數(shù)字助手
——“COATINOTM”

（本刊編輯部，上海 200062）

［編者按］在家中、在車?yán)?、在商場，聲控?cái)?shù)字助手已經(jīng)成為日常生活的一部分。在未來，它們會使實(shí)驗(yàn)室工作更加便捷。“COATINOTM”是涂料領(lǐng)域首個為科學(xué)家和配方師提供輔助的數(shù)字助手。

聲控?cái)?shù)字助手旨在為人們的日常生活提供幫助，而且也越來越流行：2016年，僅有1%的美國家庭使用語音助手，在不到兩年的時間里，這一數(shù)字已經(jīng)升至20%；約13%的德國家庭也在使用語音助手。對于20%的美國家庭而言，“Siri”、“Alexa”等虛擬助手已經(jīng)成為他們家庭的一份子。它們無比耐心，可接收一切聲音指令，可以為用戶播放喜愛的音樂、提供天氣預(yù)報或更新日程。

根據(jù)Gaetano Blanda博士的設(shè)想，這一切只是開始。Blanda博士希望將聲控?cái)?shù)字助手從單純的日常助手轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)專家，并將它們應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室這一融匯了大量專業(yè)知識和技術(shù)語言的領(lǐng)域。

作為贏創(chuàng)涂料添加劑業(yè)務(wù)線負(fù)責(zé)人，Blanda博士非常了解全新的實(shí)驗(yàn)室助手所需配備的專業(yè)知識和語言技能。贏創(chuàng)涂料添加劑團(tuán)隊(duì)專注于涂料配方開發(fā)及相關(guān)添加劑的配制。為了滿足客戶在顏色、光澤以及耐久性方面的要求，專家們需要在實(shí)驗(yàn)室制備各種混合物，并加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?。而這可能會產(chǎn)生數(shù)千種組合方式，這一數(shù)目事實(shí)上遠(yuǎn)超人類大腦的處理能力。

專家需要花費(fèi)一定的時間搜尋筆記和數(shù)據(jù)表。而實(shí)驗(yàn)室數(shù)字助手可直接幫助用戶研究和調(diào)整成分。這一實(shí)驗(yàn)室助手叫做“COATINOTM”。打造“COATINOTM”的想法誕生于贏創(chuàng)涂料添加劑業(yè)務(wù)線的一次戰(zhàn)略會議?！拔覀兲接懥藰I(yè)務(wù)發(fā)展的新方式，”涂料添加劑戰(zhàn)略業(yè)務(wù)領(lǐng)域發(fā)展總監(jiān)兼項(xiàng)目經(jīng)理Oliver Kr?hl博士說道，“創(chuàng)新不再局限于產(chǎn)品或流程。相反，解決方案的能力同樣體現(xiàn)在開發(fā)全新的服務(wù)及業(yè)務(wù)模型”。研究人員每日面對涂料、油漆配方的的挑戰(zhàn)，有必要引入一個聲控?cái)?shù)字配方助手。這個想法讓整個團(tuán)隊(duì)感到興奮。但它能否真正滿足實(shí)驗(yàn)室專家的需求？

從涂料罐到原型

為回答這一問題，科學(xué)家決定直接開始研發(fā)。他們將一個空油漆罐涂上了公司專用顏色，放在實(shí)驗(yàn)室，讓一名同事與它展開對話，并進(jìn)行錄影。在短片中，用戶向油漆罐提出了有關(guān)水性木器涂料用抑泡劑的相關(guān)問題，涂料罐給出回答，為實(shí)驗(yàn)室員工提供一系列產(chǎn)品并訂購一個樣品?！捌鋵?shí)當(dāng)時這些問題是由墻后的同事回答的，”Kr?hl說道?！氨M管這只是臨時演示，但我們想要切實(shí)了解客戶對我們想法的接受情況，并很快獲取反饋?！遍_發(fā)團(tuán)隊(duì)與許多客戶分享了這一短片，同時也有序地進(jìn)行了訪問。結(jié)果大家對這一想法充滿興趣。

開發(fā)團(tuán)隊(duì)深受鼓舞，繼續(xù)向前探索。“贏創(chuàng)是涂料油漆專家，而非聲控助手專家，”Kr?hl表示?！拔覀冎肋@個項(xiàng)目可能無法成功。但是，我們和客戶都認(rèn)為它具有巨大的潛力，因此我們愿意去嘗試?！眻F(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是最終開發(fā)出一款數(shù)字助手的原型，并在歐洲涂料展上展出。

這并非一項(xiàng)簡單的任務(wù)，因?yàn)槌Ｒ?guī)的聲音識別系統(tǒng)無法處理專業(yè)詞匯。面對“分散”、“流變性”或“有機(jī)硅樹脂”等詞匯時，它們只能提供一些基本信息。

一個有關(guān)涂料的測試

涂料添加劑業(yè)務(wù)線用于涂料配方測試的高通量實(shí)驗(yàn)設(shè)備可為涂料行業(yè)數(shù)字助手提供重要數(shù)據(jù)池。這一設(shè)備位于德國埃森的贏創(chuàng)Goldschmidtstrasse基地，可以加入原材料，將其配制成涂料，并對成品涂料進(jìn)行測試表征。以上流程可依照已經(jīng)確認(rèn)的、可隨時更改的程序全自動進(jìn)行。該設(shè)備平均可在24 h內(nèi)配制120個樣本，結(jié)果可隨時調(diào)出和復(fù)制。如果數(shù)據(jù)與“COATINOTM”相互關(guān)聯(lián)，客戶可收到有關(guān)單個涂料配制的每日更新信息。

