实验室数字配方助手

在家里、在车里、在购物时，音控数字助手已成为日常生活的一部分，未来将使实验室工作更容易，而第一个专门帮助涂料行业化学家的助手就在这里。

作者：赢创资源效率有限公司，德国埃森

如今，Siri和Alexa等的虚拟助手已经成为五分之一个美国家庭的一部分。虚拟助手有无限的耐心，并能接受任何语音指令，正常使用下，能播放想要的音乐，提供天气预报或更新用户的日历。声控数字助手为我们的日常生活提供帮助，且正在迅速蔓延。2016年，只有1%的美国家庭存在这种情况，仅仅两年后，比例就上升到了20%，至少有13%的德国家庭也在使用声控数字助手。

如果一切都按照Gaetano Blanda博士的愿望进行，那这仅仅是个开始。Blanda想把音控数字助手从日常生活中的简单助手转变为化学专家，并用在一个需要大量专业知识和技术语言的地方：实验室。

作为赢创涂料添加剂业务部门的负责人，Blanda博士深知，新的实验室助手在科学知识和语言技能方面必须满足需求。他的团队专门研究涂料工业和相关助剂的配方，为了准确地满足客户在颜色、光泽和耐久性方面的要求，专家们必须创造出复杂的混合物，并用合适的助剂产品加以补充，即可能创造出数以千计的组合——事实上，这远远超过了人类大脑所能处理的数量。

专家们平时花了大量的时间在搜寻笔记和数据表。现在，数字助手将帮助用户直接在实验室研究和调整配方成分，它的名字为COATINO™。COATINO的想法是在涂料助剂策略会议上提出的，“我们讨论了业务发展的新方法，”Oliver Kröhl博士说，他是涂料助剂业务策略开发的负责人和项目经理。“创新已不再局限于成品或工艺。相反，您需要展现你的能力，提出以新服务和业务模型的形式为解决方案。”研究人员关注的是涂料和油漆配方的日常挑战，并很快就决定他们可以使用音控数字配方助手，这一想法让团队成员兴奋不已。但这是实验室专家们的真正需求吗？

从“油漆罐”到原型

为了找到答案，科学家们立即动工。他们把一罐空油漆涂上了公司的颜色，然后将其放入实验室，拍摄了一名同事和“油漆罐”之间的讨论对话。视频中，用户向“油漆罐”询问了一种适用于木器漆的水性消泡剂。“油漆罐”作出了回复，给了实验室工作人员一个产品选择，并订购了一个样品。

“那时候，回答问题的是站在一堵墙后面的同事所答，”Kröhl说。“虽然这特殊情况，但我们想切实地与客户测试我们的想法，并迅速获得反馈。”我们分享视频给了一些客户，团队还进行了有组织的采访。这个想法引起了人们极大的兴趣。

这鼓励了开发人员踏入未知领域。“我们是油漆和涂料专家，并非声控助手专家，”Kröhl说。“这就是为什么我们知道这个项目可能不会成功。然而，我们和我们的客户们都认为它有很大的潜力，愿意承担风险。”开发人员的目标是及时为欧洲涂料展（世界上最重要的涂料工业贸易展览会）开发出一款声控助手原型。

这并非易事，因为传统的语音识别系统无法处理专业词汇。“普通的助手根本听不懂我们的语言，”Kröhl说。例如，当你问他们关于分散性、流变性或硅树脂的问题时，普通的声控助手就会面临极限，至多只能提供一些常规的信息。

Kröhl说：“它们需要做更多的工作来完成涂料配方的设计。如果它们不知道这些成分的特性，以及成分间的相互作用，对实验室来说，并无任何帮助。”

独一无二的挑战

油漆、清漆和其他涂料基本上由四种成分组成：溶剂、基料、颜料和助剂。根据混合物的不同，各种成分相互影响。可能的组合数量相当可观，即使在涂料配方的开发过程中只考虑10种固化剂、10种基料、10种颜料和10种助剂，这些数字加起来也会转化成10,000种可能的组合。这还不包括所使用的成分比例之变化。Blanda说:“一旦产品完成，客户应该对它的性能有明确的了解和想法。”为了给涂料行业开发一种功能强大的音控助手，研究人员首先开始构建所有可用信息，并将其输入到一个巨大的数据库中。下一步，是实现使用语音控制功能来调出这些信息。

例如，如果你问数字助手:“哪种助剂适合印刷油墨?”系统必须能够理解每个词汇。除此之外，COATINO还必须了解“助剂”是指涂料成分的一个具体类别。下一步，数字助手必须访问它的数据，并进行搜索，创建合适的链接，将数据分配给可能的相关结果。为此，它首先将声音序列分解成最小的组成部分，并根据其特性进行数据搜索。对数字助手来说，一个特别的挑战是，COATINO不仅要能理解主格形式的德语名词，还要能理解其他形式的名词。研究人员还想确保说话者的方言或口音不会影响结果。最终的目标是让COATINO能够理解全世界顾客的发音。除了这些挑战之外，说话人的语速和音高也不一样，讨论的具体内容也不一样。“调控过程非常伤脑筋，”Kröhl说。“我们在上海的同事试用成功后，在埃森的同事又出现了问题。”近两年来，公司与柏林的一家外部开发公司共同开发和调控了COATINO。当原型在欧洲涂料展上演示时，声控助手通过了它重要的首次开发测试。

当问到合适的助剂时，COATINO不仅列出了一系列产品，还对它们进行了排序。“COATINO可以告诉我哪种助剂最适合我的配方和要求。因此，它可以给我有充分根据的建议，”Blanda说。一旦用户找到了想要的产品，说话者可以发出语音命令告诉COATINO订购样品，或者直接通过电子邮件获得相关的技术数据表，又或者与安排好的专家进行对话。“对我们来说，以客户为导向的数字解决方案使人们能够更有效地讨论创新的解决方案，”Kröhl说。

来自数据库的新配方

欧洲涂料展开始的时候，COATINO的原型已经准备好了。Blanda说:“我们立即展示给我们的一些客户看。”用户通过麦克风将需求传达给平板电脑，而不是“油漆罐”。“反馈比我们希望的还要好。我们获得了一些客户，作为第一批测试数字助手的用户。”他们将会把使用经验传递给Blanda和他的团队。Blanda说:“我们想让客户在早期就参与进来。当客户认为数字助手对他们有利时，它才能算发挥应有的功效。”2020年，研究人员计划让COATINO应用于整个涂料行业。

然而，该系统的研发还未结束。“当你使用数字助手时，你会不断冒出新的想法，”Kröhl说。例如，可以想象，COATINO不仅可以提供现有的配方，还可以提出自己的新配方。化学家们可以在实验室里直接测试这些新配方，并对其进行改进以供自己使用。Blanda说:“我们的COATINO有一天可能真的会变成一个人工智能实体。但在那之前，我们还有很长的路要走。"

了解更多信息，请访问http://bit.ly/coatino。