2024未來實(shí)驗(yàn)室報(bào)告

此報(bào)告由奧雅納創(chuàng)研院前瞻團(tuán)隊(duì)與奧雅納科技與工業(yè)設(shè)施業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)共同編制。前瞻團(tuán)隊(duì)是奧雅納的內(nèi)部智庫與咨詢部門，致力于在宏觀層面研究未來建設(shè)與社會發(fā)展奧雅納科技與工業(yè)設(shè)施業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)致力于幫助全球客戶打造復(fù)雜且賦有挑戰(zhàn)性的科技與工塑造科學(xué)研究未來的驅(qū)動(dòng)力?Arup2024版權(quán)所有本報(bào)告由奧雅納創(chuàng)研院制作發(fā)布愿景邁向新的科研生態(tài)系統(tǒng)行動(dòng)和建議ccCoreySeeman,CCBY-NC-SA2.04未來實(shí)驗(yàn)室JenniferDiMambro奧雅納全球科技與工業(yè)設(shè)施業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人為一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。其次，科研實(shí)驗(yàn)室和設(shè)施在新冠疫情中也受到了影響，科研行業(yè)必須對操作規(guī)程進(jìn)行升級。疫情凸顯出關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的作用，確?？蒲泄ぷ鳝h(huán)境的安全性和設(shè)施靈活性變得尤為重要。式、24/7全天候系統(tǒng)運(yùn)行，以及在人員世界各地實(shí)驗(yàn)室所開展的各類研究關(guān)絡(luò)的基石，且比以往任何時(shí)候都更加重要。科學(xué)界正齊心協(xié)力支持關(guān)鍵性左圖：新加坡南洋理工大學(xué)跨學(xué)科研究生院“TheHive”5奧雅納東亞區(qū)科技與工業(yè)設(shè)施業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人奧雅納中國區(qū)從新冠疫情暴發(fā)到如今的后疫情時(shí)代，中國的生物科技及實(shí)驗(yàn)室研發(fā)訴求發(fā)生相關(guān)業(yè)務(wù)高速發(fā)展，中國企業(yè)在應(yīng)對內(nèi)部高增長需求的同時(shí)，迅速擴(kuò)展國外銷售。中國企業(yè)正面對研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)方其現(xiàn)有及新建設(shè)施也必須達(dá)到國際標(biāo)“基礎(chǔ)設(shè)施與場所”等方面探索未來實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展方向?！叭伺c協(xié)作”是當(dāng)今中國創(chuàng)新科技行業(yè)高度關(guān)注的議題。通過產(chǎn)業(yè)數(shù)字自動(dòng)化，可使基層重復(fù)勞動(dòng)工種大大減少，基層勞動(dòng)力，轉(zhuǎn)型至高知識水平研發(fā)人才，甚至頂尖科學(xué)家。人員架構(gòu)的變化使企業(yè)更加關(guān)注頂尖人才的工作環(huán)境、ESG體驗(yàn)、健康生活配套、社交訴求，以及低碳生活等追求，以吸引高端專才加入企業(yè)。奧雅納參與的上海信達(dá)生物制藥研發(fā)中心、GSK上海總部、6場都被作為重要的參考標(biāo)桿。生物科技實(shí)驗(yàn)室，近期出現(xiàn)了不少由政的出租性質(zhì)實(shí)驗(yàn)室大樓。這些在房地產(chǎn)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富的開發(fā)商，在轉(zhuǎn)型投資實(shí)驗(yàn)室出租業(yè)務(wù)時(shí)，必須研究不同潛在客戶不斷變化的入駐需求，并前瞻本地客戶不斷提升、對標(biāo)國際運(yùn)營水平的變革進(jìn)度。奧雅納參與的上海頂尖科學(xué)家生物科技實(shí)驗(yàn)室是其中的經(jīng)典案例。項(xiàng)目建筑層高可預(yù)留足夠空間，提供獨(dú)立機(jī)電夾層，確保物業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行屋宇設(shè)備維中國國內(nèi)少有的可滿足此等國際頂級科學(xué)實(shí)驗(yàn)運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)的民營實(shí)驗(yàn)室。頂級配置的實(shí)驗(yàn)室是全球人類健康福祉及科學(xué)發(fā)展的重要載體。奧雅納結(jié)合眾多成熟的全球經(jīng)驗(yàn)及對未來市場的前瞻研究，期望與科學(xué)領(lǐng)域各利益相關(guān)方精更綠色的未來實(shí)驗(yàn)室。“堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主中國國家科技事業(yè)發(fā)展的路徑藍(lán)圖。作為開展科研活動(dòng)的空間和場所，科研實(shí)驗(yàn)建筑在新時(shí)代背景下發(fā)揮著更綜合的科技的發(fā)展，我們在建筑形式、設(shè)計(jì)手法、設(shè)計(jì)理念等方面不斷探索突破。如今的科研實(shí)驗(yàn)場所已與傳統(tǒng)概念中封閉的學(xué)術(shù)象牙塔相去甚遠(yuǎn)?？蒲袑?shí)驗(yàn)建筑不僅要為科研工作者提供完備的實(shí)驗(yàn)條件和獨(dú)立思考的空間，也要營造多層次的交流空間，幫助最大限度激發(fā)科研靈感與潛能?？v觀科研建筑的發(fā)展進(jìn)程，今天高效合理的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方法有賴于建筑師們集體智慧的積累和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，而新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與研究需求也將繼續(xù)拓展科研實(shí)驗(yàn)建筑的內(nèi)涵。學(xué)科交叉融合、產(chǎn)學(xué)研一體化、低碳綠色發(fā)展理念等新的要求，使科研實(shí)驗(yàn)無人文精神上，都呈現(xiàn)出更立體多元的樣貌。單一的科研功能或?qū)嶒?yàn)室類別往往難以準(zhǔn)確概括一個(gè)完整的科研實(shí)驗(yàn)建筑近未來，以實(shí)驗(yàn)室為核心功能的科研建筑范式在廣度和深度層面都將發(fā)生演合空間模式的重新定義使科研實(shí)驗(yàn)建筑更新迭代。遠(yuǎn)未來的實(shí)驗(yàn)室，一方面將走向功能的方面則走向功能的消解，即公共通用實(shí)驗(yàn)室。作為被支撐體系靈活劃分、萬能通用的均質(zhì)空間，公共通用實(shí)驗(yàn)室是未來發(fā)展的潛在趨勢之一。一些為適應(yīng)全新的科研活動(dòng)、面向未來的新概念實(shí)驗(yàn)開始出現(xiàn)在人們的視野中，并逐漸發(fā)展結(jié)合奧雅納建筑設(shè)計(jì)多專業(yè)的科研實(shí)驗(yàn)建筑實(shí)踐，本報(bào)告希望可以面向科技前新時(shí)代未來實(shí)驗(yàn)室建筑趨勢。未來實(shí)驗(yàn)室7YannickLenormand奧雅納東亞區(qū)前瞻團(tuán)隊(duì)人工智能橫空出世等一系列驅(qū)動(dòng)因素正展望未來，研發(fā)中心與科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃設(shè)計(jì)將更多地考慮到客戶與用戶的科學(xué)場所塑造傳統(tǒng)科研設(shè)施建設(shè)的首要目的是利用建筑物提供服務(wù)，以滿足科學(xué)研究所需的功能。盡管這一點(diǎn)依然重要，但使多元化需求，如靈活性、適應(yīng)性、安全用者的需求將受到更多關(guān)注，場所和選址、用戶體驗(yàn)和福對現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜挑戰(zhàn)有了更為清醒的動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展，并通過物理和數(shù)字空間祉等逐漸成為重要考慮因素。民健康，并積極推動(dòng)地方、區(qū)域及全球賦能，激發(fā)新的創(chuàng)造力。適應(yīng)性空間隨著科學(xué)的專業(yè)化和多樣化發(fā)展，科研設(shè)施空間設(shè)計(jì)在滿足高度專業(yè)化的需求時(shí)，也變得更加通用。這些具有更隨著大型語言模型（LLM）應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，生成式人工智能將顛覆知識生產(chǎn)強(qiáng)適應(yīng)性的空間將注重容納不同類型的技術(shù)和工具，而不僅是為某一科學(xué)分支量身定制。如今，優(yōu)化設(shè)計(jì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室與研究機(jī)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的模式。這個(gè)領(lǐng)域?qū)⒃谖磥順?gòu)能以最快的速度回應(yīng)挑戰(zhàn)。這意味著效率最大化成為了設(shè)計(jì)的重中之重。幾年的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)營中發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)實(shí)驗(yàn)可以在更多的非傳統(tǒng)替代性場所隨著城市化發(fā)展和連通性日益加強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)室不再是一個(gè)單一的建筑體，而可演變?yōu)橐粋€(gè)由相關(guān)組織和空間組成的與此同時(shí)，工作場所也在過去的三到四實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行，新型協(xié)作和網(wǎng)絡(luò)化科研集群。在傳統(tǒng)科研機(jī)構(gòu)的框架外，新興的云實(shí)驗(yàn)室、年間經(jīng)歷了前所未有的變革，從企業(yè)研究設(shè)施將會應(yīng)運(yùn)而生，為各類機(jī)構(gòu)實(shí)生活實(shí)驗(yàn)室、DIY和聯(lián)合辦公空間，為研究人員提供實(shí)驗(yàn)到個(gè)人，都在積極探索并適應(yīng)新的辦公方式。驗(yàn)室提供多元替代方案。設(shè)備和科學(xué)社區(qū)。本報(bào)告基于奧雅納2017年出版的《未來數(shù)字技術(shù)正在從根本上改變科學(xué)研究的方式，為收集、分當(dāng)可用的城市空間縮減，將辦公和工業(yè)實(shí)驗(yàn)室》全球前瞻英文版報(bào)告，拓展融析和共享數(shù)據(jù)提供了強(qiáng)大的新工具。機(jī)器人可以在沒有人建筑轉(zhuǎn)換為新型科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的機(jī)會正成入了對中國科技和工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展趨勢的工干預(yù)的情況下完成重復(fù)或危險(xiǎn)的任務(wù)，因而可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)洞察，更聚焦于本地區(qū)科學(xué)設(shè)施發(fā)展所面對的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，提供了一系列最新程試驗(yàn)監(jiān)控，這將進(jìn)一步挑戰(zhàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建筑的概念。