科学仪器智能化转型浪潮下“黑灯实验室”成行业焦点

       近年来，科学仪器行业正加速向管理智能化、操作自动化、全程无人化方向演进，“黑灯实验室”作为这一趋势的前沿成果，已成为行业关注的焦点。其核心技术突破体现在全流程自动化闭环设计上，通过整合质谱、色谱、光谱及环境专用仪器等多技术平台，结合自动化在线系统与特征谱库，在水环境介质中新污染物的精准分析领域展现出巨大应用潜力。 

      为深入探讨这一创新模式的发展现状与应用实践，2025年7月31日，仪器信息网特别策划《仪咖说》主题直播活动，邀请实验室用户代表及仪器企业专家，以环境监测领域为切入点，共同探讨“黑灯实验室”的数智化发展路径及其在水质监测中的应用前景，为行业规范化发展与技术落地提供交流平台。

       定义与技术内核：从“无人值守”到“智慧协同”

      “黑灯实验室是一种高度自动化、智能化且无需人工值守的实验室运行模式，其核心特点是通过机器人、自动化系统与人工智能技术的结合，实现实验操作的全流程无人干预，从而可在无灯光环境下24小时不间断运行。”在仪器信息网策划的“黑灯实验室，按下环境监测数智化加速键”主题直播中，主持人刘立东开门见山给出核心定义。三位嘉宾进一步补充：江苏省常州环境监测中心正高级工程师王延军从应用端强调，黑灯实验室需“整合实验室设计、数字基础设施、智能仪器设备与科学管理体系”；北京戴纳实验科技股份有限公司董事长迟海鹏则聚焦技术集成：“它集成了机械臂、AI算法、物联网等硬核科技，重点是可以因地制宜，十八般武艺自由切换。”上海北裕分析仪器股份有限公司总经理陈凡则从仪器厂商视角指出，其本质是“通过多技术平台协同，实现检测流程的无人化与数据质量的精准化”。 

       技术特点上，文档明确黑灯实验室的核心在于“全流程自动化闭环设计”：通过整合质谱、色谱、光谱、环境专用仪器等多技术平台，结合自动化在线系统与特征谱库，尤其在水环境介质中新污染物的精准分析体现出巨大应用潜力。例如，戴纳科技的黑灯实验室由16个工作站组成，每天可处理1608瓶样品、8040个实验，液体检测机器人日处理样本量达1028个，误差率低于0.01克，“即使是洗发水这类黏稠液体也能精准拿捏”。

      政策与市场驱动：标准化建设与行业需求共振

       政策层面，黑灯实验室的发展受到国家战略与行业标准的双重支撑。2024年7月，《水质监测智能无人实验室建设与运行维护技术要求》团体标准率先颁布，为行业规范化发展提供技术依据。2025年政策进一步加码：1月《黑灯工厂评价规范》团体标准发布，5月北京《高端科学仪器创新发展行动计划（2025-2027年）》明确推进环境检测“黑灯”实验室建设，同期《国家生态环境监测网络数智化转型方案》提出“两步走”战略——2027年在关键地区实现黑灯实验室等标志性进展，2030年完成监测网络全面重构。此外，全国首个聚焦无人化智能检测实验室建设的团体标准项目计划由江苏泰州市计量测试院牵头制定，戴纳科技为深度参与单位。

       市场需求方面，我国检验检测行业规模持续扩张，2023年营业收入达4670.09亿元，预计2025年突破5000亿元，年复合增长率8%-12%。截至2024年底，全国检验检测机构超5.4万家，仪器设备资产原值5278.94亿元。传统实验室面临人力成本高（单个数据成本36.8元）、效率低（人工日处理样本16个）等痛点，黑灯实验室通过“降本、提质、增效、防风险”成为破局关键。

       嘉宾观点：从应用价值到未来愿景的深度解析

        作为一线环境监测专家，王延军强调黑灯实验室的核心价值在于“降本、提质、增效、防风险”。他以量化数据说明：“传统检测方式每个数据成本36.8元，引入黑灯后降至0.6-1元，每2000个样品检测可节省最高三十分之一的人力成本。”关于未来，他指出：“自适应满足个性化实验室的需求，是未来‘黑灯’最终要达到的状态，无论是大通量样本还是个性化检测，都能自主设计最佳方案，实现真正的无人智慧化。”

        陈凡从企业实践出发，提出“需求倒逼技术升级”的行业逻辑：“环境监测用户对智能化的需求会倒逼厂商提升效率，不断升级产品技术。”以北裕参与制定《水质监测智能无人实验室建设与运行维护技术要求》为例，他强调标准化的重要性：“标准制定是‘自上而下’的过程，能让技术创新更贴合实际场景，比如我们的自动化前处理系统与在线监测平台联动，使突发性污染事件响应时间缩短50%。”

        迟海鹏聚焦技术融合与生态构建：“黑灯实验室不只是‘关灯运行’，更是‘智慧大脑’的协同调度。”他以戴纳科技为例：“未来我们将打造AI+黑灯实验室的平台调度系统，如同一个‘大脑’，所有仪器设备可协同调度，满足各类实验需求，重塑科研范式与产业生态。”目前，其液体检测机器人日处理样本1028个，误差率低于0.01克，“多工作站协同、AI自我学习优化等技术，让黑灯实验室在化工、新能源领域实现‘十八般武艺自由切换’。”

       标准化进展：从“碎片化”到“体系化”的行业共识

       标准化建设是黑灯实验室落地的核心支撑。王延军指出，《水质监测智能无人实验室建设与运行维护技术要求》团体标准已明确技术要求、指南等框架，但“仍需完善标准细节以规范行业发展”。陈凡补充：“标准对厂商而言是技术方向指引，对用户而言是质量保障，北裕通过参与标准制定，使产品更贴合环境监测场景需求。”迟海鹏则提到泰州团体标准的制定意义：“通过融合人工智能、机器人技术、物联网，实现实验流程无人化与24小时运行，检测时间较传统模式缩短数倍。”

      总结：赋能科学仪器行业的智能化革命

       黑灯实验室通过全流程自动化闭环设计、多技术平台整合（质谱、色谱、光谱等）及AI协同调度，推动科学仪器从“单一工具”向“系统生态”升级。正如嘉宾共识：其价值不仅是无人化操作，更是通过数据中台与智能调度，实现仪器设备的协同运行与实验流程的高效优化。未来，随着标准化完善与技术成本下降，黑灯实验室将在环境监测、化工、新能源等领域加速落地，重塑科研范式与产业生态，成为科学仪器行业数智化转型的核心引擎。