生物、医药和医疗器械技术

本发明涉及微生物培养管理领域，尤其涉及一种微生物培养管理系统、方法。内容包括：基于实时采集的微生物生长过程中微生物的数量和微生物培养环境参数，计算生长因子，并计算未来时刻微生物数量的预测值；基于未来时刻微生物数量的预测值，检测微生物生长状态；通过多参数非线性优化算法得到微生物培养环境参数初步调整量，引入协同作用机制得到微生物培养环境参数的最终调整量，调整微生物培养环境参数。解决了传统的微生物培养环境参数依赖于人工监测和经验调整，导致响应滞后且调整不够精确；难以精确地预测微生物的未来生长趋势，导致培养管理反应滞后；无法自动优化微生物培养环境参数，导致微生物培养环境失调，无法实现最佳管理的问题。

提高培养效率：该系统和方法能精确控制培养条件，优化微生物生长环境，显著提升培养效率。

促进科研发展：在微生物学、遗传学等领域，该系统有助于加速科研进程，推动新发现和技术突破。

拓展应用领域：在医药、食品、农业、环保等领域，该系统和方法能提供更高效、精准的微生物培养解决方案。

推动智能化发展：结合大数据、人工智能等技术，该系统可实现智能化管理，提升微生物培养的自动化和智能化水平。

1、通过传感器网络实时采集微生物生长过程中的微生物培养环境参数（如营养物质浓度、温度、酸碱度、溶解氧浓度），可以及时获取精确的微生物培养环境数据,相较于传统依赖人工监测的方式，克服了反应滞后的问题，能够快速、准确地掌握微生物培养环境条件，从而提高管理的精度和时效性，有助于减少人工误差，提高微生物培养效率。

2、通过微生物生长因子生成算法处理不同的微生物培养环境参数，避免了极端条件对微生物生长的过度影响，从而提供精确的微生物生长状态描述，优化管理决策。

3、使用微生物生长预测算法，通过生长因子、时间修正因子和资源饱和因子，能够对未来时刻的微生物数量进行精确预测，引入了S型曲线的特性，模拟了微生物在不同生长阶段的变化趋势，还考虑了资源耗尽对生长速率的影响，能够预见微生物的数量变化，从而提前采取管理措施，优化微生物培养过程管理，减少不必要的资源浪费，提高预测精度和管理效率。

4、使用多参数非线性优化算法，能够有效地对微生物培养环境参数进行调整，尤其在未来时刻微生物数量的预测值与标准微生物数量的误差较大时加大调整力度，同时防止微生物培养环境参数在调整过程中的过度振荡，敏感度因子的引入确保了各微生物培养环境参数对误差变化的响应强度，能够根据未来时刻微生物数量的预测值与标准微生物数量的偏差进行合理调整，具有智能化、动态化的参数调整效果，能够纠正微生物生长过程中的偏差，确保微生物的最佳生长状态。

5、考虑到各微生物培养环境参数之间的相互影响，通过多参数协同优化算法，能够在不同微生物培养环境参数间建立起协同作用机制，使得最终的微生物培养环境参数调整不仅限于单一参数的独立调整，还能综合各参数之间的耦合作用，提高了微生物培养环境的整体管理效果，增强了培养效率。

6、通过实时监控、计算预测和参数调整，确保微生物培养环境始终保持在最佳状态，能够实现对微生物培养环境的智能化、精细化管理，提升了微生物数量预测的准确性和培养过程的效率，降低了人工干预的需求，从而提高了整个微生物培养管理系统的自动化程度和稳定性。