實(shí)踐案例。網(wǎng)絡(luò)化空間數(shù)字連接正在擴(kuò)大科學(xué)研究的全球化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。雖然實(shí)體實(shí)驗(yàn)室和專用設(shè)備仍將不可或缺，但研究人員將有更多的選擇，例如在機(jī)構(gòu)之外開展工作，進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作。8一系列全球性的長期變化趨勢以及行業(yè)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)因素，正在改變科研生態(tài)系統(tǒng)。它們在影響科研議程、方法和實(shí)踐的同時(shí)，也在重塑未來科學(xué)家的工作環(huán)境?？蒲械奈磥碜h程科研議程在很大程度上基于一系列全球老齡化和慢性病發(fā)病率上升，以及氣候應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的迫切需求，將驅(qū)動(dòng)科學(xué)化和技術(shù)變革，也促使科研的形式發(fā)生建立跨越地域、政治、組織和學(xué)科界限的新伙伴關(guān)系1。全球科學(xué)格局的轉(zhuǎn)變隨著全球趨勢和相關(guān)新興優(yōu)先事項(xiàng)的出現(xiàn)，科學(xué)研究的地理格局也在發(fā)生變化。盡管先進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)體長期以來主導(dǎo)著全球科學(xué)版圖，但中國和印度等新興強(qiáng)國已成為重要的研究和創(chuàng)新中心。技術(shù)和通信的進(jìn)步以及資本和人員的自初創(chuàng)企業(yè)形成新生態(tài)系統(tǒng)，并進(jìn)一步模糊了商業(yè)與研究之間的界限。初創(chuàng)企業(yè)形成新生態(tài)系統(tǒng)，并進(jìn)一步模糊了商業(yè)與研究之間的界限。考研究進(jìn)行的方式和地點(diǎn)，以及建筑如何促進(jìn)或阻礙創(chuàng)新。設(shè)計(jì)面向未來的實(shí)驗(yàn)室，我們首先需要理解空間將如何影響和指引創(chuàng)新活動(dòng)的開展。這些適應(yīng)新型工作方式的空間，在外觀和功能上將與我們今天所見的實(shí)驗(yàn)室大有由流動(dòng)，促成了全球范圍內(nèi)研究空間的因此，全球科研格局正在從以美國、英形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向由多個(gè)小型卓越中心聯(lián)動(dòng)地緣政治或環(huán)境問題等本地因素，著力解決關(guān)鍵的問題2。更多私人資助的研究在過去的一個(gè)世紀(jì)，支撐科學(xué)研究的組織結(jié)構(gòu)和資助模式正在發(fā)生根本性變化，私人資助的研究機(jī)構(gòu)越來越普遍。隨著大學(xué)尋求替代性的資金來源，它們與制藥等私營公司之間的研究合作也在不斷增加。這些合作伙伴關(guān)系會影響獲得資助的研究項(xiàng)目類型，以及研究成果研究方向傾斜3。與此同時(shí)，學(xué)術(shù)出版模式也受到開放獲取出版平臺的影響，這些平臺提供更經(jīng)濟(jì)和更快捷的途徑來發(fā)表和獲取研究成果。數(shù)字化和技術(shù)進(jìn)步對研究方式產(chǎn)生了重學(xué)家提供了超越人類局限的新的探究和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化使研究人員能夠長期、精確地進(jìn)行復(fù)雜的大規(guī)模實(shí)驗(yàn)。在某些情成常規(guī)和高度技術(shù)性的任務(wù)。自動(dòng)化與人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，使研究人員能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行高級分析，獲取新的見云的技術(shù)和研究平臺不僅能使科學(xué)家與遠(yuǎn)程合作者共享和訪問數(shù)據(jù)，還能實(shí)現(xiàn)對這些技術(shù)的定制和控制。加劇的競爭與縮短的成果轉(zhuǎn)化周期隨著科學(xué)的數(shù)字化進(jìn)程和新工作方式的入市場所需的時(shí)間正在迅速縮短。大學(xué)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演的角色愈發(fā)重要，加之私營企業(yè)對研發(fā)投入巨資，研究的創(chuàng)新和商業(yè)化壓力不斷增加。研究人員和科研機(jī)構(gòu)之間為利用“下一個(gè)重大科學(xué)科學(xué)研究的發(fā)展階段前科學(xué)時(shí)代物理學(xué)先進(jìn)技術(shù)思維模式研究機(jī)構(gòu)研究資金科研空間個(gè)人對“世界如何運(yùn)轉(zhuǎn)”好奇心經(jīng)驗(yàn)主義科學(xué)起源于哲學(xué)/宗教背景宗教與科學(xué)同在個(gè)人動(dòng)機(jī)/好奇心教堂和法院科研中心寥寥無幾地方公共資金私人住宅教堂/修道院試圖根據(jù)物理學(xué)解釋世界天文學(xué)機(jī)理數(shù)值方法機(jī)械性思維宗教與科學(xué)分離專注于特定研究領(lǐng)域/專題的少數(shù)/選定的研究協(xié)會地方公共資金私人捐助者基金會靠近貿(mào)易中心的研究設(shè)施/私人住宅教堂通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證原理煉金術(shù)研究物質(zhì)的自然轉(zhuǎn)化線性思維少數(shù)/選定的研和產(chǎn)業(yè)背景公共資金私人捐助者基金會私人住宅實(shí)驗(yàn)室成為公共研究設(shè)施的一部分建立第一個(gè)實(shí)驗(yàn)室將生物體作為研究對象動(dòng)物學(xué)植物學(xué)遺傳學(xué)線性思維私營公司開始投入科研地方公共資金私人捐助者基金會實(shí)驗(yàn)室成為公共研究設(shè)施的一部分應(yīng)用研究和跨學(xué)科研究的發(fā)展農(nóng)業(yè)人文學(xué)科論證分析定量和定性研究技術(shù)觀點(diǎn)對社會的影響公共和私營研究機(jī)構(gòu)公共資金非營利組織私營部門的合作研究）城市環(huán)境中的小型實(shí)驗(yàn)室我們通過時(shí)間軸呈現(xiàn)了科學(xué)研究的發(fā)展，包括研究重點(diǎn)、方法和一些重要的里程碑。從不斷拓展的科學(xué)疆界，我們可以看到科研生態(tài)系統(tǒng)遠(yuǎn)不止實(shí)驗(yàn)室的物理空間，還它包括實(shí)施研究的科研人員、科學(xué)發(fā)現(xiàn)發(fā)生的地方，以及維持創(chuàng)新所需的基礎(chǔ)設(shè)施等眾多層面。只有認(rèn)識到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的范圍，我們才能開始理解人、空間和環(huán)境之間的復(fù)雜相互作用，以及空間塑造應(yīng)如何積極回應(yīng)這些不同的需求和期望。本報(bào)告聚焦探討科學(xué)研究的未來走向，和科研設(shè)施的未來可能形態(tài)。接下來的章節(jié)將圍繞影響科研生態(tài)系統(tǒng)的三個(gè)關(guān)礎(chǔ)設(shè)施與場所。通過這些主題，我們可以探索科研空間的未來需求，以及人在其中的體驗(yàn)。辦公空間健康空間戶外空間DIY實(shí)驗(yàn)室?辦公空間健康空間戶外空間DIY實(shí)驗(yàn)室?Arup對科研環(huán)境的需求，以滿足靈活可變的要求、不同的工作方式，以及未來的技能組合。研究的跨學(xué)科性不斷增強(qiáng)，以及公眾對科學(xué)的參與度不斷提高，是這些新需求產(chǎn)生的主要驅(qū)動(dòng)因素。未來實(shí)驗(yàn)室??Arup當(dāng)今科學(xué)家面臨的課題日益復(fù)雜，需要研究人員跨學(xué)科工作，以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破4。將不同學(xué)科和領(lǐng)域的見解結(jié)合起來——既包括地球科學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等傳統(tǒng)學(xué)術(shù)課程與教學(xué)計(jì)劃，設(shè)置超越現(xiàn)有學(xué)科界限的新學(xué)位，以促進(jìn)學(xué)生的跨學(xué)科近些年來，中國研究型大學(xué)“自下而上”地開展了學(xué)科交叉的探索與實(shí)踐。例如西安交通大學(xué)在2010年成立前沿科學(xué)與智能實(shí)驗(yàn)室、未來實(shí)驗(yàn)室等實(shí)體性跨置與管理辦法》的印發(fā)，標(biāo)志著國家加強(qiáng)了對交叉學(xué)科發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)。交叉學(xué)科建設(shè)被視為“雙一流”建設(shè)的新增長點(diǎn)。支撐諸如此類跨學(xué)科研究的發(fā)展，我們需要圍繞提升連接性和靈活性，對相關(guān)的有形及無形基礎(chǔ)設(shè)施投入建設(shè)。在多機(jī)構(gòu)和多國合作的項(xiàng)目中，設(shè)施和基建等硬件基礎(chǔ)須像其合作架構(gòu)一樣，實(shí)現(xiàn)互連互通。諸如無線通信系統(tǒng)，大容量數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理，以及本地、區(qū)域乃至全球的交通系統(tǒng)接入，從而實(shí)現(xiàn)人才、資源和思想的流動(dòng)5?？鐚W(xué)科研究人員需要配備靈活的實(shí)驗(yàn)室所有實(shí)驗(yàn)室的空間設(shè)計(jì)都將靈活性和促間科學(xué)和信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)任意組合。1.2工作性質(zhì)變化科學(xué)工作的性質(zhì)以及研究人員與同事合作的方式正在發(fā)生迅速變化。自動(dòng)化、人工智能和數(shù)據(jù)處理方面的重大技術(shù)進(jìn)步，幫助科學(xué)家減少在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，使他們能更專注于分析實(shí)驗(yàn)室流程的自動(dòng)化程度不斷提高，這將使科學(xué)家有更多時(shí)間在類似辦公室的園區(qū)的生物數(shù)據(jù)創(chuàng)新中心，就是為生物數(shù)據(jù)初創(chuàng)企業(yè)和成長型公司而設(shè)計(jì)的，其中包括更多類似辦公室的環(huán)境、休息促進(jìn)合作。案例案例弗朗西斯克里克研究所（FrancisCrickInstitute）是位于倫敦的先進(jìn)生物醫(yī)學(xué)研究中心。奧雅納為該項(xiàng)目提供了設(shè)施管理、項(xiàng)目管理、消防設(shè)計(jì)等一系列咨詢服務(wù)。該研究所于2016年開放，旨在促進(jìn)英國頂尖大學(xué)與生物醫(yī)學(xué)公司之間的跨學(xué)科合作。