上海交大构建AI原生科学实验室AutoDNA

驱动中国11月8日消息，上海交通大学计算机学院IPADS实验室陈海波、王肇国团队与化学化工学院、变革性分子前沿科学中心樊春海、王飞团队合作，依托张江高等研究院DNA存储研究中心开展研究，构建出AI原生科学实验室AutoDNA装置“思源一号”。该装置面向分子生物学实验，能够自主完成相关操作，相关成果已在《自然》（Nature）杂志发表，并被该刊官网首页头条重点报道。

已有AI自主科学实验室多采用“外挂式”架构：由专家预先配置仪器、规定实验流程并设定优化规则，再把人工智能接入文献检索、方案生成或数据分析等局部环节。这类方式可提升单个环节效率，但生物分子实验流程复杂、仪器类型多样，且对实时执行、环境稳定和操作精度要求严格，局部接入难以满足整体需求。AutoDNA因此采用AI原生架构，围绕模型、实验与仪器进行协同设计，以解决AI自主科学实验室向分子生物学实验拓展时面临的复杂流程组织、多类仪器协同、实验时序、环境稳定性和操作精度保障等问题。

在实验流程组织上，AutoDNA结合复杂生物分子操作的实验过程理解，构建面向实验的多智能体架构。系统将复杂实验任务拆解为文献检索、试剂选择、方案设计、代码生成、硬件执行、结果分析和迭代优化等环节，并根据实验进展调度多个专业智能体协同工作。通过这一机制，模型能够贯通“设计—实验—优化”全过程，并依据实验结果持续调整后续方案。

在跨设备协作上，AutoDNA将不同仪器的能力抽象为适合模型理解和调用的“原子服务”，通过自然语言说明和统一代码接口，向模型呈现每台设备“能做什么、如何调用”。该抽象层屏蔽不同型号仪器的底层差异，使模型可根据实验需求组合设备能力，生成、检查和修正跨设备控制代码，从而把数字世界中的实验设计转化为物理世界中的仪器操作。

针对实时性、稳定性和操作精度要求，AutoDNA将高精度自动化硬件与实验执行与调度系统相结合。硬件提供微米级定位和微升级液体处理能力；调度系统负责程序检查、仪器状态跟踪和资源调度，使多个实验任务在满足时序和操作约束的前提下有序运行。平台在构建过程中还集成基于OpenHarmony操作系统的控制终端。

应用验证方面，AutoDNA展示了在核酸检测、酶促DNA合成、癌症检测等场景中的使用情况。该装置使自主实验能够覆盖需要微米级定位和微升级液体处理的复杂生物分子实验场景。