Systém pro správu vzorků pomocí internetu: cesta od jednoduché tabulky k monstru

M. Dušek¹, K. Poruba²

¹Fyzikální ústav AVČR, v.v.i., Na Slovance 2, 182 21  Praha, Česká Republika
²Kamil Poruba, Hrachovec 140, Valašské Meziříčí
dusek@fzu.cz

Tato práce prezentuje internetové rozhraní, které unifikuje a zjednodušuje práci s výsledky měření. Obracíme se především na laboratoře zabývající se charakterizací materiálů a konkrétně vycházíme ze zkušeností dlouholetého provozu laboratoře RTG difrakce na monokrystalech ve Fyzikálním ústavu.

V laboratoři, která měří velké množství vzorků od různých uživatelů, po čase neodvratně vyvstane otázka, jakým způsobem si zaznamenávat informace o vzorcích. Například kdy byl který vzorek změřen, jestli nemá být přeměřen, jaké zajímavosti (dvojčatění, modulace, fázové přechody) byly pozorovány, jestli data vzorku byla nakonec použita pro přípravu publikace. Pokud je měřených vzorků opravdu hodně (Obr. 1), může být požadavek typu “doplňte, prosím, podrobnosti o upřesňování  2-bromo-3-phenylpropenal-thiosemicarbazonu” noční můrou, protože v době přípravy publikace nemusíme již ani vědět, kdy se látka měřila, pod jakou zkratkou byla nazvána a mnohdy ani kdo ji vlastně poslal.

   

Obr. 1. Výchozí situace vhodná k úvahám o zavedení systému pro správu vzorků.

Prvním krokem k řešení je vytvoření tabulky, kam si vzorky můžeme zapisovat. Jakmile však taková tabulka přesáhne tisíc řádek, dostavuje se pocit, že ani tabulka není zrovna nejpřehlednější řešení a že by bylo vhodné pro každého uživatele zřídit zvláštní tabulku. Počet uživatelů a jejich tabulek utěšeně narůstá a nastává potřeba vyhledávat informace mezi tabulkami. Převedení jednotlivých tabulek jako stránek do Excelu vyřeší řadu problémů, ale přepisování informací z Excelu do mailu pro uspokojení neodbytných tazatelů začíná být také velmi pracné a možná, říkáme si, by se to mělo všechno dát na internet, aby si uživatelé mohli potřebné informace hledat sami. Jelikož ne každý uživatel snese, aby ostatní viděli, co měří a jak to vyšlo, jednotlivé uživatelské tabulky na internetu musí dostat oddělená přístupová práva. Tato práva musí někdo přidělovat a uvažovaný internetový systém začíná získávat hierarchickou strukturu. Při přemýšlení nad typy uživatelů a jejich právy, nad tím, jak by se měl systém chovat a co by všechno do něho mělo jít ukládat, dospějeme záhy k smutnému zjištění, že abychom si sami napsali takový program, museli bychom změnit profesi, ale pak už bychom ho nepotřebovali. Z tabulky se stává monstrum - vyhlašujeme pátrání po IT specialistech!

S internetovými systémy pro správu čehokoli máme v České republice odstrašující zkušenosti. Pracovníci Akademie věd mají své Verso, program nabízející nejkomplexnější a nejsofistikovanější cestu, jak při objednání papírových kapesníků využít beze zbytku svoji pracovní dobu; ministra Drábka jeho systém smetl; registr vozidel je nyní pro jistotu tesán do kamenných tabulek; lékaři milují svůj stále rušený nikdy nezrušený IZIP. Vývojáři těchto systémů se zásadně nezajímají o názory uživatelů, protože dlouholeté zkušenosti založené na ignorování všech faktů jsou nejlepší zárukou, že systém nebude fungovat tak, jak má, a že kontinuální pokusy o jeho zprovoznění přinesou firmě léta plodné spolupráce s obětí. Abychom se těchto problémů vyvarovali, vznikl popisovaný systém ve spolupráci experimentátora (MD) a studenta (KP), přičemž MD věděl již na začátku skoro přesně, co chce, zatímco KP, vycepovaný středoškolským studiem, byl ochoten trpělivě ladit systém za provozu a naslouchat stále se někam posunujícím požadavkům. Systém jsme začali prakticky používat okamžitě po vzniku „tabulek s přístupovými právy“ a průběžně jej připomínkovali jak členové laboratoře, tak někteří trpěliví externí uživatelé. Vývoj zabral skoro celý rok a bude ještě nějaký čas pokračovat, díky použitému postupu ale celou dobu víme, že vzniká přesně to, co jsme potřebovali.