該建筑將實(shí)驗(yàn)室與正式和非正式的工作空間組合在一起，創(chuàng)造出可混合使用的“鄰里”，從而鼓勵(lì)研究人員的流動(dòng)與溝通。位于各樓層的協(xié)作空間與中央中庭一起，促進(jìn)了研究所中不同研究群體之間的互動(dòng)20,21。?OlivierH.Beauchesne?OlivierH.Beauchesne|ComputedbyOlivierH.BeauchesneandSCImagoLab,databyElsevierScopus合作是科學(xué)研究的重要驅(qū)動(dòng)力：這張地圖展示了全球不同城市的研究人員之間的合作網(wǎng)絡(luò)。它表明科學(xué)機(jī)構(gòu)的位置遵循人口密度，并突出了國家之間的聯(lián)系。為加強(qiáng)不同團(tuán)隊(duì)和學(xué)科之間的合作，需要在設(shè)計(jì)空間時(shí)將不同的人流模式納入組醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用玻璃隔斷將干、濕實(shí)驗(yàn)室與書寫區(qū)、其他輔助空間直觀地連接起來。開放式布局、清晰的視線交流和空間之間的流通，能激勵(lì)研究人員共同協(xié)作。更好地了解并更多地考慮工作環(huán)境如何影響生產(chǎn)力和福祉，也有助于工作場所工作模式的辦公環(huán)境，將使生產(chǎn)力得到提高7,8。新生代科學(xué)家逐漸走上工作崗位，他們結(jié)構(gòu)的變化將對工作方式和未來趨勢產(chǎn)生影響。新一代科研人員通常更喜歡具有協(xié)作性和團(tuán)隊(duì)精神的工作環(huán)境，更透明和扁平化管理，以及兼顧個(gè)人和職業(yè)目標(biāo)的靈活工作安排9。案例案例加拿大麥克馬斯特大學(xué)（McMasterUniversity）的綜合科學(xué)實(shí)驗(yàn)室旨在支持學(xué)生綜合科學(xué)本科課程的學(xué)習(xí)。學(xué)生選修的課程涉及多個(gè)不同領(lǐng)域，實(shí)學(xué)、環(huán)境和行為科學(xué)的學(xué)習(xí)要求。為實(shí)現(xiàn)靈活性，該實(shí)驗(yàn)室采用了開放式煤氣、電和水等公用設(shè)施都從地板接出，使設(shè)備可根據(jù)需要搬進(jìn)搬出22,23。Partners）設(shè)計(jì)的斯坦福大學(xué)克拉克中心（ClarkCenter）是跨學(xué)科研究的基地，匯集了醫(yī)生、生物學(xué)家、化學(xué)家、工程師、物理學(xué)家和信息科學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了空間的靈活性，可通過自發(fā)的社交和對話來實(shí)現(xiàn)學(xué)科間的合作。譬如位于外部陽臺的連廊設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同需要?jiǎng)澐謽窃O(shè)計(jì)成了面向內(nèi)院的開放式房間，可同時(shí)容納實(shí)驗(yàn)室和辦公室空間。實(shí)驗(yàn)室的桌椅均安裝了滾輪，以方便不同的研究團(tuán)隊(duì)快速更換或移動(dòng)家具24,25。?Arup案例?Arup案例由奧雅納設(shè)計(jì)的信達(dá)生物上海研發(fā)中心將科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用融為一體，打造全球領(lǐng)先的符合GMP標(biāo)準(zhǔn)的CAR-T實(shí)驗(yàn)室。項(xiàng)目的核心理念是通過社會互動(dòng)和協(xié)作參與來增強(qiáng)人的創(chuàng)新能力和激勵(lì)員工積極性。在設(shè)計(jì)中，我們設(shè)置了內(nèi)庭院、空中花園、多功能活動(dòng)中心、休息交流區(qū)等各類公共空間來提高和激發(fā)員工的協(xié)作、社交和創(chuàng)新能力，為研發(fā)提供多種可能性。設(shè)計(jì)時(shí)，我們特別注意將研發(fā)空間設(shè)置于與員工服務(wù)（如倒班宿舍、餐廳和健身房）以及主要管理層（如首席科學(xué)家辦公室）毗鄰的位置，給員工提供更便捷更舒適的工作環(huán)境。20未來實(shí)驗(yàn)室案例E是一個(gè)科學(xué)眾籌平臺，于2012年由華盛頓大學(xué)的前研究人員發(fā)起。它將研究人員與有捐贈(zèng)意愿的資助者聯(lián)系起來，為科學(xué)項(xiàng)目尋求資金。E采用與Kickstarter等其他主流眾籌平臺同樣的模式，只有在達(dá)到籌資目標(biāo)時(shí)才會究人員就可以與資助者分享研究項(xiàng)目的進(jìn)展、過程方法和成果26。人員結(jié)構(gòu)變化，并相應(yīng)調(diào)整其工作環(huán)境和政策。除了更開放的設(shè)計(jì)和靈活的工作方式外，越來越多的科研機(jī)構(gòu)還為員工提供現(xiàn)代化的便利設(shè)施，如健身房、安全的自行車庫、儲物柜和淋浴間、咖啡廳和禮賓服務(wù)。這些設(shè)施正在將實(shí)驗(yàn)室從一個(gè)以實(shí)驗(yàn)功能為主的研究設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)充滿1.3新技能和全球人才競爭第四次工業(yè)革命正在讓物理、數(shù)字和生物領(lǐng)域之間的界限變得模糊。包括人工的新興領(lǐng)域，正在向生物和生命科學(xué)靠攏，形成新的混合學(xué)科10。這些新領(lǐng)域也創(chuàng)造了新的人才需求，譬如在數(shù)據(jù)科學(xué)等領(lǐng)域擁有專業(yè)數(shù)字技能，以及擅長跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)協(xié)作的科學(xué)家。這對科學(xué)家的培養(yǎng)方式產(chǎn)生了影響。大學(xué)需要支持專業(yè)技術(shù)技能的發(fā)展，而科研專業(yè)人員則需要獲得持續(xù)學(xué)習(xí)的機(jī)會，以不斷更新技能或拓寬知識面11。（MOOCs）滿足了一需求。大學(xué)和公司正在與Coursera、EdX和FutureLearn等在線平臺合作，提供新興領(lǐng)域的短期課程和高級培訓(xùn)。隨著這些平臺越來越受歡迎，雇主們也開始認(rèn)識到MOOCs所頒發(fā)的證書的價(jià)值，并在招聘時(shí)予以認(rèn)可12。盡管全球在研發(fā)方面的投資總體上有所增加，但許多經(jīng)合組織（OECD）國家報(bào)告表明，支持其科學(xué)和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)所需的高級技能人才仍舊短缺。美國、英國和德國等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體持續(xù)向全球市場輸出技術(shù)人才，而中國和印度等非經(jīng)合組織國家正日益成為技術(shù)人才流動(dòng)的主要來源13,14。隨著全球博士畢業(yè)生隨著全球博士畢業(yè)生人數(shù)增加，大學(xué)和私營部門的職位卻并未跟上步伐。作為回應(yīng)，一些研究人員正在“零工經(jīng)濟(jì)”中尋找機(jī)會，成為自由職業(yè)科研人員15。通過Kolabtree和Upworthy等在接向客戶宣傳他們的服務(wù)。自由職業(yè)科學(xué)家利用PLOSOne等開放出版平臺，使用社區(qū)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并通過社交媒體尋找專業(yè)技能網(wǎng)絡(luò)支持。這些服務(wù)使得在傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)之外的科研工作變得1.4開放科學(xué)和移動(dòng)化的工具及服務(wù)使開放科學(xué)有機(jī)會變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，幫助科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分享研究，并使非科學(xué)受眾也能夠訪問科在線學(xué)習(xí)平臺使廣大受眾能夠獲取科學(xué)公開且免費(fèi)提供科學(xué)數(shù)據(jù)庫16。利用眾籌通過擁抱開放科學(xué)，傳統(tǒng)科研機(jī)構(gòu)可以獲得更廣泛的公眾理解和認(rèn)可，以支持科學(xué)及創(chuàng)新。公眾的力量不僅可以促進(jìn)研究資金募集，開源工具讓更多人能夠直接參與科學(xué)進(jìn)程17。案例案例案例?Rolex?RolexAwards/FredMerz威斯研究所（WyssInstitute）生物探索工程在生命科學(xué)與新興技術(shù)的交叉領(lǐng)域開展突破性研究。研究所的科學(xué)家、工程師和臨床醫(yī)生，與工業(yè)設(shè)計(jì)師以及業(yè)務(wù)開發(fā)、知識產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)業(yè)方面的專家合作，開發(fā)從設(shè)備和材料到高價(jià)值療法和診斷的各種新技術(shù)。該設(shè)施空間具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，可同時(shí)支持化學(xué)、生物、機(jī)械和納米技術(shù)研究，以滿足機(jī)器人、生物仿生學(xué)和新型醫(yī)療設(shè)備開發(fā)等各種需求27。?GenSpace?GenSpaceGenspace成立于2009年，是一個(gè)由社區(qū)運(yùn)營的DIY實(shí)驗(yàn)室，可為公民科學(xué)家和企業(yè)家提供生物技術(shù)設(shè)備。Genspace的目標(biāo)是通過教育性質(zhì)的工作坊和文化活動(dòng)，促進(jìn)科學(xué)知識的普及。以往的工作坊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)讓參與者嘗試基因編輯，并學(xué)習(xí)使用DNA進(jìn)行編碼。Genspace為企業(yè)家、藝術(shù)深省的生物藝術(shù)和設(shè)計(jì)項(xiàng)目28。Pandemic是倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）的倫敦衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)院和英國廣播公司（BBC）聯(lián)合開展的一項(xiàng)公民科學(xué)實(shí)驗(yàn)，旨在幫助研究人員開發(fā)傳染病在人群中傳播的精確模型。通過一款手機(jī)應(yīng)用程序，實(shí)驗(yàn)追蹤參與者的位置，并記錄他們與同樣安裝了該應(yīng)用的其他人接觸的情況。實(shí)驗(yàn)?zāi)M了一個(gè)典型的疫情爆發(fā)場景：“零號病通過互動(dòng)感染他人。與“感染者”接觸后，系統(tǒng)會記錄病毒的“傳播”情況。采集到的數(shù)據(jù)被用于開發(fā)更準(zhǔn)確的病毒傳播模型，以改進(jìn)對未來疫情的應(yīng)對措施。自該應(yīng)用程序推出以來，已有近三萬名志愿者報(bào)名參與。在此之前，英國最大的流行病模型研究僅有約五千名參與能會出現(xiàn)誤差29。22未來實(shí)驗(yàn)室23主要啟示協(xié)作空間通過建設(shè)促進(jìn)社交互動(dòng)的公共區(qū)域，并打造可支持多學(xué)科研究的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施，以促進(jìn)學(xué)科和部門之間的合作?