科學工作場所建立的革命

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

在當今競爭激烈的研究環境中，成功的組織深知戰略性的工作場所設計不再是奢侈品。 歷史上，提供私人辦公室和大型溼實驗室足以吸引優秀人才並取得預期成果。

然而，今天的研究人員正在挑戰現狀，尋求更具創意的工作方式。 這些研究人員正在尋找能夠實現更高水平的協作、創造力、靈活性和福祉的工作空間。“融合”科學工作場所設計基於廣受認可的融合研究模型，該模型已被證明可以打破科學發現的傳統障礙，併為改進招聘、保留、生產力和創新鋪平道路。

什麼是融合研究？

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科學研究正在經歷變革性的變化。 高度專業化的基因療法現在可以治癒曾經無法治癒的癌症。 個性化醫療和大資料幫助醫生以前所未有的方式更好地治療和預防疾病。 這些突破背後不斷進步的技術正在推動跨多個領域和行業的尖端、綜合研究的新正規化，而這些領域和行業在歷史上一直是不同的學科。 許多人將這種轉變定義為“融合革命”——一場從化學家、數學家、經濟學家、計算機科學家、生物學家、物理學家、工程師等領域分享方法和思想，以改善數百萬甚至數十億人生活的革命。

許多倡議正在進行中，以擴大人們的認識並鼓勵更多科學家採用融合研究模型。 國家科學基金會 (NSF) 已將融合研究確定為該機構的“十大創意”之一，並正在制定徵集流程，以鼓勵在其部分研究和中心獎項中實現融合。 國家科學院的政府-大學-產業研究圓桌會議和國家科學院就此主題舉辦了正式研討會。

為什麼工作場所設計如此重要？

在這種融合研究模型中，科學工作場所環境變得更加重要。 如此多的學科共享同一空間——所有學科都有不同的需求和工作方式——並且越來越多的遠端團隊成員需要協作方式，因此機構必須瞭解設施設計在其成功或失敗中所能發揮的作用。 當我們談論最佳化工作場所環境時，我們最終談論的是其中的研究人員。 他們是影響績效、創新和保留率的因素——所有這些都是研究機構成功的衡量標準。

研究人員不快樂的代價可能是毀滅性的。 在一篇題為“創新空間：美國大學研究中心的工作空間規劃與創新”的論文中，研究人員 Umut Toker 和 Denis Gray 引用說，在 10 年期間，一個組織的運營和維護成本保持在 8% 左右，而人力成本保持在 85-90% 左右。 對於機構而言，專注於長期生產力、加強協作和降低人員流動率以降低成本，而不是專注於設施本身的短期運營和維護，要有利得多。

有時，似乎更難證明工作場所規劃如何影響組織創新。 Toker 和 Gray 的研究透過資料分析證明了這種相關性，即工作空間規劃、諮詢和創新過程結果之間存在顯著關係，他們引用說“具有總體高配置可達性、較短步行距離和完整區域的大學研究中心表現出更高的面對面諮詢率、諮詢網路連線以及主觀/客觀創新過程結果。”

哪些設計策略可以改善研究成果？

在改造或建立新的研究工作環境時，有三個重要的設計策略需要考慮，這些策略最終會影響研究成果。

協作

長期以來，科學家們常常在正式安排的空間中彼此隔離，反映出線性流程和靜態功能，地位透過內部房地產的大小和封閉式辦公室的分配來體現。 融合研究環境擁抱新的工作方法，多學科團隊可以聚集在一起，遠離他們的部門所在地。 透過設計，我們可以鼓勵非正式的社互動動，並促進具有不同背景和技能的人員之間有意的“碰撞”，從而催化創新。

為了促進社會關係，工作場所應使人們更容易互動，並提供人們可以舒適地談論工作以外事情的場所。 一種策略是在人們可能遇到他們可能不經常共事的熟人的交叉路口建立社交空間。 為了增強中央社交空間的影響，這些非正式協作區域應高度可見，位於中央流通路徑沿線，並在主要合作者的合理步行距離之內。 此外，這些空間應配備咖啡、小吃、座椅和舒適的站立聚會區等便利設施。

密歇根大學的一項研究支援團隊成員的共同定位，發現“與在不同建築物中的研究人員相比，在同一建築物中的研究人員形成新合作的可能性高 33%，而與在不同建築物中的研究人員相比，在同一樓層的科學家形成新合作的可能性高 57%。”

案例：約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室，201 號樓，勞雷爾，馬里蘭州

約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室 201 號樓是一個跨學科研究機構，將在高度協作、開放的工作場所環境中提供靈活的實驗室和辦公空間。 實驗室按照共享設施計劃組織，該計劃以玻璃圍牆為特色，以促進更多互動。 它們圍繞一個四層高的自然採光中庭設計，並結合寬敞、未指定的協作空間，為研究人員提供多種選擇，以進行專注、非正式和小組工作活動。 每層樓都設有咖啡館，以促進不同部門的研究人員之間進行更多互動。 建成後，將有 50 多個不同的協作環境和 20 多個不同的實驗室環境，以滿足研究人員的需求。

