科学工作场所创建的革命

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

在当今竞争激烈的研究环境中，成功的组织深知战略性的工作场所设计不再是奢侈品。 历史上，提供私人办公室和大型湿实验室足以吸引优秀人才并取得预期成果。

然而，今天的研究人员正在挑战现状，寻求更具创意的工作方式。 这些研究人员正在寻找能够实现更高水平的协作、创造力、灵活性和福祉的工作空间。“融合”科学工作场所设计基于广受认可的融合研究模型，该模型已被证明可以打破科学发现的传统障碍，并为改进招聘、保留、生产力和创新铺平道路。

什么是融合研究？

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科学研究正在经历变革性的变化。 高度专业化的基因疗法现在可以治愈曾经无法治愈的癌症。 个性化医疗和大数据帮助医生以前所未有的方式更好地治疗和预防疾病。 这些突破背后不断进步的技术正在推动跨多个领域和行业的尖端、综合研究的新范式，而这些领域和行业在历史上一直是不同的学科。 许多人将这种转变定义为“融合革命”——一场从化学家、数学家、经济学家、计算机科学家、生物学家、物理学家、工程师等领域分享方法和思想，以改善数百万甚至数十亿人生活的革命。

许多倡议正在进行中，以扩大人们的认识并鼓励更多科学家采用融合研究模型。 国家科学基金会 (NSF) 已将融合研究确定为该机构的“十大创意”之一，并正在制定征集流程，以鼓励在其部分研究和中心奖项中实现融合。 国家科学院的政府-大学-产业研究圆桌会议和国家科学院就此主题举办了正式研讨会。

为什么工作场所设计如此重要？

在这种融合研究模型中，科学工作场所环境变得更加重要。 如此多的学科共享同一空间——所有学科都有不同的需求和工作方式——并且越来越多的远程团队成员需要协作方式，因此机构必须了解设施设计在其成功或失败中所能发挥的作用。 当我们谈论优化工作场所环境时，我们最终谈论的是其中的研究人员。 他们是影响绩效、创新和保留率的因素——所有这些都是研究机构成功的衡量标准。

研究人员不快乐的代价可能是毁灭性的。 在一篇题为“创新空间：美国大学研究中心的工作空间规划与创新”的论文中，研究人员 Umut Toker 和 Denis Gray 引用说，在 10 年期间，一个组织的运营和维护成本保持在 8% 左右，而人力成本保持在 85-90% 左右。 对于机构而言，专注于长期生产力、加强协作和降低人员流动率以降低成本，而不是专注于设施本身的短期运营和维护，要有利得多。

有时，似乎更难证明工作场所规划如何影响组织创新。 Toker 和 Gray 的研究通过数据分析证明了这种相关性，即工作空间规划、咨询和创新过程结果之间存在显着关系，他们引用说“具有总体高配置可达性、较短步行距离和完整区域的大学研究中心表现出更高的面对面咨询率、咨询网络连接以及主观/客观创新过程结果。”

哪些设计策略可以改善研究成果？

在改造或创建新的研究工作环境时，有三个重要的设计策略需要考虑，这些策略最终会影响研究成果。

协作

长期以来，科学家们常常在正式安排的空间中彼此隔离，反映出线性流程和静态功能，地位通过内部房地产的大小和封闭式办公室的分配来体现。 融合研究环境拥抱新的工作方法，多学科团队可以聚集在一起，远离他们的部门所在地。 通过设计，我们可以鼓励非正式的社交互动，并促进具有不同背景和技能的人员之间有意的“碰撞”，从而催化创新。

为了促进社会关系，工作场所应使人们更容易互动，并提供人们可以舒适地谈论工作以外事情的场所。 一种策略是在人们可能遇到他们可能不经常共事的熟人的交叉路口创建社交空间。 为了增强中央社交空间的影响，这些非正式协作区域应高度可见，位于中央流通路径沿线，并在主要合作者的合理步行距离之内。 此外，这些空间应配备咖啡、小吃、座椅和舒适的站立聚会区等便利设施。

密歇根大学的一项研究支持团队成员的共同定位，发现“与在不同建筑物中的研究人员相比，在同一建筑物中的研究人员形成新合作的可能性高 33%，而与在不同建筑物中的研究人员相比，在同一楼层的科学家形成新合作的可能性高 57%。”

案例：约翰·霍普金斯大学应用物理实验室，201 号楼，劳雷尔，马里兰州

约翰·霍普金斯大学应用物理实验室 201 号楼是一个跨学科研究机构，将在高度协作、开放的工作场所环境中提供灵活的实验室和办公空间。 实验室按照共享设施计划组织，该计划以玻璃围墙为特色，以促进更多互动。 它们围绕一个四层高的自然采光中庭设计，并结合宽敞、未指定的协作空间，为研究人员提供多种选择，以进行专注、非正式和小组工作活动。 每层楼都设有咖啡馆，以促进不同部门的研究人员之间进行更多互动。 建成后，将有 50 多个不同的协作环境和 20 多个不同的实验室环境，以满足研究人员的需求。