；趯?shí)驗(yàn)活動(dòng)的空間設(shè)計(jì)主要啟示協(xié)作空間通過建設(shè)促進(jìn)社交互動(dòng)的公共區(qū)域，并打造可支持多學(xué)科研究的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施，以促進(jìn)學(xué)科和部門之間的合作?；趯?shí)驗(yàn)活動(dòng)的空間設(shè)計(jì)圍繞不同的工作模式組織實(shí)驗(yàn)室空間，例如基于工作臺的實(shí)驗(yàn)空間、專注獨(dú)立工作的辦公桌空間、非正式短會以及小組工作空間——并在這些區(qū)域之間建立流線。通過設(shè)計(jì)能促進(jìn)健康生活方式、認(rèn)知和情感價(jià)值、以及與融合自然的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，吸引和留住人才。健康與福祉通過DIY實(shí)驗(yàn)室和開放科學(xué)計(jì)劃促進(jìn)公民參與科學(xué)，并為創(chuàng)業(yè)型研究人員提供支持，使科學(xué)工具和知識的獲取民主化。DIY和開放式研究數(shù)字化技能和基礎(chǔ)設(shè)施為服務(wù)下一代科學(xué)家，我們需要投資數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并為研究人員提供專業(yè)數(shù)字技能培訓(xùn)。每個(gè)人都應(yīng)該平等地享受到科學(xué)進(jìn)步帶來俞德超在移動(dòng)設(shè)備和Arduino等開源工具的支集和分析，為重大科學(xué)研究提供信息。群眾和公民科學(xué)家的加入，將會幫助研究人員大大增加樣本量，擴(kuò)大數(shù)據(jù)收集工作的覆蓋范圍，通過提高研究質(zhì)量和降低研究誤差來提高研究的可靠性和準(zhǔn)確性。例如，蘋果公司與斯坦福大學(xué)合作開展的AppleHeartStudy研究項(xiàng)目，利用AppleWatch用戶的參與來識別和研究不規(guī)則心律，以改進(jìn)用于檢測和分析心律不齊的技術(shù)18。越來越高，為公民科學(xué)家和研究人員創(chuàng)建的DIY實(shí)驗(yàn)室和社區(qū)實(shí)驗(yàn)室也越來越多19。DIY實(shí)驗(yàn)室可被看作可為DIY創(chuàng)客提供從木工到3D打印間和設(shè)備。許多DIY實(shí)驗(yàn)室和“創(chuàng)客圍繞一系列主題，舉辦實(shí)操性強(qiáng)且具創(chuàng)新性的科學(xué)工作坊研討會。24未來實(shí)驗(yàn)室人機(jī)交互的空間?人機(jī)交互的空間?Arup空間與運(yùn)營本章節(jié)著眼于未來科研建筑的技術(shù)和運(yùn)營要求，通過探討實(shí)驗(yàn)室需要做出的改變。靈活且適應(yīng)性強(qiáng)的空間、以活動(dòng)為中心的協(xié)作和環(huán)境的性能等變得日益重要。26未來實(shí)驗(yàn)室穿越漫長周期的2.1靈活且適應(yīng)性強(qiáng)的空間在過去十年中，靈活性一直是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建造的重要發(fā)展趨勢。雖然無法預(yù)測未來會出現(xiàn)哪些新技術(shù)和新研究形式，但實(shí)驗(yàn)室可以從設(shè)計(jì)之初就將適應(yīng)變化的能力納入考量。靈活且適應(yīng)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)包括可移多種布局的柱網(wǎng)等元素，以便實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)同時(shí)也包括提供即插即用的基礎(chǔ)設(shè)施，根據(jù)柱網(wǎng)每隔一定距離設(shè)置接駁點(diǎn)位，易于空間的重新配置。隨著科研工作變得更具協(xié)作性、跨學(xué)科化和界面化，實(shí)驗(yàn)室也需要適應(yīng)新的工作方式。應(yīng)對策略包括設(shè)計(jì)開放式實(shí)驗(yàn)室，讓建筑的不同區(qū)域之間具有流通性區(qū)域等不同工作環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室。此外，建筑的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也需要適應(yīng)未來科研需求的變化。需要有策略地規(guī)劃暖系統(tǒng)則要為不斷增長的數(shù)據(jù)存儲、處理和虛擬協(xié)作提供強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。2.2智能實(shí)驗(yàn)室備、傳感器和裝置均可聯(lián)網(wǎng)，使研究人員市場上出現(xiàn)的一些新儀器可以自動(dòng)執(zhí)行程序，幫助研究人員更高效地處理步驟設(shè)備能夠從以往的操作中學(xué)習(xí)，根據(jù)實(shí)些技術(shù)正極大地改變科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室的工作模式，以及實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)方式30。智能實(shí)驗(yàn)室設(shè)備還可以幫助科學(xué)家收集更精細(xì)、更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將結(jié)果發(fā)送到共享數(shù)據(jù)庫或?qū)嶒?yàn)室信息管理系進(jìn)的LIMS軟件還可用于管理實(shí)驗(yàn)室的和生成報(bào)告。未來實(shí)驗(yàn)室案例CoreInformatics的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）可幫助研究人員管理實(shí)驗(yàn)室工作流程、跟蹤和執(zhí)行請求、監(jiān)控實(shí)驗(yàn)，以及收集和共享數(shù)據(jù)。LIMS究人員按需執(zhí)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)。用戶友好的界面可在平板電腦或計(jì)算機(jī)見的實(shí)驗(yàn)室程序定制應(yīng)用程序。通過訪問服務(wù)和數(shù)據(jù)46。案例NiCoLA-B是阿斯利康推出的一個(gè)藥物開發(fā)機(jī)器人，旨在與英國癌癥研究院（LeadDiscoveryCentre）的科學(xué)家們一起測試和識別可用于治療癌癥的潛在藥物。NiCoLA-B能夠自主進(jìn)行高度復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測化學(xué)相互作用，檢查潛在的分子活性，從而發(fā)現(xiàn)有潛力的新藥。阿斯利康副首席科學(xué)家PaulHarper表示：“我們可以對NiCoLA-B進(jìn)行配置，讓它以我們想要的任何方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，我們還可以在它工作時(shí)與它互動(dòng)。它可以感知我們的活動(dòng)，而以前的機(jī)器人無法做到這一點(diǎn)。因此，它可以與我們共享工作空間，而不是被局限在安全防護(hù)裝置與實(shí)驗(yàn)設(shè)備的交互方式和對實(shí)驗(yàn)空間的使用方式。曾經(jīng)占據(jù)整個(gè)房間的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)在可以在閃存盤大小的軟件和儀器上運(yùn)行31。在某些情況下，實(shí)驗(yàn)設(shè)備可能會完全被云端虛擬運(yùn)行的數(shù)字工具取與協(xié)作的任務(wù)將會增加。在這些環(huán)境之間的移動(dòng)性和可達(dá)性，將是設(shè)計(jì)基于協(xié)作和跨學(xué)科工作的未來研究設(shè)施時(shí)，需要考慮的關(guān)鍵因素32。?Arup案例受到空調(diào)對氣體熱交換原理的啟發(fā)，?Arup案例受到空調(diào)對氣體熱交換原理的啟發(fā)，由奧雅納設(shè)計(jì)的美的創(chuàng)新科技園打造了一種介于實(shí)驗(yàn)室與辦公之間的新型復(fù)合交流空間。設(shè)計(jì)包含三棟高層靈活實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室，每棟提供三層8米層高以及兩層5.5米層高的空間。建成后，將有100多個(gè)配套實(shí)驗(yàn)室投入使用。實(shí)驗(yàn)空間均布局在跨度18米的無柱空間內(nèi)，可根據(jù)需求靈活劃分各類實(shí)驗(yàn)室以及控制室空間，充分設(shè)計(jì)亦能在后期改造時(shí)，滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)需求。園區(qū)內(nèi)規(guī)劃布局了不同流線以及與其相對應(yīng)的安全措施，可滿足內(nèi)部員工及外部訪客的多重需求。30案例Flexlab位于加利福尼亞州伯克利，是一處先進(jìn)的建筑技術(shù)測試設(shè)施，供研究人員測試和監(jiān)測建筑節(jié)能方面的最新技術(shù)，如暖通空調(diào)系統(tǒng)、窗戶和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，以及照明和電氣系統(tǒng)等。Flexlab復(fù)制了真實(shí)的建筑條件，其中還包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺，用于模擬不同位置的陽光照射49。案例由MAPIQ開發(fā)的Edge應(yīng)用程序可以讓德勤荷蘭總部的員工和訪客隨時(shí)使用樓宇服務(wù)。通過該應(yīng)用程序，設(shè)施管理人員可以訪問大樓的智慧管理系調(diào)整。Edge為大樓使用者提供個(gè)性化們控制空間照明和采暖50。智能化技術(shù)也在改變實(shí)驗(yàn)室的生產(chǎn)方節(jié)約了成本。醫(yī)療保健領(lǐng)域的大規(guī)模定制和個(gè)性化需求可能會變得更加普遍，藥品將根據(jù)個(gè)人需求，在類似工廠的實(shí)驗(yàn)室空間中進(jìn)行生產(chǎn)。可以想象，在未來，3D打印和生物技術(shù)相融合，科學(xué)家將能夠提供定制、即時(shí)檢測、直接面向患者的產(chǎn)品，如手術(shù)醫(yī)療器械、定制藥2.3樓宇系統(tǒng)及運(yùn)行自動(dòng)化和智慧樓宇系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，同樣存在于實(shí)驗(yàn)室建筑領(lǐng)域。智慧樓宇利用傳感器來監(jiān)測、分析和傳遞與使用樓宇的使用模式做出響應(yīng)，并自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。智慧樓宇系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可用于分析和比較樓宇的使用情況，進(jìn)一步優(yōu)化運(yùn)營和節(jié)約成本。它可為運(yùn)維人員提供一個(gè)樓宇系統(tǒng)的狀態(tài)，以便采取更為主動(dòng)的監(jiān)控系統(tǒng)不僅對運(yùn)維團(tuán)隊(duì)至關(guān)重要，對需要密切關(guān)注實(shí)驗(yàn)進(jìn)程、或遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室儀器的研究人員本身也是如此。