靈活性

當研究人員感到他們可以控制他們在那裡體驗到的物理條件時，他們的表現會得到最佳化。 永久性固定裝置和傳統實驗室佈局是為過去進展較慢的研究而設計的。 然而，今天的研究人員更加移動化、更加敏捷，並且渴望一個可以根據他們的需求快速輕鬆地進行最佳化的工作場所。 實驗室內的靈活性包括多種整合設計方法，包括靈活的工程系統、傢俱和工作臺的模組化以及可訪問性。 適應靈活性的關鍵是設計可以在實現新流程或發現新突破時輕鬆轉型的空間。

在融合研究實驗室中，應該有溼空間和幹空間的流動組合。 這種程度的靈活性是有益的，因為融合模型中的研究人員既有可能進行溼實驗臺工作，也有可能進行原型設計、物理和虛擬模擬、資料資訊學和資料分析。 將溼實驗臺靠近幹實驗室（和撰寫區）可以讓研究人員在任務之間快速移動，而無需離開他們的樓層或建築物。

靈活性是融合研究的物理體現。 如果我們期望研究人員在其特定專業領域之外進行廣泛思考，我們需要為他們提供空間，讓他們與從傳統溼實驗臺科學家到人類學家的廣泛團隊互動和工作。

為了提高靈活性，還建議採用通用工作臺佈局。 借鑑醫療保健領域的最佳實踐，頂置服務臂可以支援工作臺佈局的靈活性，從而提供電力、資料和實驗室氣體。 任務照明也可以隨傢俱移動，以確保無論物理位置如何，都能獲得始終如一的高質量視覺體驗。

案例：CJ Blossom Park，水原，韓國

這座 120 萬平方英尺的建築將 CJ 集團以前分散的製藥、生物技術和食品產品業務整合到一個地點，使其能夠制定行業定義的產品戰略並提高其全球競爭力。 設計團隊在設計階段測試和探索了多種工作臺佈局。 通用工作臺設計將傳統的 6 英尺寬 x 2.5 英尺深的工作臺更改為 5 英尺 x 2.5 英尺，使其成為非定向的，並且可以以平行或垂直方向配置。 這些工作臺在整棟建築中用於儀器和辦公桌活動，並提供更大的靈活性，並鼓勵更開放的團隊合作空間。

通用工作臺都裝有輪子，這使得使用者可以根據團隊、專案和流程以多種不同的方式配置工作臺——線性、T 形、U 形或 L 形。 通用工作臺可用於儀器和辦公桌活動。 這允許更大的靈活性，可以根據承包商或暑期實習生等多種變化的環境，擴大或縮小儀器或人員編制。 這也消除了實驗室中撰寫空間的需求，並鼓勵更開放的團隊合作空間。

健康

最後——也可能是最重要的——是關注研究人員的健康。 大量研究表明，工作場所的設計與其中人員完成的工作質量之間存在關聯。 研究人員容忍地下室工作場所的日子已經一去不復返了。 儘管許多空間都有嚴格的環境要求，但研究人員仍然期望工作場所能夠滿足他們的健康需求。 研究空間需要透過自然光、軟座椅和聲學效果等策略來關注人類健康。 研究人員的舒適度和滿意度至關重要，因為它會極大地影響招聘和保留率，如上所述。

充足的日光照射一次又一次地證明了其在工作場所的好處。 在實驗室環境中，由於光敏材料處理和眩光問題等挑戰，這可能更困難。 但是，有一些設計策略可以改善日光照射。 考慮將座椅方向垂直於外窗。 提供遮陽裝置，尤其是在朝南和朝西的窗戶上。 將光敏裝置放置在地板中央，遠離外部。 考慮從撰寫區和辦公室將日光借入實驗室。

噪音控制也被證明對工作場所健康至關重要。 這個因素經常被忽視，或者作為一種節省成本的措施從設計中移除，但它非常重要，在設計實驗室環境時應認真考慮。 降噪策略可以包括為大型、嘈雜的裝置（如零下 80 華氏度的冰櫃）建立裝置間。 透過玻璃牆、可拆卸牆或落地式裝置（如通風櫥）將大型開放式實驗室劃分為較小的空間。 最後，考慮天花板和地板選擇的聲學效果。

案例：諾華-賓夕法尼亞大學高階細胞療法中心 (CACT)，費城

位於費城賓夕法尼亞大學醫學園區的臨床護理和實驗室設施中，佔地 30,000 平方英尺的高階細胞療法中心 (CACT) 將賓夕法尼亞大學醫學部的智力資源與製藥行業領導者諾華公司彙集在一起，共同目標是加速開發針對各種複雜疾病的新型基因療法。 為了利用自然光和視野，處理細胞位於外圍，採用雙層牆結構設計，提供受控環境所需的隔離。 此外，為了保護材料免受紫外線照射，設計團隊在設施中一些最敏感房間的窗戶上安裝了偏振膜，只需輕 flick 開關即可啟用偏振。

融合研究是科學的未來。 將多個學科的優勢結合在一起並非易事； 然而，這對於幫助解決當今和未來極其複雜的挑戰是必要的。 可以將融合科學工作場所設計為促進協作、靈活性和健康——所有這些都可以帶來更好的研究成果。

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