本發(fā)明屬于自動化，尤其是涉及一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、中藥作為中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的重要組成部分，具有悠久的歷史和豐富的臨床應(yīng)用經(jīng)驗。組分中藥是中藥現(xiàn)代化的重要研究發(fā)現(xiàn)。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和藥學(xué)的發(fā)展，中藥的研究與開發(fā)面臨著新的挑戰(zhàn)。尤其在組分中藥的篩選和開發(fā)過程中，由于組分復(fù)雜、活性成分難以確定，傳統(tǒng)的篩選方法效率低下，且結(jié)果不夠準(zhǔn)確和一致

2、當(dāng)前，組分中藥的篩選主要依賴傳統(tǒng)的方法，包括人工篩選、實驗室測試和經(jīng)驗判斷。這些方法不僅勞動強度大、耗時長，而且篩選結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性也難以保證。人工篩選方式容易受人為因素影響，導(dǎo)致篩選效率低、誤差大。此外，實驗室測試雖然能夠提供較為準(zhǔn)確的結(jié)果，但由于過程復(fù)雜、樣品量大，常常面臨實驗周期長、資源消耗大的問題。這些傳統(tǒng)方法難以滿足現(xiàn)代中藥研發(fā)中對高效性和精準(zhǔn)性的需求。

3、隨著信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，自動化和智能化手段在各行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。特別是在制藥領(lǐng)域，軟件機器人和智能系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸成為趨勢，通過自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化手段，可以顯著提升生產(chǎn)和研發(fā)過程的效率和質(zhì)量。因此，針對組分中藥篩選過程中的問題，亟需開發(fā)一種融合現(xiàn)代信息技術(shù)的智能篩選系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有組分中藥傳統(tǒng)篩選方法自動化程度低，影響篩選效率和質(zhì)量的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，包括：

4、用戶交互模塊，用于獲取研究人員的操作指令，并根據(jù)所述操作指令進(jìn)行篩選實驗任務(wù)的分配和調(diào)度；

5、樣品存放模塊，用于存儲組分中藥樣品、實驗樣品、以及實驗耗材；

6、樣品傳遞模塊，用于根據(jù)篩選實驗任務(wù)自動化傳遞組分中藥樣品、實驗樣品、以及實驗耗材；

7、樣品處理模塊，用于根據(jù)篩選實驗任務(wù)提取組分中藥樣品至實驗樣品，并對實驗樣品進(jìn)行預(yù)反應(yīng)處理、孵育反應(yīng)處理、以及清洗處理，以實現(xiàn)對組分中藥樣品的篩選實驗；

8、數(shù)據(jù)采集模塊，用于記錄篩選實驗中實驗樣品的各項實驗參數(shù)和反應(yīng)結(jié)果；

9、數(shù)據(jù)分析及存儲模塊，用于對采集的各項實驗參數(shù)和反應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、存儲、計算及分析，生成并存儲篩選報告及建議；

10、系統(tǒng)實時監(jiān)督模塊，用于實時監(jiān)管篩選實驗中的關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)、以及各模塊的運行狀態(tài)，并根據(jù)監(jiān)管結(jié)果對所述篩選實驗任務(wù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整及報警。

11、進(jìn)一步的，所述用戶交互模塊包括用戶終端、以及與用戶終端連接的交互顯示器；所述交互顯示器用于獲取研究人員的操作指令，所述用戶終端用于根據(jù)所述操作指令進(jìn)行篩選實驗任務(wù)的分配和調(diào)度。

12、進(jìn)一步的，所述樣品存放模塊包括環(huán)形堆棧式存放架和桌面堆棧式存放架。

13、進(jìn)一步的，所述樣品傳遞模塊包括傳送帶、柔性機械臂、agv小車、以及agv小車上設(shè)置的多功能機械手，所述傳送帶用于根據(jù)篩選實驗任務(wù)傳送組分中藥樣品、實驗樣品、以及實驗耗材，所述柔性機械臂和多功能機械手用于根據(jù)篩選實驗任務(wù)抓取及傳遞組分中藥樣品、實驗樣品、以及實驗耗材，所述agv小車用于根據(jù)篩選實驗任務(wù)帶動多功能機械手傳遞組分中藥樣品、實驗樣品、以及實驗耗材。

14、進(jìn)一步的，所述樣品處理模塊包括自動化工作站、細(xì)胞培養(yǎng)箱、以及洗板機；所述自動化工作站用于根據(jù)篩選實驗任務(wù)吸取組分中藥樣品至實驗樣品，并對實驗樣品進(jìn)行預(yù)反應(yīng)處理；所述細(xì)胞培養(yǎng)箱用于根據(jù)篩選實驗任務(wù)對實驗樣品進(jìn)行孵育反應(yīng)處理；所述洗板機用于根據(jù)篩選實驗任務(wù)對實驗樣品更換實驗試劑時進(jìn)行清洗處理

15、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多維度采集終端和傳輸終端，所述多維度采集終端用于采集篩選實驗過程中組分中藥的生物信息、化學(xué)信息、以及圖像信息；所述傳輸終端用于傳輸所述組分中藥的生物信息、化學(xué)信息、以及圖像信息至所述數(shù)據(jù)分析及存儲模塊。

16、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)分析及存儲模塊包括數(shù)據(jù)清洗單元、數(shù)據(jù)分析單元、以及數(shù)據(jù)存儲單元；

17、所述數(shù)據(jù)清洗單元用于對采集的各項實驗參數(shù)和反應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行缺失值處理、重復(fù)數(shù)據(jù)處理、異常值檢查處理、數(shù)據(jù)一致性檢查處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理、以及標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到清洗后的數(shù)據(jù)；