例如需要維持臨界溫度的敏感性實(shí)驗(yàn)、或需要數(shù)天時(shí)間才能執(zhí)行的流程，現(xiàn)在都可以利用云技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。如果將這些監(jiān)控功能集成到智慧樓宇系統(tǒng)的管理平臺中，將幫助科學(xué)家們節(jié)省時(shí)間，并最大限度地減少干擾。案例案例?MartineHamilton?MartineHamiltonKnightPhotographyOgilvie大樓位于英國劍橋郡惠康基金會基因組園區(qū)（WellcomeTrustGenomeCampus）內(nèi)，是一座三層樓高、約4600平方米的新建DNA測序?qū)嶒?yàn)室和辦公場所。大樓的設(shè)計(jì)高度靈重點(diǎn)和技術(shù)要求的變化快速重新配置空間51。?StijnPoelstra;CourtesyofWiegerinck?StijnPoelstra;CourtesyofWiegerinckKadansSciencePartner公司著眼可持續(xù)建筑，為知識密集型機(jī)構(gòu)提供全方位服務(wù)，包括工作空間、設(shè)施及金融服務(wù)。例如荷蘭瓦格寧根園區(qū)的PlusUltra大樓，它是初創(chuàng)企業(yè)和知識密集型企業(yè)及機(jī)構(gòu)的中心。PlusUltra大樓提供7500平方米的設(shè)施空間，包括實(shí)驗(yàn)室、多功能研究設(shè)施、會議室和辦的需求被納入考量。在大樓交付使用定制52,53。精益生產(chǎn)方法的發(fā)展和應(yīng)用也在對實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。精益實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于優(yōu)實(shí)驗(yàn)室空間的流動(dòng)方式34。精益設(shè)計(jì)原則包括消除實(shí)驗(yàn)室分隔和設(shè)備的集中布此外，數(shù)據(jù)錄入和分析區(qū)域、測試區(qū)域融固定的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、工作臺空間和辦公桌，轉(zhuǎn)向共享或按需分配的模式35。2.4有利環(huán)境的設(shè)施與其他商業(yè)或公共建筑一樣，實(shí)驗(yàn)室的綠色建筑設(shè)計(jì)包括被動(dòng)式設(shè)計(jì)原則、綠色墻體和屋面、智慧能源管理和水循環(huán)源需求，需按更嚴(yán)格的運(yùn)營要求處理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有害廢料。一些專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，如潔凈室或具有較大工藝負(fù)荷的空間，其能耗可達(dá)到同等規(guī)模商業(yè)建筑的近百范和樓宇安全要求，例如對較高通風(fēng)率的需求和實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備能耗36。管理實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境外部效應(yīng)，尤其是廢棄物管理，對于人員安全和環(huán)境健康至關(guān)重要37。通過考慮建筑材料和運(yùn)營的全生命周期，可以設(shè)計(jì)減少廢棄物和回收資移改變功能、進(jìn)行維修和升級。以環(huán)境可持續(xù)的方式建設(shè)和運(yùn)營實(shí)驗(yàn)室，也會對使用者的健康和福祉產(chǎn)生積氣質(zhì)量，以及創(chuàng)造美觀的環(huán)境等38,39。從長遠(yuǎn)來看，健康的建筑可能成為吸引和留住員工的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)室本身也有機(jī)會成為試驗(yàn)平臺，如利用智能技術(shù)實(shí)時(shí)測量空氣質(zhì)量和建筑性能，以研究綠色建筑的設(shè)計(jì)原理。2.5數(shù)據(jù)管理與安全對于研究機(jī)構(gòu)來說，收集和分析數(shù)據(jù)的能力至關(guān)重要。然而，大量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生使得數(shù)據(jù)存儲成為一個(gè)難題，處理這些數(shù)據(jù)則是另一個(gè)挑戰(zhàn)40。對大型數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析需要巨大的計(jì)算能力，并非所有研究機(jī)構(gòu)都有能力在內(nèi)部存儲或處理如此大量的數(shù)據(jù)。同時(shí)，是否能夠隨時(shí)隨地上傳和訪問這些數(shù)據(jù)也是一項(xiàng)重要為了解決這些問題，研究人員正在采用云存儲技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。當(dāng)下許多商訊與微軟，都專門針對科研市場開發(fā)了服務(wù)業(yè)務(wù)。除了提供存儲和協(xié)作解決方案外，云服務(wù)還提供用以分析數(shù)據(jù)的虛擬軟件和應(yīng)用程序。像遺傳學(xué)這樣對復(fù)雜數(shù)據(jù)分析有重大需求的領(lǐng)域，云服務(wù)供應(yīng)商為研究人員提供了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部無法達(dá)到的處理速度41。?MatthewMillmanPhotography,courtesyofFlansburghArchitects案例?MatthewMillmanPhotography,courtesyofFlansburghArchitects案例夏威夷預(yù)備學(xué)院（Hawai’iPrepAcademy）的能源實(shí)驗(yàn)室是由弗蘭斯堡建筑師事務(wù)所（FlansburghArchitects）和標(biāo)赫工程公司（BuroHappoldEngineering）打提供了研究可再生能源和可持續(xù)生活系統(tǒng)的空間。建筑用能完全來自替代能源，獲得了美國綠色建筑協(xié)會LEED鉑金認(rèn)證，并符合“生活建筑挑戰(zhàn)（theLivingBuildingChallenge）”的標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目對水、能源、廢物和其他系統(tǒng)的可持續(xù)管理創(chuàng)造出獨(dú)特的建筑及景觀，可供學(xué)生開展就地研究和學(xué)習(xí)56。案例案例CC0CC0Cooksey/NIST芯片實(shí)驗(yàn)室（LOC）是指把生物和化學(xué)等領(lǐng)域中所涉及的樣品制備、生物與化學(xué)反應(yīng)、分離檢測等基本操作單位集成或基本集成于一塊幾平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化學(xué)反應(yīng)過程，并對其產(chǎn)物進(jìn)行分析的一項(xiàng)技術(shù)。LOC技術(shù)使研究人員能夠縮小實(shí)驗(yàn)過程的規(guī)模，從而更好地控制實(shí)驗(yàn)，縮短反應(yīng)時(shí)間，并提高安全性。LOC可以連接到數(shù)字實(shí)驗(yàn)室信息快分析速度54。?Deutsche?DeutscheMesse在歐洲創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室工作流程優(yōu)化的貿(mào)易展——漢諾威國際實(shí)驗(yàn)室技術(shù)展（LABVOLUTION）上展出的smartLAB，是一個(gè)未來智能實(shí)驗(yàn)室的模型和試驗(yàn)平臺。smartLAB集中展示了實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化領(lǐng)域的許多前沿術(shù)、人機(jī)互動(dòng)和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的大數(shù)據(jù)所帶來的益處和機(jī)遇。該展覽每天都開展演示活動(dòng)，并邀請?jiān)擃I(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)袖和前沿思想家舉辦研討55。34科學(xué)研究的數(shù)字化也在無形中對共享基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生了影響。例如，創(chuàng)建科學(xué)領(lǐng)域的通用數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對于共享和分析不同來源和領(lǐng)域的數(shù)據(jù)至關(guān)重要42。在數(shù)據(jù)安全方面，區(qū)塊鏈等新技術(shù)可以為敏感和寶貴的研究信息提供前所未有的可基于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)允許研究人員以可驗(yàn)證和審計(jì)安全的方式證明特定信息是由他們創(chuàng)建的（所有權(quán)證明或證明該信雖然區(qū)塊鏈不是存儲大量數(shù)據(jù)的有效一種存儲信息唯一指征（哈希值）的安全防篡改的方式。區(qū)塊鏈系統(tǒng)構(gòu)建在由自愿和受激勵(lì)的市場參與者運(yùn)行的分散計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（節(jié)點(diǎn)）上，由于沒有單一的權(quán)威機(jī)構(gòu)，不會出現(xiàn)單點(diǎn)故障的這可以避免其他數(shù)據(jù)庫中存在的黑客攻擊、數(shù)據(jù)篡改和數(shù)據(jù)盜竊等問題45。區(qū)塊鏈系統(tǒng)通過將數(shù)據(jù)分布在成千上萬個(gè)物理位置，并通過計(jì)算處理能力構(gòu)建的額外附加層保護(hù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了高水平的數(shù)除此之外，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)參與者都會自行驗(yàn)證信息，并在其傳播之前立即識別出任何篡改行為，區(qū)塊鏈的去中心化特性可以抵御這類惡意攻擊。案例案例2010年，諾華疫苗事業(yè)部（NV&D）開始在其質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室有計(jì)劃地實(shí)分析人員接受了精益原則的基礎(chǔ)培日和每周績效考核）、以及最后逐步實(shí)施的有效性工具（用于能力管理和預(yù)算流程）。精益原則不僅適用于老舊的傳統(tǒng)設(shè)施，也適用于較新的先進(jìn)設(shè)施。在整個(gè)NV&D的精益實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃中，實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和布局對流程、行為和溝通有著明顯的影響57。開放科學(xué)數(shù)據(jù)云（OSDC）由芝加哥大學(xué)的數(shù)據(jù)密集型科學(xué)中心（CDIS）與非營利組織OpenCommonsConsortium合作運(yùn)營，可以存儲、共享和分析大型科學(xué)數(shù)據(jù)集。它Commons）”，允許研究人員共享和訪問公開的數(shù)據(jù)集。公共數(shù)據(jù)服務(wù)涵蓋了美國人口普查、古騰堡計(jì)劃（ProjectGutenberg）和千人基因組計(jì)劃（the1000GenomesProject）等數(shù)據(jù)來源。