依照我国卫生和计划生育委员会发布的“病原微生物实验室生物安全通用准则（WS 233-2017）”中对生物安全实验室以及各防护等级的表述[5]，同时通过归纳整理文献、材料中人们对智慧化的定义，参考“智慧城市”等较为成熟、热门领域的概念[6]，结合智慧化建设的目标，将智慧化高等级生物安全实验室定义为将人工智能技术、计算机网络技术、数据通信技术、机械自动化技术等融为一体，实现自动采集、统筹决策、反馈控制、自主学习、优化修正等智慧功能，从而更加安全、高效地从事高致病性病原微生物的相关研究，并且成为符合生物安全要求的实验室（图1）。

图1 智慧化高等级生物安全实验室体系建设概念图

2.系统性：系统化是智慧化高等级生物安全实验室最显著的特征之一。通过系统性建设使实验室各个分区之间相互协同，数据互通，融合成为一个有机的整体，通过数据的积累形成实验室运行数据库，是高等级生物安全实验室实现智慧化转型的重要基础（图2）。

图2 智慧实验室系统的架构

3.安全性：安全性始终是高等级生物安全实验室建设所追求的核心宗旨。智慧化高等级生物安全实验室中央控制系统通过遍布实验室内部的传感器、检测芯片和视频监控设备实时获取和分析实验室内部信息，结合机械自动化、人工智能、AI识别、风险管理等技术，实现对安全隐患的提前预警和对已发生安全事件的及时处置，使实验室事件的响应速度、故障点定位精度、辅助决策准确性均远强于传统的实验室管理体系，最大限度防止工作人员暴露于危险环境，规避实验室设施设备的重大损失，避免出现危险病原体的泄露事件。

4.便捷性：提升便捷性是所有智慧化建设的共同目标，高等级生物安全实验人员审批、信息记录通常会经过繁琐的流程，实验活动开展时也存在很多简单重复的工作内容，因此利用智能化技术优化实验室管理流程、降低人工工作量及提升工作效率也是智慧化高等级生物安全实验室建设的重要目标之一。

5.溯源性：数据溯源是科研成果的保证，智慧化高等级生物安全实验室通过传感器和视频监控设备采集的数据，可以准确记录操作人的信息、进出时间信息、设备使用信息、耗材取用信息和工作状态信息，有效提升实验活动的可溯源性。

6.节能性：节能环保是各个行业都在遵循的未来发展方向。能源管理功能可以实现对实验室整体能耗数据和单个系统或设备能耗数据的记录，通过智能化运算与分析，实现资源的合理调配，降低实验室能源的过量损耗。

7.拓展性：拓展性是智慧建筑的重要特色。基于BIM技术和数字孪生技术设计与建造的实验室可以在模型中还原实验室的实际状态，在后期改造中，无论是建筑拓展性、设备拓展性还是功能拓展性都将获得巨大提升。

目前，智慧化的理念已经渗透到生活的各个领域，如目前已经取得较大进展的智慧交通、智慧医疗等。高等级生物安全实验室作为国家公共卫生体系建设中重要的环节之一，同时在国家“智慧城市”建设的号召下，智慧化高等级生物安全实验室必将成为未来实验室建设的主流趋势。

全球生物安全形势复杂多变，新的病原体亦是层出不穷。智慧化高等级生物安全实验室可以更有效地控制未知病原体乃至外太空样本研究所带来的安全风险[7]。随着智慧化高等级生物安全实验室的兴起，新的矛盾和问题也会出现，如：（1）如何平衡智慧化系统构建后，工作人员与系统自动控制之间的信任问题；（2）能否通过建设国家级高等级生物安全实验室信息共享体系，丰富实验室运行数据，优化风险管理体系的问题；（3）如何确保实验室建设、运行符合全球“碳中和”趋势的问题；（4）如何确保高度互通化的智慧化高等级生物安全实验室的网络安全问题等，这些均将成为未来智慧化实验室建设中的主要研究方向。