Автоматизация исследований в области физико-химической биологии

В Научно-исследовательском центре по автоматизации исследований в области физико-химической биологии на основе локальной сети ЭВМ с конфигурацией типа «Звезда» создается АСНИ, где центральным звеном является информационно-вычислительный комплекс (ИВК) на базе СМ — 1420 (рис. 42), а дополнительными модулями — распределенная система АРМов исследователей на базе микро-ЭВМ («Электроника—60»), ДВК — 4 и персональных компьютеров (ПЭВМ).

Основу АСНИ составляют АРМы, рассмотренные в предыдущих параграфах, которые связаны с ИВК, и подключенные к ним удаленные устройства связи с объектом (УСО), сопряженные с ПЭВМ, которые позволяют посылать запросы АРМам на обработку данных об объекте по определенному алгоритму (см. рис. 41). Программа выбирается из библиотеки научно-технических программ (БНТПр), хранящихся на внешних устройствах памяти центрального ИВК, и реализуется на вычислительной машине АРМа в режиме связи с удаленным объектом.

Комплекс оборудования АСНИ построен по модульному принципу и обеспечивает решение следующих задач: автоматизации биотехнологических исследований; подготовки и переподготовки высококвалифицированных кадров; испытание АРМов, автоматизированных модулей, программного обеспечения для последующего их внедрения и тиражирования.

Модули выделяются по функциональному назначению и обеспечивают автономную работу либо работу в составе АСНИ с замыканием на центральный информационно-вычислительный комплекс. ИВК предназначен для организации: 1) баз данных (БД); 2) систем управления ими (СУБД); 3) библиотеки научно-технических программ АСНИ (БНТПр); 4) поддержания математического обеспечения сети ЭВМ; 5) предоставления удаленным пользователям всех модулей и доступа к операционным системам общего назначения и библиотеке научно-технических программ; 6) комплекса программ имитационного моделирования биотехнологических процессов.

Автоматизированные рабочие места предназначены для проведения разнообразных биотехнологических исследований:

1. АРМ«Электрофорез» для таксономических исследований с помощью анализа электрофоретических спектров;
2. АРМ управляемого культивирования для комплексного исследования процессов ферментации микробных популяций, культур клеток и тканей на нескольких группах ферментеров с микропроцессорными блоками управления каждой установкой (см. рис. 43);
3. АРМ конструирования питательных сред для массового сравнительного анализа ростовых характеристик методом многоканального фотометрирования с целью автоматизированного конструирования состава питательных сред или контроля качества их компонентов;
4. АРМ обработки изображений для всестороннего анализа информации, содержащейся в изображениях биотехнологических объектов с целью определения ее прикладного значения;
5. АРМ «Хемилюминесценция» для регистрирования сверхмалых концентраций биологически активных веществ в культуральных средах по измерению сигналов хемилюминесценции (рис. 44);
6. АРМ физико-биохимических анализов, состоящее из набора автоматизированных измерительных модулей с микропроцессорными контроллерами, для морфометрического анализа, измерения активности антибиотиков, анализов реплик колоний на чашках Петри и состава культуральных сред с помощью газовой и жидкостной хроматографии, непрерывного измерения оптической плотности суспензий, определения дыхательной активности микроогранизмов методом замедленной флуоресценции, биохимических анализов с помощью хемилюминометра;
7. АРМ имитации и тренажа для имитации на модельном уровне биотехнологических процессов и их реакции на управляющие воздействия, а также для обучения правилам работы на всех перечисленных АРМах и методам автоматизированного построения, идентификации математических моделей и их исследования для выявления оптимальных режимов управления;
8. АРМ «Экология» для управляемого культивирования микроорганизмов.