的场所。而原有的实验室管理体制已不适应现在各大高校研究所的需求，管理时间不灵活、安全性不可靠、成本较高等一些传统旧体制严重阻碍了实践教学的改革，市场亟需一种与现代人工智能相结合的高效实验室管理系统的出现。

一、现阶段实验管理存在的问题

(一)人工智能技术已经进入发展高峰期[2]。当前人工智能已在自动驾驶、智能导航、智能计算预测等领域应用和发展，给人们带来了极大的方便。但在实验室管理方面，智能化还没有大面积应用，甚至单纯依靠人工管理，已经不符合时代发展的需要。

(二)随着实验室开放程度增大，实验室人员流动大，进出实验室人工登记信息繁琐，长期以来，浪费很多纸张，不易于实验室管理人员查找和记录，容易出错。社会高素质应用型人才培养模式要求增加高校的技能实践训练课程，要求学生增加课余实践的时间，实验室供全校全天使用，对实验室管理和运营方式有了更加大的挑战。

图1 智能供电功能

(三)实验室管理人员经常身兼数职，不能一直在实验室监控实验室当前情况。当实验室发生火灾等情况时，管理人员往往由于情况变大、变糟才知道，不能及时得到实验室的反馈，而错过了处理的最佳时机，造成了很多不必要的损失。

二、基于AI人工智能技术实验室管理系统项目技术基础

(一)互联网和云计算技术。以计算机为基础，通过互联网将系统采集的信息时时更新在实验室网络平台上，通过云计算，将信息归纳整理，摄像头识别采集的图像与数据库数据进行对比，通过云计算，系统执行云计算结果。

(二)图像识别技术。当下人工智能热，图像识别是其核心技术，随着人工智能神经元网络、蚂蚁算法等技术的将逐渐成熟，电子眼摄像头采集信息已经非常准确，广泛应用于很多领域，极大地方便了事情的处理。

(三)机器学习技术。该技术以概率论、逼近论、算法复杂度理论等多门学科为基础，通过互联网做传输媒介，与数据库连接在一块，让系统通过传感器感知外界行为，主动进行模仿，使系统在处理事件过程中更加人性化、智能化。

三、项目功能介绍

基于AI人工智能技术的实验室管理系统在保障实验室各项工作高效率和高质量运营下，实现了无人智能管理，具有如下功能：

(一)面部识别学生ID，自动登记信息。当有人进入实验室，系统自动通过“电子眼”摄像头识别学生面部信息，与数据库进行对比，登记人员信息。如果是实验室成员，识别通过后，系统自动开门、开灯，如果不是则发出语音警告，并进行信息统计，供管理人员查看。

(二)智能配电功能。当下太阳能、风能等发电技术已经非常成熟，使用这些可循环能量已成时代需求，本功能使其更加完善。当可循环能量发电不足或出生故障时，系统智能识别，自动切换到正常220v市电供电，完全不影响实验室学生用电，如图1。

(三)远程通信，通过互联网平台查看实验室动态情况。系统通过温度传感器、光照传感器、检测电流计等传感器采集实验室各项参数，时时更新在实验室指定网络平台上，供实验室管理人员查看，及时了解实验室情况以及为管理实验室做参考。管理人员也可通过在平台操控系统控制的摄像头查看实验室，更加直观的观察实验室，让实验室管理更加灵活、方便，降低管理成本。

四、结语

基于AI人工智能技术的实验室管理系统，通过当下的人工智能热，将图像识别、机器学习、互联网与云计算等新兴潮流实用技术结合在一块，彻底改变了传统的实验室管理体制，能够高效稳定实现实验室无人化管理。

经过实验室测试，该系统可以高效运行。如果成本允许，通过优化软件算法和硬件支持，系统性能还可以进一步提高，该系统能够会更好的运行。也希望基于AI人工智能技术实验室管理系统的设计能为正在做或想要做相关研究的科研人员提供一些参考。

[1]田迎新，薛海霞.基于人工智能技术分析电气自动化的发展前景[J].电子技术与软件工程，2017.

[2]贺倩.人工智能技术发展研究[J].电子信息科技，2016(02).