此外，利用其強(qiáng)大的計(jì)算能力，研究人員可以使用虛擬機(jī)上傳和分析數(shù)據(jù)集58。36案例案例實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)（SiLA）聯(lián)盟成立于2008年，由制藥及生物技術(shù)行業(yè)的軟件、硬件供應(yīng)商發(fā)起，旨在制定實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。SiLA標(biāo)準(zhǔn)定義了信息打包和從一個(gè)系統(tǒng)到另一個(gè)系統(tǒng)的通訊方式，設(shè)定了系統(tǒng)間無縫集成所需的語言、結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型59。POEX.IO數(shù)據(jù)認(rèn)證服務(wù)允許任何研究機(jī)構(gòu)在安全的比特幣區(qū)塊鏈上注冊味著任何人都可以在文件或數(shù)字信息發(fā)布之前記錄其版權(quán)信息，從而使原作者有能力保護(hù)其作品免受知識產(chǎn)權(quán)欺詐60。38主要啟示在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室和建筑系統(tǒng)時(shí)，要考慮如何使建筑適應(yīng)未來功能和用途的變化。這包括采用移動(dòng)式工作臺和適宜的結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布局，以便創(chuàng)建多樣的環(huán)境。為實(shí)驗(yàn)室提供標(biāo)準(zhǔn)模塊化的公共基礎(chǔ)設(shè)施，以支持靈活辦公，并能夠輕松重新配置空間。利用數(shù)字化儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而簡化工作流程，使研究人員能夠以全新的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析結(jié)果、分享研究成果并就發(fā)現(xiàn)展開合作。將智慧樓宇系統(tǒng)集成到實(shí)驗(yàn)室中，以便深入了解使用模式，并以更具成本效益和能源效率的方式管理和運(yùn)營實(shí)考慮云計(jì)算方案，權(quán)衡現(xiàn)場管理與云服務(wù)的優(yōu)勢，積極管理數(shù)據(jù)存儲、處理和安全問題。靈活性和適應(yīng)性數(shù)據(jù)管理與安全即插即用的設(shè)施智慧建筑網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)室連接空間?Arup網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)室連接空間?Arup本章節(jié)在更宏觀的尺度上，探討基礎(chǔ)設(shè)施與場所如何影響未來科研及其設(shè)施的角色變化。這包括會促成跨行業(yè)和跨地域的新型合作，以及未來的科研設(shè)施將如何塑造場所并與所在社會環(huán)境形成40未來實(shí)驗(yàn)室?KingkayArchitecturalPhotograp?KingkayArchitecturalPhotography案例案例項(xiàng)目位于上海自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)臨港新片區(qū)滴水湖南側(cè)的國際創(chuàng)新協(xié)同區(qū)內(nèi)，占地范圍約2.5平方公里，是全國首個(gè)“科驗(yàn)室位于世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(WLA)園區(qū)的中心位置，俯瞰科學(xué)公園。項(xiàng)目規(guī)劃布局了思想交流、科研支持、研發(fā)轉(zhuǎn)化等功能空間。在服務(wù)科學(xué)家以及科學(xué)家相關(guān)的智囊科研團(tuán)隊(duì)之外，項(xiàng)目為科研產(chǎn)業(yè)鏈的一系列開發(fā)與轉(zhuǎn)化活動(dòng)提供環(huán)境和平臺。研發(fā)中心實(shí)驗(yàn)室外圍是創(chuàng)新孵化器和產(chǎn)業(yè)集群，來自實(shí)驗(yàn)室的研究成果可在這里得到應(yīng)用，并向社會推廣，同時(shí)通過世界頂尖科學(xué)家平臺與全球科研網(wǎng)絡(luò)緊密連接。3.1創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施傳統(tǒng)上，科研基礎(chǔ)設(shè)施主要為了滿足研究的物理空間需求：實(shí)驗(yàn)室儀器安裝在園區(qū)的建筑內(nèi)，由公用設(shè)施系統(tǒng)提供服務(wù)。然而，隨著科學(xué)活動(dòng)更加數(shù)字化和去中心化，新型研究設(shè)施和技術(shù)不斷涌現(xiàn)，改變了科學(xué)家的工作方式和地點(diǎn)。這意味著，在實(shí)驗(yàn)室占地和實(shí)體建筑服環(huán)境網(wǎng)絡(luò)，用以支持創(chuàng)新。在這方面，虛擬鄰近性——遍布全球的強(qiáng)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，將開始補(bǔ)足物理鄰近性，在某些情況下甚至?xí)〈??；A(chǔ)設(shè)施需要發(fā)揮“共享平臺”的作用，使世界各地的研究人員能夠以新的方式合作和共享資源。案例案例歐洲網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施（EGI）成立于2001年，是一個(gè)由遍布?xì)W洲及全球的21家云服務(wù)供應(yīng)商和數(shù)百個(gè)數(shù)據(jù)中心組成的聯(lián)盟。該聯(lián)盟匯集資源，為科學(xué)家和跨國研究項(xiàng)目提供計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。EGI對歐洲及國際科學(xué)至關(guān)重要，它為歐洲核子研究中心等世界領(lǐng)先的研究項(xiàng)目提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力。EGI允許研究人員執(zhí)行數(shù)以千計(jì)的計(jì)算任務(wù)來分析大型數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲和共享，并在云中運(yùn)行虛擬機(jī)來分析數(shù)據(jù)67。2013年，格拉斯哥獲得英國政府2400萬英鎊的資助，用于開發(fā)和測試數(shù)字基礎(chǔ)持續(xù)。格拉斯哥成為部署各種項(xiàng)目的試驗(yàn)場，這些項(xiàng)目包括：由傳感器控制的路燈，可根據(jù)行人情況調(diào)整亮度，并收集空氣質(zhì)量和人流量數(shù)據(jù)；由計(jì)算機(jī)操作的道路傳感器，可讀取和分析交通流量，調(diào)整交通信號燈以改善交通狀況；以及一個(gè)開放數(shù)據(jù)的門戶網(wǎng)站，向研究人員和公眾免費(fèi)提供上述這些數(shù)據(jù)和其他300多個(gè)數(shù)據(jù)集68。未來實(shí)驗(yàn)室43案例河套深港科技創(chuàng)新合作區(qū)位于深圳福田區(qū)南部與香港接壤處，深圳園區(qū)可快速銜接香港國際機(jī)場、深圳寶安國際機(jī)場、廣深港高鐵福田站，與深圳光明科學(xué)城、香港科學(xué)園等創(chuàng)新節(jié)點(diǎn)形成“半小時(shí)科研研究+技術(shù)攻關(guān)+成果產(chǎn)業(yè)化+科技金融+人才支撐”的全過程創(chuàng)新生態(tài)鏈。至2023年，深圳園區(qū)已匯聚7家世界500強(qiáng)研發(fā)中心、10個(gè)國家重大科研平臺、10個(gè)香港高?？蒲袡C(jī)構(gòu)、447家科技企業(yè)，逐步成為深港科技合作緊密度最高、融合度最強(qiáng)的區(qū)域之一69,70。3.2城市研究集群創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的地理格局正在從城郊的科技園區(qū)及大學(xué)校園轉(zhuǎn)移至城市創(chuàng)新區(qū)。城市創(chuàng)新街區(qū)將成熟的研究機(jī)構(gòu)和公司，與科技初創(chuàng)企業(yè)和創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)聚集在一起，提供基礎(chǔ)設(shè)施和解決方案，以支持跨越學(xué)科邊界的合作研究和商業(yè)化活動(dòng)61。城市創(chuàng)新街區(qū)并不是一個(gè)新現(xiàn)象，但對于希望將知識轉(zhuǎn)化為商業(yè)價(jià)值的科研機(jī)構(gòu)，和期望利用前沿研發(fā)機(jī)會的企業(yè)來說，它正成為一種更常見的模式。從研城市中的創(chuàng)新園區(qū)和街區(qū)為快速發(fā)展的創(chuàng)意提供全方位服務(wù)。成功的城市創(chuàng)新街區(qū)通過為有潛力的初創(chuàng)企業(yè)提供場所、指導(dǎo)和資金等資源，支深厚的人才儲備，以及本地和國際商業(yè)市場，使城市創(chuàng)新街區(qū)成為啟動(dòng)或擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模、以及開展前沿研究的熱土62。倫敦金融區(qū)金絲雀碼頭正在規(guī)劃建設(shè)一一座歐洲最大的私人實(shí)驗(yàn)室建筑。該區(qū)域正通過進(jìn)軍生命科學(xué)領(lǐng)域，在其傳統(tǒng)的核心金融市場之外實(shí)現(xiàn)多元化發(fā)展。這些科研空間利用金絲雀碼頭的商業(yè)領(lǐng)域的生命科學(xué)企業(yè)。獲得人才和資金并不是城市創(chuàng)新街區(qū)的唯一優(yōu)勢——城市環(huán)境本身也可以成為研究和實(shí)驗(yàn)的對象。城市創(chuàng)新街區(qū)可以用于研究具有社會或空間維度的技?MaRS?MaRSDiscoveryDistrict多倫多的MaRS探索區(qū)是世界上最大的城市創(chuàng)新中心之一，幫助企業(yè)獲得網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)險(xiǎn)資本。園區(qū)位于多倫多市中心，毗鄰多倫多大學(xué)、大學(xué)健康學(xué)研究機(jī)構(gòu)。租戶包括AutoDesk和Facebook(Meta)，以及一些先進(jìn)醫(yī)納米技術(shù)和金融服務(wù)領(lǐng)域的中小型企業(yè)71。位于劍橋郡的惠康基金會基因組園區(qū)（WellcomeGenomeCampus）是世界領(lǐng)先的基因組學(xué)和生物數(shù)據(jù)研究中心，也是繪制人類基因組圖譜的關(guān)鍵地點(diǎn)之一。2018年，園區(qū)開展了擴(kuò)建規(guī)劃，提供新的研究設(shè)施、員工便利設(shè)施，以及將研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際商業(yè)應(yīng)用的空間。園區(qū)的新愿景是創(chuàng)造一種街區(qū)模式，不僅提供研究空間，還包括住房、公共開放空間，以及與更廣泛社區(qū)的聯(lián)系72。44未來實(shí)驗(yàn)室CCCCBY-SA2.0Franklin3.3科技園區(qū)盡管布局向城市中心創(chuàng)新區(qū)轉(zhuǎn)移，城郊科技園區(qū)仍然是研究與創(chuàng)新的重要場所，例如美國加利福尼亞州的硅谷和北卡羅來納州的三角科技園。