“普通的助手根本無法理解我們的語言，它們需要更多功能化才能配制出涂料，”Kr?hl說道，“如果它們不知道成分的屬性以及不同成分之間的相互影響，就無法在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)揮作用?！?/p>

防止出現(xiàn)起泡、刮擦和流掛痕跡

油漆、清漆及其他涂料由4種基本成分組成：溶劑、樹脂、顏料及添加劑。溶劑使涂料保持液態(tài)；當(dāng)油漆粉刷到物體表面之后，溶劑揮發(fā)，從而讓油漆變干；顏料使油漆呈現(xiàn)特定的色彩；樹脂確保油漆附著在物體表面，發(fā)揮功效，這種無色成分可將油漆與基材黏合在一起。其中，添加劑的占比最少。盡管它們只占5%，卻發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。在涂覆油漆的過程中，添加劑可抑制氣泡的產(chǎn)生。它們也可預(yù)防油漆結(jié)塊，使其具有觸變性，例如，它們可使涂料易于涂覆，并防止它們干燥時在垂直表面形成流掛痕跡。其他添加劑可使涂料具有更佳的防刮擦性能。根據(jù)混合方式，多種成分之間可以相互影響。成分的組合方式多種多樣。在涂料配方開發(fā)的過程中，10種固化劑、10種樹脂、10種顏料和10種添加劑，便可形成10 000種組合方式，且不包括成分比例的變化?！翱蛻魧Τ善返男阅苡兄鞔_概念，”Blanda說道。為開發(fā)一種用于涂料行業(yè)的功能性聲控助手，研究人員最初對所有可獲取的信息進(jìn)行了排列，并將其放入一個巨型數(shù)據(jù)庫。在下一階段，他們可以通過聲控功能調(diào)用這些信息。

訓(xùn)練“COATINOTM”以便在全球范圍內(nèi)應(yīng)用

如果你向這個助手詢問，“什么添加劑可用于印刷油墨？”顯然，系統(tǒng)需要理解每個詞語。其中，“COATINOTM”必須理解“添加劑”代表一種涂料成分。在下個階段，該助手需要進(jìn)入數(shù)據(jù)庫進(jìn)行搜索，創(chuàng)建合適的鏈接，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，形成可能的相關(guān)答案。為做到這些，它首先將聲音序列分成最小的組成部分，并基于固有特性搜索數(shù)據(jù)。對該助手而言，此特殊挑戰(zhàn)在于：“COATINOTM”不僅要理解主格，還要理解其他屬格的德語名詞。研究人員同時也要確保講話者的方言不會影響搜索結(jié)果。最終目標(biāo)是使“COATINOTM”理解全球客戶的發(fā)音。另外，講話者的語速、音色以及特定的談話背景都會增加挑戰(zhàn)?！坝?xùn)練過程十分困難，”Kr?hl說道。在過去的近兩年時間里，該贏創(chuàng)業(yè)務(wù)線與一家柏林開發(fā)公司共同開發(fā)和訓(xùn)練“COATINOTM”。當(dāng)其數(shù)字助手原型在歐洲涂料展上展出時，已完成首個重要開發(fā)階段。

“COATINOTM”具備眾多語音功能。如果向它提問哪種添加劑比較合適，它會給出一個產(chǎn)品列表，還會根據(jù)優(yōu)先等級進(jìn)行排序?！啊瓹OATINOTM’可以告訴用戶最適合某一配方或要求的添加劑。它可以給出有理有據(jù)的推薦，”Blanda說道。用戶找到理想的產(chǎn)品之后，可以發(fā)出語音指令，要求“COATINOTM”訂購樣品、直接通過郵件呼出相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)表或者安排與專家對話等事項(xiàng)?！皩ξ覀兌裕嫦蚩蛻舻臄?shù)字解決方案可以讓大家更高效地談?wù)搫?chuàng)新解決方案，”Kr?hl說道。

涂料“賽場”：憑借全自動涂料配制系統(tǒng)，可節(jié)省研究優(yōu)質(zhì)配方的時間。該系統(tǒng)可在24 h內(nèi)測試100多個樣本

來自數(shù)據(jù)庫的全新配方

“COATINOTM”原型在2019年歐洲涂料展上首次亮相。用戶通過麥克風(fēng)將自己的需求輸入平板中?！胺答伇任覀冾A(yù)想的要更好。我們的一些客戶已經(jīng)是這款數(shù)字助手的首批用戶?！盉landa說道。他們會將自己的使用心得告知Blanda和他的團(tuán)隊(duì)?！拔覀兿Ｍ缙谟锌蛻魠⑴c其中，”Blanda說道，“只有客戶認(rèn)為能使其受益，這個項(xiàng)目才會成功?！鳖A(yù)計(jì)到2020年，研究人員會在整個涂料行業(yè)推廣“COATINOTM”。

這一系統(tǒng)具有無限前景?！安捎脭?shù)字助手之后，你會不斷想要加入新的概念，”Kr?hl說道。例如，“COATINOTM”不僅可以提供已有配方，還能推薦全新的組合方式。科學(xué)家可在實(shí)驗(yàn)室直接測試各種涂料添加劑，進(jìn)行強(qiáng)化，并為己所用。“在未來，‘COATINOTM’可能會真的變成人工智能實(shí)體，”Blanda說道，“但在此之前，我們還有很長的路要走。”

訪問http://bit.ly/coatino，以獲取更多信息。

數(shù)字實(shí)驗(yàn)室助手：依托大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)等現(xiàn)代科學(xué)，“COATINOTM”可從大量選項(xiàng)中進(jìn)行選擇，推薦最合適的添加劑，使科學(xué)家的工作更具目的性，并更快取得成功