灵活性

当研究人员感到他们可以控制他们在那里体验到的物理条件时，他们的表现会得到优化。 永久性固定装置和传统实验室布局是为过去进展较慢的研究而设计的。 然而，今天的研究人员更加移动化、更加敏捷，并且渴望一个可以根据他们的需求快速轻松地进行优化的工作场所。 实验室内的灵活性包括多种集成设计方法，包括灵活的工程系统、家具和工作台的模块化以及可访问性。 适应灵活性的关键是设计可以在实现新流程或发现新突破时轻松转型的空间。

在融合研究实验室中，应该有湿空间和干空间的流动组合。 这种程度的灵活性是有益的，因为融合模型中的研究人员既有可能进行湿实验台工作，也有可能进行原型设计、物理和虚拟模拟、数据信息学和数据分析。 将湿实验台靠近干实验室（和撰写区）可以让研究人员在任务之间快速移动，而无需离开他们的楼层或建筑物。

灵活性是融合研究的物理体现。 如果我们期望研究人员在其特定专业领域之外进行广泛思考，我们需要为他们提供空间，让他们与从传统湿实验台科学家到人类学家的广泛团队互动和工作。

为了提高灵活性，还建议采用通用工作台布局。 借鉴医疗保健领域的最佳实践，顶置服务臂可以支持工作台布局的灵活性，从而提供电力、数据和实验室气体。 任务照明也可以随家具移动，以确保无论物理位置如何，都能获得始终如一的高质量视觉体验。

案例：CJ Blossom Park，水原，韩国

这座 120 万平方英尺的建筑将 CJ 集团以前分散的制药、生物技术和食品产品业务整合到一个地点，使其能够制定行业定义的产品战略并提高其全球竞争力。 设计团队在设计阶段测试和探索了多种工作台布局。 通用工作台设计将传统的 6 英尺宽 x 2.5 英尺深的工作台更改为 5 英尺 x 2.5 英尺，使其成为非定向的，并且可以以平行或垂直方向配置。 这些工作台在整栋建筑中用于仪器和办公桌活动，并提供更大的灵活性，并鼓励更开放的团队合作空间。

通用工作台都装有轮子，这使得用户可以根据团队、项目和流程以多种不同的方式配置工作台——线性、T 形、U 形或 L 形。 通用工作台可用于仪器和办公桌活动。 这允许更大的灵活性，可以根据承包商或暑期实习生等多种变化的环境，扩大或缩小仪器或人员编制。 这也消除了实验室中撰写空间的需求，并鼓励更开放的团队合作空间。

健康

最后——也可能是最重要的——是关注研究人员的健康。 大量研究表明，工作场所的设计与其中人员完成的工作质量之间存在关联。 研究人员容忍地下室工作场所的日子已经一去不复返了。 尽管许多空间都有严格的环境要求，但研究人员仍然期望工作场所能够满足他们的健康需求。 研究空间需要通过自然光、软座椅和声学效果等策略来关注人类健康。 研究人员的舒适度和满意度至关重要，因为它会极大地影响招聘和保留率，如上所述。

充足的日光照射一次又一次地证明了其在工作场所的好处。 在实验室环境中，由于光敏材料处理和眩光问题等挑战，这可能更困难。 但是，有一些设计策略可以改善日光照射。 考虑将座椅方向垂直于外窗。 提供遮阳装置，尤其是在朝南和朝西的窗户上。 将光敏设备放置在地板中央，远离外部。 考虑从撰写区和办公室将日光借入实验室。

噪音控制也被证明对工作场所健康至关重要。 这个因素经常被忽视，或者作为一种节省成本的措施从设计中移除，但它非常重要，在设计实验室环境时应认真考虑。 降噪策略可以包括为大型、嘈杂的设备（如零下 80 华氏度的冰柜）创建设备间。 通过玻璃墙、可拆卸墙或落地式设备（如通风橱）将大型开放式实验室划分为较小的空间。 最后，考虑天花板和地板选择的声学效果。

案例：诺华-宾夕法尼亚大学高级细胞疗法中心 (CACT)，费城

位于费城宾夕法尼亚大学医学园区的临床护理和实验室设施中，占地 30,000 平方英尺的高级细胞疗法中心 (CACT) 将宾夕法尼亚大学医学部的智力资源与制药行业领导者诺华公司汇集在一起，共同目标是加速开发针对各种复杂疾病的新型基因疗法。 为了利用自然光和视野，处理细胞位于外围，采用双层墙结构设计，提供受控环境所需的隔离。 此外，为了保护材料免受紫外线照射，设计团队在设施中一些最敏感房间的窗户上安装了偏振膜，只需轻 flick 开关即可激活偏振。

融合研究是科学的未来。 将多个学科的优势结合在一起并非易事； 然而，这对于帮助解决当今和未来极其复杂的挑战是必要的。 可以将融合科学工作场所设计为促进协作、灵活性和健康——所有这些都可以带来更好的研究成果。

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