构建跨科研基础设施的连接
运营一个现代化的科研实验室，所需做的远不止维护精密仪器。研究人员需要完成培训、获得使用权限、预约和操作设备、处理计费事务等诸多工作。对于大型共享设施而言，在数百台仪器和数千名用户之间协调这些活动本身就是一项巨大的工程。随着科研日益呈现跨学科特点，另一个挑战也随之浮现：如何首先找到合适的研究能力。
应对这些挑战是2026年NEMO用户大会的核心议题，该会议由麻省理工学院纳米技术实验室（MIT.nano）于10月5日至6日主办。会议汇聚了来自25家实验室和机构的65名代表，包括设施主管、实验室经理、技术人员、软件开发人员、行业代表以及政府研究人员。此次会议由东北微电子联盟（NEMC）中心赞助，重点聚焦于分享实验室管理方法以及建立各设施间的联系。
会议的核心内容是NanoFab设备管理与运营系统（NEMO），这是一个开源平台，为管理共享科研设施提供工具，同时允许各实验室根据自身需求对系统进行调整。此次会议凸显了NEMO社区的一个重要特征：同一平台能够服务于非常多样化的设施群体，尽管这些设施的规模或科研使命可能各不相同，但它们面临的核心运营挑战往往惊人地相似。
对于Characterization.nano副主任、本次会议组织者安娜·奥舍罗夫（Anna Osherov）而言，这种协作模式是NEMO最吸引人的特点之一。
她表示："开源改变了我们对技术发展的思考方式。我们可以在他人已有成果的基础上继续构建，将改进反馈给社区，共同创造出一个比任何单一设施自行开发都更强大的平台。"
NEMO最初由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2018年作为开源软件发布。其社区版（NEMO-CE）于2023年推出，允许各设施开发并共享平台扩展功能。在10月的会议上，来自麻省理工学院、斯坦福大学、哥伦比亚大学、普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、NIST、美国国家航空航天局喷气推进实验室以及Atlantis实验室等机构的参会者，展示了用于应对化学品管理、用户管理、设备状态、培训及工作流程自动化等各类挑战的工具。
这些展示内容生动说明了配置各异的设施如何将一个共同平台适配到自身需求中。例如，斯坦福大学展示了设备状态和预约的实时显示系统，而哥伦比亚大学分享了其迁移至NEMO系统并针对计费和设施工作流程进行扩展的经验。普林斯顿大学演示了用于监控设备性能的自动化流程图，宾夕法尼亚大学则展示了化学品管理方法。
总体而言，这些项目印证了NEMO社区背后的理念：在一个设施中开发出来解决特定问题的方案，可以成为其他设施的资源。
麻省理工学院纳米技术实验室主任弗拉迪米尔·布洛维奇（Vladimir Bulovic）在开幕致辞中说道："团结起来，我们能做的远比任何个人单独能做的多得多。NEMO终于为我们提供了实现这一目标的高效途径。"
从单一设施走向互联的科研生态系统
随着NEMO社区的发展，另一个机遇也随之出现。大学和科研机构运营着各种专业化设施，每个设施都拥有独特的设备、专业知识和能力。但如果研究人员不了解某项能力的存在，或者无法轻易找到它，便无法利用这项能力。
这一点对微电子研发领域尤为重要，因为该领域的进展往往依赖于在不同专业能力之间快速切换。一名研究人员可能需要在某个设施进行制造加工，在另一个设施进行高级表征分析，在别处进行专门的显微镜观测，而某些工艺或分析能力可能仅在少数几家机构中才能获得。
寻找这些能力，并了解何时何地可以使用它们，其本身就可能成为一个瓶颈。传统上，设施网络依靠静态网页或数据库来描述可用资源。但随着设施不断演变，这些信息很快就会过时。
会议上，麻省理工学院纳米技术实验室展示了Hydra，这是一个在NEMC支持下开发的新型开源平台，是NEMC技术顾问计划的关键组成部分，该计划旨在帮助研究人员在设施网络中识别并获取专业化能力。Hydra的设计目的是连接多个NEMO安装实例，并直接从设施已在使用的系统中提取信息，而不需要人工手动更新独立的数据库。其结果是一个基于实际使用中的设施管理系统真实数据构建的信息汇编。奥舍罗夫解释道："Hydra并不会取代任何实验室管理系统，它所做的是连接、同步，并实时保持所有互联系统中的数据更新。"
在这种模式下，NEMO在单个设施内部提供运营信息的来源，而Hydra则让这些信息在各设施之间变得可被发现。
对于研究人员而言，这意味着无需事先知道哪个实验室拥有相关设备，就能找到所需的专业能力。
奥舍罗夫表示："我们的重点是让支撑科研的分布式基础设施变得更易被发现和使用。"
构建可持续演变的基础设施
这种方法体现了一种更广泛的理念：科研基础设施需要随着科研本身的变化而演进。布洛维奇说："我们需要构建一个灵活的、以社区为导向的科研空间，让人们有信心去使用它、然后随着时间推移重新定义它，使其适应下一代研究人员的需求。"
这种灵活性不仅适用于物理实验室，也适用于运营系统。新设备和新研究方法不断涌现，用户群体在变化，各设施也会产生新的需求。开源平台使各设施能够应对这些变化，同时提供了一种共享改进成果的机制。
仅在麻省理工学院纳米技术实验室，NEMO就支持着1600多名使用200多台设备的活跃研究人员，每年设备使用时长约达16万小时。对于Fab.nano副主任约尔格·肖尔文（Jorg Scholvin）而言，在这种规模下运营，日常流程的效率以及快速调整和变化的能力显得尤为重要。
他说："管理工作流程中的一个小小改进，乘以数千名用户和数万次设备交互，其效果将被成倍放大。"
NEMO浪潮
在这场为期两天的会议中，社区归属感以及对共享设施未来的积极展望始终贯穿其中。闭幕讨论展望了数据整合、自动化以及人工智能在实验室运营中将发挥的作用。
Atlantis实验室首席执行官兼联合创始人马修·兰潘特（Mathieu Rampant）描述了一种设施经理们可以共同分享理念、共同解决问题的模式，他说："这个社区正在形成自己的生命力。"他谈到，随着各设施经理之间相互交流——共享理念、作为一个网络共同解决问题——作为NEMO-CE管理者，他需要亲自处理的事务反而减少了，这种模式"更具可持续性"。纽约市立大学纳米制造设施主任萨曼莎·罗伯茨（Samantha Roberts）将这种现象称为"NEMO浪潮"。她说："每个人都为此投入并关心它。改变你的实验室管理系统需要付出很大的努力，但如果我们能保持这种势头，就能打造出真正出色且行之有效的东西。"
对奥舍罗夫而言，这一切的目的始终简单明确。
她表示："归根结底，这一切都是为了推动科研发展。我们在设施运营方面管理得越好，就越能有效地让我们的仪器、专业知识和能力为科研社区所用。"
在微电子领域，创新日益依赖于对专业化、分布式能力的获取，这种可用性至关重要。能够利用来自实际使用系统的直接信息，在正确的设施中找到正确的能力，可以帮助研究人员更快地从创意走向实验，再走向现实世界的应用与影响。
