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Stellaromics
将研究原型转化为实验室可运行的仪器。
我们设计并交付了面向仪器的软件层，涵盖从用户界面到高通量图像渲染和实验控制集成，将一个仅供发明者使用的研究原型，转化为实验室技术人员可操作的产品。
用户体验研究
UI设计
开发
人机界面集成
WPF
行业
生物技术 / 3D空间多组学
总部
美国马萨诸塞州波士顿
平台
Windows 桌面
技术栈
WPF、DirectX、.NET
硬件集成
Pyxa 仪器 · 专有协议
合作关系
2024 年 9 月 — 至今
团队规模
设计、工程和产品团队共 6 人
服务
用户体验研究、UI 设计、前端开发、人机界面集成
关于 Pyxa
一个 3D 空间多组学平台，以及使其可操作的软件
Pyxa 将样本制备、自动化成像和 3D 数据分析整合到一个系统中。它能够以单细胞分辨率捕获厚达 100 微米的组织切片中的基因表达，超越了 2D 空间生物学的限制。该平台由三部分组成：物理仪器、专有化学（SNAIL 探针、SEDAL 测序）和软件。
本案例研究聚焦于该软件的一部分，即仪器控制软件：它是操作员用于加载样本、运行多日工作流程以及选择值得测序区域的界面。科学原理没有改变，但围绕它的产品改变了。
挑战
Pyxa 已经可以运行，但仅限于其开发者。操作它需要理解检测方法、硬件以及原型机的内部逻辑。我们必须让它在缺乏这些背景知识且不能出错的实验室技术员手中也能顺利运行，同时不削弱科学家们所依赖的深度。
两位用户，一个产品
一位了解检测方法的科学家和一位操作检测的技术员，共享一个界面却有着截然不同的需求。
无单一所有者的知识
该领域知识分散在科学家、机械和软件工程师、实验室操作员以及销售人员之间。
另一端的硬件
漫长的操作、异步事件以及界面无法模拟的物理状态。
“UXDivers 的突出之处在于他们能够平衡用户体验、产品目标、技术限制以及软硬件交互的实际情况。他们帮助我们简化了复杂的科学工作流程，同时保持了精简高效的实现。”
丹尼尔·博利什
Stellaromics 首席软件工程师
80 美元
百万
B轮融资
领域语言
梳理实验室词汇。
在设计屏幕之前，我们与 Stellaromics 的科学家们逐词梳理了空间多组学工作流程，包括同义词和边缘情况。如果我们的团队、技术人员和研究人员之间没有共同的语言，我们设计的任何工作流程都将无法达到预期效果。
早期工作有一半不是界面设计，而是词汇表。这份词汇表成为了产品中所有标签、状态和错误信息的基石。
词汇表 — 节选
感兴趣区域 (ROI)
操作员为完整运行选择的样本子区域。
分析组
一组相关联的感兴趣区域（ROI），用于共同分析。
扩增子
在样本制备过程中，从靶标产生的扩增DNA信号。
概览扫描
一种快速组织扫描，用于识别和定义感兴趣区域以进行进一步分析。
面板文件
一种可重复使用的实验配置，用于定义检测方法、所需试剂、样本制备和仪器设置。
厚组织切片
厚度在20至100微米以上的样本，以3D而非平面2D切片形式成像。
我们的工作方式
与科学的奠基者共同设计。
我们并行采用三种模式，而非按顺序分三个阶段进行。我们与创建该方法的科学家共同设计，与将要操作的技术人员验证每个步骤，并针对硬件和工程团队的限制协调两者。决策之所以能维持，是因为每个负责解决问题一部分的团队都参与了决策的制定。
与原创者共同设计
与该方法背后的科学家进行工作会议，共同编写交互模型，而非仅仅批准模型草图。
与操作人员共同验证
与为客户进行实验的技术人员一起测试每个步骤。
针对限制进行协调
针对硬件、固件和工程实际情况，协调两种观点。
之前
之后
产品决策
塑造产品的五项决策。
01
同时为两种操作员设计
Pyxa有两种需求截然不同的用户：一种是完全了解整个实验流程的科学家，另一种是为客户操作但并不了解实验细节的技术员。我们将引导式、有防护措施的路径设为默认模式，并增加了高级模式，允许专家用户跳过不必要的检查。第三种模式是演示模式，可在会议上通过单个触摸屏运行产品。一款产品满足了这三种需求，且不牺牲任何一方的体验。
02
重新调整工作流程以降低失败成本
原始流程在确认样本可用性之前就投入了昂贵的试剂，因此，一次失败的准备工作会浪费数千美元和一份不可替代的样本。我们重新调整了流程：仪器会先进行快速扫描并确认信号，然后才要求操作员解冻试剂。现在，失败发生在早期，且不产生任何成本。
03
只显示操作员所需的信息
空间多组学实验的复杂性远超任何单一操作步骤。我们围绕渐进式披露、基于图像的逐步指导和最少的文本输入（因为没有键盘）来构建界面，同时保留了一层深度的信息。操作员只看到当前重要的决策；其他所有信息都隐藏起来，直到需要时才显示。
04
让界面反映机器状态
漫长、异步的操作和物理状态无法伪造，错误的操作顺序可能会损坏仪器或导致实验失败。我们将许多屏幕设计成非交互式的状态显示界面，以反映真实的硬件状态，并构建了工作流程来捕获错误的操作顺序，清晰地解释问题，并安全地回滚。操作员永远不会对机器的运行状态感到困惑或陷入僵局。
05
构建可重新配置的工作流程
界面下的科学原理不断变化，新的应用场景也层出不穷。我们以声明式方式定义了工作流程，每个屏幕只描述自身，而非下一个屏幕，并通过一个专用层将用户界面与仪器的控制软件隔离开来。这样做的好处立竿见影：一个完整的会议演示模式在几天内就搭建完成，后端更改也极少破坏用户体验。
工程说明
幕后原理
Pyxa的软件协调大型3D数据集、物理仪器和无法连接云端的工作站。有三项工程决策支撑起了产品的其余部分。
WPF
DirectX
.NET
MVVM (Prism)
桥接 DirectX 9 和 11 以实现 3D 渲染
WPF 原生在 DirectX 9 上渲染，但 Pyxa 的组织图像（大型、平铺、可 3D 缩放）需要 DirectX 11。我们构建了一个互操作层，用于在两者之间共享 GPU 纹理，并在其之上构建了一个自定义渲染器：.NET 端控制绘制内容和缩放级别，而渲染则保持在 GPU 附近。相同的表面现在驱动基于触摸的 ROI 选择，并可在内部工具中重复使用。
将用户界面与仪器隔离
我们在界面与仪器的控制软件和专有协议之间设置了一个抽象层。当科学团队更改了底层内容时，我们只需更新一个层，其他部分都不会损坏，这使得设计能够快速迭代，而无需等待后端。
声明式地定义工作流
该产品是一个大型的引导式工作流，它被定义为数据而非硬编码的转换，因此任何屏幕都不需要知道下一个屏幕是什么。这个决定物有所值：通过重新定义工作流，在几天内就组装出了一个会议演示模式，并且高级模式也重用了相同的引擎。
正在构建复杂系统？
我们为嵌入式系统、桌面平台和跨平台产品设计并开发可投入生产的界面。
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