18、所述數(shù)據(jù)分析單元用于利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和機器學(xué)習(xí)算法，對所述清洗后的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和優(yōu)化分析，提取篩選實驗中的關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)和影響因素，并根據(jù)所述關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)和影響因素生成篩選報告及建議；

19、所述數(shù)據(jù)存儲單元用于利用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)對所述采集的各項實驗參數(shù)和反應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)、所述清洗后的數(shù)據(jù)、所述篩選報告及建議進(jìn)行存儲和管理。

20、進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)實時監(jiān)督模塊包括傳感器單元、數(shù)據(jù)接口單元、反饋控制單元、以及集成報警單元；

21、所述傳感器單元和數(shù)據(jù)接口單元用于獲取篩選實驗時關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)、以及各模塊的運行狀態(tài)；

22、所述反饋控制單元用于根據(jù)所述關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)、以及各模塊的運行狀態(tài)，利用基于自適應(yīng)算法的機器學(xué)習(xí)模型預(yù)測篩選過程中的潛在問題，并利用規(guī)則引擎對篩選實驗任務(wù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整以優(yōu)化篩選結(jié)果；

23、所述集成報警單元用于檢測所述關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)、以及各模塊的運行狀態(tài)，當(dāng)檢測到關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)或各模塊運行狀態(tài)異常時，根據(jù)預(yù)設(shè)多級報警規(guī)則對研究人員進(jìn)行報警提示。

24、進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)多級報警規(guī)則包括一級聲光報警和二級遠(yuǎn)程推送報警。

25、第二方面，本發(fā)明還提供了一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)方法，包括：

26、步驟s1、獲取用戶通過用戶交互模塊輸入的操作指令，并根據(jù)所述操作指令獲取篩選實驗的任務(wù)需求；

27、步驟s2、根據(jù)所述任務(wù)需求調(diào)度樣品傳遞模塊從樣品存放模塊中獲取組分中藥樣品、實驗樣品、以及實驗耗材，并將組分中藥樣品、實驗樣品、以及實驗耗材傳轉(zhuǎn)移至樣品處理模塊；

28、步驟s3、利用所述樣品處理模塊，提取組分中藥樣品至實驗樣品，以實現(xiàn)對實驗樣品的給藥，并對所述實驗樣品進(jìn)行孵育、洗板、以及染色處理，得到處理后的實驗樣品；

29、步驟s4、利用所述樣品傳遞模塊將所述處理后的試驗樣品送入數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到篩選實驗中實驗樣品的各項實驗參數(shù)和反應(yīng)結(jié)果；

30、步驟s5、將所述篩選實驗中實驗樣品的各項實驗參數(shù)和反應(yīng)結(jié)果傳輸至數(shù)據(jù)分析及存儲模塊，并利用所述數(shù)據(jù)分析及存儲模塊對采集的各項實驗參數(shù)和反應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、存儲、計算及分析，生成并存儲篩選報告及建議；

31、在步驟s1至s5中，利用系統(tǒng)實時監(jiān)督模塊，實時監(jiān)管篩選實驗的關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)、以及各模塊的運行狀態(tài)，并根據(jù)監(jiān)管結(jié)果對步驟s1至s5中的篩選實驗任務(wù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整及報警。

32、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)勢：

33、(1)本發(fā)明所述的一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)及方法，通過多機器人協(xié)作，通過用戶交互模塊以及無人自動化系統(tǒng)，各模塊之間的傳遞和對接均由機器人完成，確保了樣品處理的連續(xù)性和一致性，降低了組分中藥樣品交接過程中的錯誤和延誤。

34、(2)本發(fā)明所述的一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)及方法，可進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集與分析，數(shù)據(jù)采集模塊配備多種先進(jìn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備，能夠記錄組分中藥樣品處理過程中的多維度信息，如生物信息、化學(xué)信息和圖像信息，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)分析及存儲模塊利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和機器學(xué)習(xí)算法，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和優(yōu)化分析，提取關(guān)鍵反應(yīng)指標(biāo)和影響因素，生成高價值的篩選報告和建議。

35、(3)本發(fā)明所述的一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)及方法，具有高效的實驗流程和處理能力，組分中藥樣品處理模塊中的處理單元能夠自動完成各種實驗操作，并通過反饋控制機制確保處理過程的精確和高效。此外，這種系統(tǒng)還采用了基于實時數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)的控制邏輯，結(jié)合具體的實驗需求和樣品特性，對處理過程進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，使得系統(tǒng)能夠根據(jù)任務(wù)需求智能調(diào)度各模塊，實現(xiàn)資源的最優(yōu)配置和路徑的最短化，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的整體運行效率。

36、(4)本發(fā)明所述的一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)及方法，還具有高效的數(shù)據(jù)管理與共享能力，數(shù)據(jù)分析及存儲模塊對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)反應(yīng)處理，如去噪、去重和歸一化，并采用分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行高效存儲和管理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，系統(tǒng)支持將數(shù)據(jù)存儲至云端，方便遠(yuǎn)程訪問和共享，為多地協(xié)作和大規(guī)模篩選項目提供了便利。

37、(5)本發(fā)明所述的一種面向組分中藥藥效物質(zhì)篩選的協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)及方法，通過標(biāo)準(zhǔn)化操作和智能化分析，減少了人為誤差，提高了篩選效率和結(jié)果一致性，適用于大規(guī)模組分中藥篩選項目，具有廣泛的應(yīng)用前景。