2017年的一項(xiàng)針對2000年至2010年間在美國申請專利的研究發(fā)現(xiàn)，40%以上的專利來自人口密度低于2500人/平方英里的地方，換句話說就是郊區(qū)64。城郊科技園區(qū)的模式與20世紀(jì)中葉建立的模板基本保持不變：低密度的建筑群坐落在修剪整齊的園區(qū)環(huán)境中，通過高速公路與鄰近的研究機(jī)構(gòu)和住宅社區(qū)相連。際化和數(shù)字化的科研趨勢。寧靜和遠(yuǎn)離市區(qū)可能對某些形式的研究有所幫助，正式交流，以及快速孵化、測試和部署想法的能力，城郊科技園區(qū)正向著更接近城市群的模式轉(zhuǎn)變。河套深港科技創(chuàng)新合作區(qū)是該趨勢的典開展科技創(chuàng)新合作，建設(shè)粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心，形成由南岸0.87平方公里的香港園區(qū)和北岸3.02平方公里的圳園區(qū)與香港園區(qū)共同聚焦生命科學(xué)、和產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢互補(bǔ)，吸引科創(chuàng)資源集聚發(fā)展。園區(qū)式開發(fā)項(xiàng)目所面臨的挑戰(zhàn)是如何營造提供社交空間、創(chuàng)造歸屬感，和鼓勵(lì)科學(xué)互動(dòng)的場所和社區(qū)65。我們可以看到，包括華為和騰訊在內(nèi)的科技企業(yè)巨頭已經(jīng)開始實(shí)踐這一理念，將其企業(yè)園區(qū)改造成集住宅、零售、開放空間和交通為一體的自足3.4作為社會和公共利益的實(shí)驗(yàn)室科學(xué)已經(jīng)徹底改變了現(xiàn)代社會的方方面面。公眾對科學(xué)的認(rèn)識和參與度的提升趨勢日益明顯，實(shí)驗(yàn)室將在其中扮演核心實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)，尤其是位于交通便利的城市地區(qū)的實(shí)驗(yàn)室，將越來越多地考慮公共利益。新的研究設(shè)施通常包括公共中庭和咖啡廳等空間，邀請?jiān)L客坐下來社交和工作。市區(qū)的實(shí)驗(yàn)室建筑通常采用高度透明的玻璃幕墻，將部分建筑內(nèi)部空間展示給公眾，在街頭即可窺見科學(xué)工作的場景66。在公共資助的大型研究設(shè)施內(nèi)，講座、展覽等形式的公共活動(dòng)已十分普遍，以引人注目和易于理解的方式向公眾展示科學(xué)?！吧顚?shí)驗(yàn)室”（LivingLab）是另一項(xiàng)重要發(fā)展，它把實(shí)驗(yàn)室從建筑延伸到城市空數(shù)字和技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)?！吧顚?shí)驗(yàn)室”已成為社會和公共基礎(chǔ)設(shè)施的重要形式，用于測試智能城市基礎(chǔ)設(shè)施、城市綠色解決方案、物聯(lián)網(wǎng)部署，和自動(dòng)駕駛汽車等技術(shù)實(shí)踐。案例案例城市露營地（UrbanCampsite）是一個(gè)露天展覽和快閃露營體驗(yàn)項(xiàng)目，旨在激活阿姆斯特丹未充分利用的城市場地。2017年的主題為“科技生活地點(diǎn)位于阿姆斯特丹科學(xué)園，其中一些露營設(shè)施的結(jié)構(gòu)還引發(fā)了人們對科學(xué)、藝術(shù)和環(huán)境交叉問題的討論?？茖W(xué)園是歐洲最大的測試研究和創(chuàng)新中心之一，它為研究人員和藝術(shù)家提供了一個(gè)與公眾互動(dòng)的場所，以促進(jìn)公眾對科學(xué)的理解和參與73。46未來實(shí)驗(yàn)室47案例案例CCCCBY3.0AustinMcKinleyFacebook正在其門洛帕克總部對面建造一個(gè)新的多功能園區(qū)。該園區(qū)被命名為“WillowVillage”，規(guī)劃包含住新辦公和研究設(shè)施。該方案將包括至少1500套住房，其中有超過225套低于市場價(jià)格；約1.175萬平方米的零售空間，包括一家雜貨超市和藥店；200間酒店客房；以及7.3萬平方米的開放空間，其中約3.2萬平方米的范圍將向公眾開放74。?Arup?Arup“NICE2035未來生活原型街區(qū)實(shí)驗(yàn)”發(fā)軔于上海同濟(jì)大學(xué)四平校區(qū)的赤峰路，是以同濟(jì)師生為主，自發(fā)形成的“現(xiàn)代設(shè)計(jì)一條街”?；凇吧顚?shí)驗(yàn)室理念”，項(xiàng)目對社區(qū)物理環(huán)境進(jìn)行微更新設(shè)計(jì)，推動(dòng)一批具有示范推廣意義的智能治理新技術(shù)、新模式、新場景落地。NICE2035打破大學(xué)和社區(qū)的邊界，通過一個(gè)有想象力的愿景吸引了各種不同資源的相遇、碰撞、融合和協(xié)作，將大學(xué)周邊社區(qū)變成城市全新的創(chuàng)新引擎75。48未來實(shí)驗(yàn)室主要啟示隨著科學(xué)變得更加數(shù)字化和去中心化，需要云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)平臺等共享基礎(chǔ)設(shè)施，供研究人員以新的方式開展合作和共享資源。先進(jìn)的交通和通信基礎(chǔ)設(shè)施、一流的科研設(shè)施、深厚的人才儲備和國際商業(yè)市場，使城市成為創(chuàng)新的重要載體。在城市中，大型研究機(jī)構(gòu)與初創(chuàng)企業(yè)、聯(lián)合辦公中心同處一地，為研究人員提供全方位服務(wù)，將創(chuàng)意從發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為重新規(guī)劃和構(gòu)建城郊和區(qū)域科技園區(qū)，將其打造成為集住房、公共開放空間、便捷交通為一體，并與更廣泛的社區(qū)相連接的完整社區(qū)。將城市環(huán)境作為研究和實(shí)驗(yàn)對象的“生活實(shí)驗(yàn)室”，有助于研究人員從現(xiàn)實(shí)生活中獲得真知灼見，并提高公眾參與科學(xué)的水平。共享數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施城市作為創(chuàng)新平臺城市創(chuàng)新街區(qū)重塑科技園區(qū)生活實(shí)驗(yàn)室科學(xué)與場所塑造MalcolmSmith城市綜合規(guī)劃社會發(fā)展離不開科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們的日常生活中處處蘊(yùn)含著科學(xué)研究的成果。而當(dāng)代科研項(xiàng)目全生命周期所承載的內(nèi)容，遠(yuǎn)超大眾對實(shí)驗(yàn)室中穿著白大褂的科研人員的舊有印象。如今，科研是一個(gè)從發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，經(jīng)過測試和技術(shù)系統(tǒng)注入活力的高技術(shù)人才越來越受歡迎，爭奪人才的競爭也愈發(fā)激烈。在這樣的環(huán)境下，科研人員所期望的不僅是職業(yè)和商業(yè)成就，他們對生活品質(zhì)亦有更高的追求。科研生態(tài)系統(tǒng)的選址應(yīng)同時(shí)滿足技術(shù)要求和對生活方式的需求，更具競爭力的科研場所將帶來更大的更廣泛的科研生態(tài)系統(tǒng)包含了用于研究、技術(shù)轉(zhuǎn)化、商業(yè)化和生活配套的空間，擁有便捷和高效的連接性亦是其必備因素。其中，毗鄰關(guān)系、區(qū)域互連互通，以及鐵路或航空等便捷的國際交通的數(shù)字基建提供的無形連接也是理想科研場所的基本要素?？蒲猩鷳B(tài)系統(tǒng)的不同組成部分各具特科研場所的需求。研究和探索作為孕育和探究突破性思想的地方，研究場所通?？煞譃槿N不同類型：.創(chuàng)意互動(dòng)的場所：這類場所為不同科學(xué)專業(yè)和經(jīng)驗(yàn)背景的人提供互動(dòng)空間，隨機(jī)或一些有計(jì)劃的會面在此進(jìn)行。一個(gè)不錯(cuò)的咖啡館或體育設(shè)施都能為交流創(chuàng)造機(jī)會，激發(fā)偶然的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。.閑適漫游的場所：在規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)代城市時(shí)，這一類場所經(jīng)常被忽視。譬如公可以幫助人們安靜、專注地思考。當(dāng)牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力時(shí)，他就坐在一棵樹無關(guān)的更廣闊的社區(qū)中，亦可啟迪探索發(fā)現(xiàn)。多元化的社會交往創(chuàng)造了有益的環(huán)境，幫助科研人員抽離日常思考，激發(fā)潛意識帶來的思維火花。轉(zhuǎn)化空間成果轉(zhuǎn)化的場所可起到銜接作用，最適合將其設(shè)置在與科研場所相鄰的地方，因?yàn)橥茄邪l(fā)人員推動(dòng)了技術(shù)的轉(zhuǎn)化。這些轉(zhuǎn)化場所需在不同規(guī)模、用途和功能間快速轉(zhuǎn)換。隨著科研成果進(jìn)入市場，需為其組織機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)制造和物流存儲配備相應(yīng)空間?？茖W(xué)成果商業(yè)化的場所須具備當(dāng)代工作場所的特征，提供一系列有利于工作場所蓬勃發(fā)展的環(huán)境。配套社區(qū)緊臨科研生態(tài)系統(tǒng)的生活配套設(shè)施是提高科研社區(qū)整體生活質(zhì)量的重要組成部療保健、娛樂、交通樞紐和文化中心等社會福利設(shè)施。配套社區(qū)或直接毗鄰科質(zhì)是高科技人才選擇工作地點(diǎn)的關(guān)鍵因造面向未來的科研場所，必須清楚地了解科學(xué)生態(tài)系統(tǒng)及其組成部分之間的作用關(guān)系，這與奧雅納的一體化設(shè)計(jì)理念?Kierandwww.construction?Kierand52邁向新的科研生態(tài)系統(tǒng)未來的科研設(shè)施將越來越注重合作、靈活性和更開放的科研方法。研究正變得的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)需要盡可能包容和適應(yīng)多種用途，同時(shí)還要留出空間滿足個(gè)性化的需求。這些看似矛盾的訴求可以通過智慧建筑設(shè)計(jì)、數(shù)字化和自動(dòng)化來尋求者需要考慮使用智慧系統(tǒng)和服務(wù)，并評估它們對當(dāng)前項(xiàng)目的影響。展望科學(xué)實(shí)驗(yàn)室及其配套服務(wù)設(shè)施的未為本和與城市系統(tǒng)的融合?？茖W(xué)研究與創(chuàng)新就越活躍?？蒲性O(shè)計(jì)及其成果可以與社會活動(dòng)充分結(jié)合，將社會視為促進(jìn)理解科研進(jìn)程的資產(chǎn)而非阻力。以人為本必須包含廣泛的服務(wù)和設(shè)計(jì)解通過應(yīng)用自動(dòng)化和人工智能技術(shù)，高效能提高科研空間的室內(nèi)外體驗(yàn)，通過場所營造和互動(dòng)空間吸引員工，并改善公共環(huán)境。室內(nèi)外綠化需要作為空間設(shè)計(jì)的核心元素進(jìn)行整體考慮，而不是后期再添加。實(shí)驗(yàn)室空間及其周圍環(huán)境可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)生機(jī)勃勃的活力中心，成為城市及周邊地區(qū)互動(dòng)交流的場所。以上章節(jié)闡述了塑造科研空間未來的關(guān)鍵發(fā)展趨勢。