关于核酸自动提取机人性化设计的探讨

　　人机工程学是一门介于心理学，生理学，人体测量学，工程技术和管理之间新兴的边缘学科，主要是研究人、机器、环境三者之间的关系，综合人在某种工作环境中的解剖学，生理学和心理学等方面的各种因素，研究人的特性与机器特性的适当配合和机器与环境的相互作用条件，使所设计的机器和环境系统适合人的生理，心理等特点，创造出最佳设计和最适宜的条件，使人、机器、环境实现高度协调统一，形成高效、经济、安全的有机系统。纵观以往的许多机械设备，在设计过程中能充分考虑人的因素，处处以人为本，使机器与人的结合获得较佳效果的还不多。一直以来，我们进行机械设备设计所考虑的重点都在于其本身的功能是否能满足要求以及其制造工艺和成本，近年由于市场需求还考虑到设备的外观设计等等，但都离不开设备本身，而对于使用者却考虑甚少，许多设备的设计都缺乏站在使用者的角度去考虑满足其更高效、安全、方便、舒适的使用需求。在进入 21 世纪，面临经济全球化的今天，企业的产品将面临更广泛、更严厉、多层次的消费者审视。在一个高度竞争的市场上，使用者的需求与喜好将在产品开发过程中得到更大关注。我们所设计的产品不仅要满足功能要求、美学要求，更要满足使用者的安全，舒适，有利健康和操作的得心应手以及与环境保护一致的要求。因此，如何寻找人-机-环境间的最佳匹配关系，探索工业产品以人为中心的设计理念、设计手段与方法已成为工业设计中的主要目标，也是提高产品品质的关键。在这方面的研究更成为现代工业设计所必须关注的重要课题。

　　1 核酸自动提取机的功能特性与设计思考

　　核酸自动提取机是我们最近完成研制的医疗检验设备。其主要功能是自动完成基因扩增前的样品制备。该设备替代原来的人工作业方式，规范核酸提取的工艺，应用机电一体化和计算机控制技术自动完成吸头装卸、定量吸液、试管自动压盖、样品加热离心等一系列流程，使操作者不用直接接触试样就可自动完成从人体的血液、体液和其他分泌中分离提取出核酸。极大地提高了操作者的安全性和工作效率，成为世界上第一台核酸自动提取设备。该项目成果样机于 2002 年 10 月申请国家发明专利(专利号：031136370)。于 2004 年通过了省科技厅组织的专家验收鉴定，并获得了广东省科技成果(登记号：20040632)。

　　核酸自动提取机由机械系统的动力头、横向进给机构、工作台、离心机和控制系统的步进电机、变频器、控制台以及电动移液器等部件组成。其结构布局按照核酸提取的基本流程分为 5 个工位。工作台上分别放置一次性吸头、裂解液、试样以及空试瓶等。当提取机工作时，控制系统驱动动力头横向移动和纵向移动，自动进行装卸吸头、定量取液、定量排液、压瓶盖、加温、离心等工序而完成所选定的工艺流程。上述工序通过软件模块编码的灵活变化，可组成 50 多种满足不同需要的工艺流程。