Základem systému je hierarchie uživatelů. Na vrcholu stromu stojí Admin, který je první po Bohu a smí skoro všechno. Následuje typ uživatele „Responsible“, tj. osoba odpovědná za měření a počítání vzorků, které jí přiřadil Admin. Responsible má plná práva ke svěřeným vzorků, může tedy měnit libovolné údaje, vkládat a rušit výsledky, ale nesmí vzorky smazat. Nejlimitovanější práva má ten, bez kterého by to nefungovalo, tedy typ uživatele „Owner“, což je osoba vlastnící vzorky. Owner vkládá do systému své vzorky a pak už jen čeká na jejich změření a stěžuje si na pomalost procesu a nedokonalost výsledků na speciálním stěžovacím zařízení. Systém je otevřený, takže Responsible může mít své vlastní vzorky, čímž pak pracuje podle ptydepe výzkumných center v uživatelském režimu. Každá změna, která se udála se vzorky, se zapisuje do systému a přichází těm, kterých se týká, ve formě e-mail digestu.

Po připojení do systému se ukáží nejnovější zprávy o vzorcích (Obr. 2) a tabulka vzorků náležející danému uživateli (Obr. 3). V tabulce je možné vyhledávat, vzorky různě řadit, vybírat z nich skupiny a aplikovat na ně skupinové operace. Odkaz FULL ukáže pro každý vzorek plnou informaci o vzorku (Obr. 4). Každý vzorek má status, který definuje stav prací na vzorku, políčko na chemické schéma nebo složení, informační okénko na základní informace, políčka na krystalografické údaje, které se zaplňují automaticky, pokud je k dispozici CIF. Systém umožňuje vložit také fotografii vzorku, experimentální obrázek z CCD detektoru, apod. Následuje okénko na diskuzi s majitelem vzorku, takže tento se například může zeptat, kdy již bude vzorek konečně změřen, aniž by bylo nutno zjišťovat, o jaký vzorek se jedná. Ke každému vzorku lze také zavést předdefinovaná nebo vlastní klíčová slova, pokud se nám zdá, že vzorek má nějakou zajímavou vlastnost využitelnou například pro přednášky. Typické klíčové slovo je „twin“.

Obr. 2. Část stránky “News” po přihlášení do systému.

Obr. 3. Seznam vzorků přiřazený uživateli MDusek.

 

Odkaz Attachments ukazuje na seznam příloh, kde mohou být výsledky, obrázky a další potřebné soubory. Přílohy mohou být pro majitele vzorku neviditelné, takže členové laboratoře mohou navzájem výsledky konzultovat bez nebezpečí, že majitel si výsledek stáhne a předčasně opublikuje. Pro vzájemnou konzultaci vzorků slouží tlačítko „Invite a guest“, kterým můžeme údaje o vzorku zpřístupnit jinému uživateli.

Právě vyvíjenou funkci popisovaného systému je možnost přiřadit jeden nebo více vzorků ke vznikající publikaci. Rukopisy publikací budou pod profilem uživatele na samostatné stránce, ale s vazbou na vzorky, takže bychom již neměli upadat do rozpaků, kterých dat se externě napsaný rukopis vlastně týká. Jakmile bude rukopis publikován, dostanou s ním svázané vzorky status „published“, takže bude možné snadno sledovat úspěšnost vzorků.

Legitimní námitkou proti prezentovanému systému může být pracnost vkládání údajů. Částečně je vyřešena tím, že program automaticky interpretuje CIF výsledku a políčka s krystalografickou informací o vzorku jsou tak zaplněna bez intervence uživatele. Dalším řešením směrem k urychlení práce se systémem je makrojazyk, který umožňuje některé operace automatizovat a spojit přímo s provozem přístroje. Například je možné, aby se po ukončení měření automaticky změnil status vzorku na „measured“ a aby se do tabulek zapsaly nalezené mřížkové parametry.

V současné době je pod novým systémem okolo 2000 vzorků. S takovým počtem začíná již být zajímavý problém vyhledávání. V současnosti můžeme vzorky vyhledávat z tabulky vzorků (Obr. 3), a to podle textových řetězců viditelných v tabulce anebo podle textových řetězců přítomných v plné informaci o vzorku. Ve vývoji je vyhledávání podle základní buňky a řazení vzorků podle jejich podobnosti.

 

Obr. 4. Plná informace o vzorku.

 

Systém je založen na potřebách strukturní analýzy monokrystalů. V dalším vývoji bychom rádi svázali obsah tabulek a chování systému s informací o typu vzorku. Zvolíme-li jako typ vzorku prášek (místo monokrystalu), měly by se přinejmenším změnit formáty na vkládané obrázky, protože nejzajímavější grafickou informací bude práškový profil. Změna se bude týkat také faktorů shody. V dalším kroku bychom chtěli zařadit elektronovou difrakci, která má také speciální požadavky.

Spolupráce MD a KP měla komerční základ – spolupráce mezi Fyzikálním ústavem (MD) a týmem Dreaw (KP, http://www.dreaw.cz/). Vzniklý systém může být instalován zdarma, ale jeho úpravy jsou zpoplatněné.