接下來的內(nèi)容將重點(diǎn)介紹可能構(gòu)成未來科研生態(tài)系統(tǒng)的一系列要和行動(dòng)建議。?Arup?Arup科研人機(jī)交互以工具為科研人機(jī)交互以工具為辦公空間健康空間辦公空間健康空間戶外空間連接空間戶外空間連接空間未來實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室作為辦公空間實(shí)驗(yàn)室空間的設(shè)計(jì)越來越趨近于辦公空間?？臻g布局將更加通用，以滿足不同學(xué)科和活動(dòng)的功能需求。以活動(dòng)為基礎(chǔ)的工作空間，與更開放的互動(dòng)空間結(jié)合。靈活的模塊化家具，如可調(diào)節(jié)高度的桌子和墻板，搭配儲物空間以保持“整潔桌面”，可以促進(jìn)富有成效的互動(dòng)和空間的高效利用。此外，更私密的“靜謐空間”也為進(jìn)行高度專注的工作的提供了場所。健康空間促進(jìn)健康的空間精心布局場所的工作條件，包括室內(nèi)空氣質(zhì)量、日照水平、與室內(nèi)外自然的聯(lián)系，以及個(gè)性化控制等。通過設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)的工作空間，適應(yīng)多元的需求：例如提供可調(diào)節(jié)高度的桌椅、個(gè)人燈光控制和噪音控制措施等。不同空間之間以及與室內(nèi)外綠地的視覺聯(lián)系，可以進(jìn)一步增加環(huán)境的舒適度。就餐空間餐廳可以同時(shí)用作非正式會議和用餐空間。員工可以在這里充電放松，并與其他學(xué)科的同事交流。室外座位營造了健康的工作環(huán)境。這個(gè)空間可以承載不同類型的互動(dòng)，私人交談或是公共活動(dòng)都可在此進(jìn)行。此外，還可以通過個(gè)性化的膳食選項(xiàng)或空間內(nèi)的營養(yǎng)追蹤，來完善食物的選擇。戶外空間將室外空間作為研究設(shè)施的重要組成部分，可以顯著提高使用者的健康和福祉。綠色的室外空間既可以作為休閑和充電的場所，還可以改善當(dāng)?shù)氐奈夂?。室外空間在愉悅身心的同時(shí)，能促進(jìn)健康，使人們在工作間隙活動(dòng)起來，接觸陽光和新鮮空氣。戶外活動(dòng)有助提升心理健康，提供平靜的環(huán)境，幫助人們暫離緊張和協(xié)作空間互動(dòng)空間為跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)合作和隨時(shí)隨地的交流提供了機(jī)會。通過靈活的家具設(shè)計(jì)和空間布局，空間內(nèi)可開展討論、展示、草圖和建模過程，協(xié)助創(chuàng)意的形成。一些空間提供私密性，而另一些空間則通過與周圍工作環(huán)境的視覺和聽覺關(guān)系促進(jìn)溝通。協(xié)作空間為高度專注的工作環(huán)境提供了一種平衡。DIY實(shí)驗(yàn)室DIY實(shí)驗(yàn)室相當(dāng)于科學(xué)領(lǐng)域的FabLabs或創(chuàng)客空間，為公眾提供了參與研究的機(jī)會，幫助他們嘗試新事物，并獲取科學(xué)資源。這些實(shí)驗(yàn)室可以成為大型研究機(jī)構(gòu)的一部分，從而向公眾提供資源、工具和材料、空間和接觸科學(xué)家的機(jī)會。DIY實(shí)驗(yàn)室有助彌合傳統(tǒng)科研機(jī)構(gòu)與公眾之間的鴻溝。未來實(shí)驗(yàn)室云實(shí)驗(yàn)室云實(shí)驗(yàn)室或虛擬實(shí)驗(yàn)室是指可以通過云端訪問的自動(dòng)化研究和測試設(shè)施。它們允許研究人員遠(yuǎn)程訪問設(shè)施，并設(shè)計(jì)和運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。云實(shí)驗(yàn)室可按需提供功能，從而降低研究和機(jī)構(gòu)的成本。無需人工干預(yù)的自動(dòng)化工作流程使科學(xué)家可以遠(yuǎn)程操作，并同時(shí)運(yùn)行多個(gè)以工具為中心的空間以工具為中心的空間基于設(shè)備統(tǒng)籌運(yùn)營進(jìn)行空間布局和設(shè)計(jì)，可為同時(shí)為不同的科學(xué)家群體提供高度專業(yè)化的工具和設(shè)備。圍繞設(shè)備設(shè)計(jì)的空間可以提高利用率，減少重復(fù)提供設(shè)備，降低成本和空間需求。人機(jī)交互與全自動(dòng)化的設(shè)施不同，在研究人員與機(jī)器人協(xié)同工作的空間里，人機(jī)可展開即時(shí)互動(dòng)。盡管部署的機(jī)器人仍可自主執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，但工作人員亦可在實(shí)驗(yàn)過程中與機(jī)器人實(shí)時(shí)交互。機(jī)器人可以響應(yīng)交互，加快實(shí)驗(yàn)流程，智慧空間通過使用模式分析和資源利用管理，智能化管理使建筑內(nèi)可用空間和房間的分配更加優(yōu)化。此外，根據(jù)用戶模式和個(gè)人控制，用戶可以更自由地調(diào)整工作環(huán)境，包括照明和溫度設(shè)置。自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)可以更精準(zhǔn)地監(jiān)控設(shè)備管理和維護(hù)需求。即插即用空間即插即用空間可供開展各類活動(dòng)，以滿足多種多樣且不斷變化的需求。模塊化家具、樓層布局，和天花龍骨使空間具有靈活性，便于重新配置。開闊無障礙物的樓面有助實(shí)現(xiàn)最大限度的靈活性。個(gè)人可以根據(jù)自己的要求調(diào)整空間，甚至可以每小時(shí)或每天進(jìn)行調(diào)整?？扉W實(shí)驗(yàn)室快閃實(shí)驗(yàn)室提供移動(dòng)、靈活的研究空間，可以設(shè)置在任何環(huán)境中，并將科學(xué)或?qū)嶒?yàn)室空間帶給普通民眾?？扉W實(shí)驗(yàn)室可以發(fā)揮學(xué)習(xí)和教育中心的作用，促進(jìn)民眾參與活動(dòng)和討論，無論人群或地域，幫助更多人接觸科學(xué)。此外，快閃實(shí)驗(yàn)室還可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境之外，為科學(xué)家提供真實(shí)條件下的實(shí)驗(yàn)空間。58網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)室描繪了實(shí)現(xiàn)跨空間和跨地區(qū)連接與協(xié)作的數(shù)字化的基礎(chǔ)設(shè)施。這種數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施將不同地點(diǎn)的研究空間通過網(wǎng)絡(luò)連接起來——從私人住宅、城市研究集群、到遠(yuǎn)郊科學(xué)園區(qū)。由此，科學(xué)研究將不再受到物理距離的限制，可以在全球范圍內(nèi)遠(yuǎn)程同時(shí)進(jìn)行。無處不在的實(shí)驗(yàn)室無處不在的實(shí)驗(yàn)室是指分散的實(shí)驗(yàn)空間，它們通常位于非實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)中：例如私人住宅或共享辦公空間。借助數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，研究可以隨時(shí)隨地進(jìn)行，使從前的偏遠(yuǎn)地帶成為更大研究集群的一部分。這同時(shí)推動(dòng)了社區(qū)研究，起居室現(xiàn)在也可以成為全球研究生態(tài)系統(tǒng)的一公眾開放空間科研工作不再只發(fā)生在孤立、封閉的機(jī)構(gòu)中，其可及性和可見性正變得愈發(fā)重要。因此，科研機(jī)構(gòu)正積極向公眾開放，通過設(shè)立活動(dòng)和展覽空間促進(jìn)知識和思想的交流?？蒲袡C(jī)構(gòu)周圍的公共空間品質(zhì)越來越受到重視，以此吸引公眾參與，并為人們訪問科研機(jī)構(gòu)提供便利?；盍臻g科研活動(dòng)有潛力激活城市空間。測試和實(shí)驗(yàn)可以在科研設(shè)施之外進(jìn)行，通過“生活實(shí)驗(yàn)室”或真實(shí)測試基地，將科研活動(dòng)擴(kuò)展到公共空間。由此，空間被激活、公共領(lǐng)域得到改善，與公眾的互動(dòng)亦得到促進(jìn)。城市中分散的活力空間，還可以作為連接各個(gè)科研機(jī)構(gòu)之間郊區(qū)實(shí)驗(yàn)室郊區(qū)實(shí)驗(yàn)室包括中心城區(qū)外的研究集群、科學(xué)園區(qū)和校園，它們與城市研究集群同步發(fā)展。郊區(qū)科學(xué)園區(qū)能夠滿足城市地區(qū)無法滿足的要求，例如大規(guī)模的空間需求，以及需要在較偏遠(yuǎn)地區(qū)使用的專業(yè)設(shè)備和科研活動(dòng)。連接空間物理空間網(wǎng)絡(luò)的流動(dòng)性和可達(dá)性，與連接各種要素的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)一樣，是城市科研生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。通過整合連接城市各科研設(shè)施的不同交通方式，能夠提高可達(dá)性，使流動(dòng)性成為促進(jìn)互動(dòng)和參與的重要因素之一?？蛇_(dá)性，包括利用活躍的公共交通工具，是有效組織分布式研究空間的關(guān)鍵。60空間與運(yùn)營：靈活的和響應(yīng)式的系統(tǒng)多功能和用途的無縫運(yùn)作需要精心組織安排。在物理空間與運(yùn)營：靈活的和響應(yīng)式的系統(tǒng)多功能和用途的無縫運(yùn)作需要精心組織安排。在物理層面，實(shí)驗(yàn)室空間需要模塊化設(shè)計(jì)，以適應(yīng)研究人員和大眾的不同需求。在數(shù)字層面，自動(dòng)化和人工智能可以改善工作流程和用戶體驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室空間需要通過云服務(wù)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和通信，進(jìn)而能開展遠(yuǎn)程行動(dòng)和建議人與協(xié)作：注重人的體驗(yàn)和需求實(shí)驗(yàn)室的用戶群體非常多樣化，增加了對空間可調(diào)節(jié)性和靈活配置的需求。同時(shí)，提高效率、舒適度、易用性，以及提供交流和協(xié)作空間，對于研究空間的成功運(yùn)作至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和選址需要考慮用戶體驗(yàn)的各個(gè)方面，例如交流隱私、健康、工作與生活的平.設(shè)計(jì)靈活的工作場所，以便適應(yīng)不同需求跨學(xué)科的互動(dòng)、交流和協(xié)作.利用室外綠化和親生物的室內(nèi)設(shè)計(jì)，營.通過城市中的臨時(shí)DIY實(shí)驗(yàn)室吸引公眾.投資數(shù)字技能，提供培訓(xùn)課程和公眾參與機(jī)會.從設(shè)計(jì)規(guī)劃的早期階段考慮用戶結(jié)構(gòu)、學(xué)科和未來需求.創(chuàng)建靈活、通用的實(shí)驗(yàn)室分隔和設(shè)備設(shè).采用數(shù)字解決方案，將實(shí)驗(yàn)室與云服務(wù)和通信連接起來.設(shè)計(jì)支持自動(dòng)化工作流程和服務(wù)的空化其在空間分配、維護(hù)和人機(jī)協(xié)作中的應(yīng)用.向公眾開放科學(xué)，將研