張琰指出,生命科學實驗室正經歷從“手工操作”向“AI 驅動自主運營”的范式革命,當前產業面臨數據稀缺、效率低下、流程碎片化等痛點,而AI與自動化技術的融合為行業升級提供新機遇。
從技術演進來看,科學研究已歷經四代范式:從16世紀的經驗科學(實驗觀察)、20 世紀的理論科學(物理定律建模)、2000年后的計算科學(原子分子模擬),邁入當前的“數據驅動科學”時代。但生命科學領域存在顯著矛盾:一方面,實驗數據呈現“海量非標注(Unlabled)+ 稀缺標注(labled)”特征,如蛋白質結構等數據維度復雜,卻缺乏高質量標注數據;另一方面,傳統實驗室依賴人工操作,實驗步驟多、參數復雜、環境影響大,導致數據生成效率低、一致性差,難以支撐AI模型訓練與科研突破。
從市場需求來看,生命科學研究對“高通量、高精度、高可追溯”的需求日益迫切。以藥物研發為例,傳統化學合成需3-5個月、成本3.5-4萬元,純度依賴人工經驗;抗體開發周期長達16-18個月,親和力與成藥性難以兼顧;藥物篩選單次僅能處理數百個樣本,無法滿足大規模候選化合物驗證需求。同時,實驗室數字化程度低,數據分散,缺乏統一治理,導致科研成果轉化效率低下,制約產業發展。
二、AI+自動化:驅動實驗室邁向5.0時代
張琰在演講中重點闡述,生命科學實驗室經歷了從傳統手工(1.0)到單機自動化(2.0)、級聯自動化(3.0),再到流水線自動化(4.0)的變革。隨著技術成本的降低、工程技術的提高,以及人工智能技術的發展,生命科學實驗室即將迎來5.0時代,這個時代的實驗室一定是干實驗和濕實驗結合,人工智能和自動化結合,用數據驅動的新一代的實驗室。
鎂伽科技憑借在人工智能與機器人自動化領域創新性構建的“感知(Perception)、構思(Conception)及執行(Execution)”閉環技術架構,為智慧實驗室與智能制造場景提供全面的自主智能體及多智能體解決方案,推動生命科學實驗室從傳統模式邁入“5.0 時代”,加速實驗室功能從單純 “實驗工具” 向能持續產出高價值科研數據的“高質量數據工廠”轉型。
張琰提到,智慧實驗室的技術發展架構分為五層:第一層是通過基礎的儀器和自動化的硬件,實現最基本的單點自動化;第二層是通過實驗的調度和過程的控制,實現自動化工作流的整合;第三層是實驗室的高級應用,比如實驗的無人化智能化的調度,電子實驗記錄、設備、資產項目的信息化管理;第四層聚焦數據。鎂伽認為,數據是核心資產,數據安全是所有解決方案和技術架構中的核心痛點;第五層則實現系統級智能決策與自主優化。
基于此,鎂伽鯤鵬實驗室3.0應運而生,這是鎂伽科技面向智慧生物實驗室打造的多智能體解決方案標桿實踐。鎂伽鯤鵬實驗室3.0基于三大理念全方位賦能智慧實驗室的建設與運營,讓其不僅“建得起來而且用得起來、用得起”。通過不斷積累經驗、改進技術,并引入數字孿生技術,實現參數化建模、業務流程仿真及島臺級數字化運營,“先勝后戰”,顯著降低建設與運營風險。
鎂伽鯤鵬實驗室3.0整合多臺自主智能體并由Labillion和 LibraX操作系統驅動,在高復雜性實驗環境及高精度需求場景中展現突出優勢。它配備三大自主智能體平臺,既可獨立運行也可協同配合,大幅加速研發進程:MegaMolecule全自動分子實驗平臺,每天能完成接近400項復雜生物分子構建任務,與傳統手工實驗相比效率大幅提升,廣泛應用于菌株篩選、抗體篩選和合成生物學方面;MegaCell全自動細胞實驗平臺,每天能完成超過10,000個樣本點的藥物篩選實驗,在高通量藥物篩選和穩定細胞系構建方面效果顯著,展現出廣闊的商業化前景;MegaOmics高通量多組學平臺,為藥物研究提供涵蓋多模態數據獲取及生物信息學分析的全面數字基礎設施,確保全流程數據可追溯性和可靠性。
操作系統與自主智能體的結合,使鎂伽鯤鵬實驗室3.0能超越人工處理能力,駕馭眾多復雜的場景,推動科研向更高水平的數字化和智能化邁進。
三、未來趨勢:自主化、全球化與跨領域融合
張琰認為,生命科學實驗室將向 “自主化運營、全球化協作、跨領域融合” 方向發展,鎂伽科技通過 “技術迭代 + 場景拓展 + 生態構建”,推動中國生命科學實驗室技術走向全球領先。產業趨勢方面,一是自主化程度持續提升,實驗室將具備 “自主感知 - 智能決策 - 自動執行 - 自我優化” 能力,如通過多模態傳感實現環境精準感知;二是數據價值深度釋放,通過統一數據治理平臺整合多源數據(影像、序列、實驗記錄),構建生命科學知識圖譜,反哺AI 模型持續迭代;三是跨領域融合加速,鎂伽不斷突破實驗室及制造場景的傳統邊界,目前已將技術優勢與產品創新力應用于生命科學、精細化工、精準農業以及消費級集成電路、新能源等行業,持續突破場景邊界,成為推動產業智能化轉型的關鍵力量。