黑灯实验室：AI开启智慧实验新时代

北脑与华大智造联合打造的“全自动无人化黑灯实验室”。 受访公司/供图

华大智惠龙江未来实验室。 受访公司/供图

证券时报记者 杨霞

随着人工智能（AI）技术的飞速发展，AI赋能千行百业的浪潮汹涌澎湃。在这场科技革命中，黑灯实验室崭露头角。这种7×24小时无人值守全自动运行的实验室，率先在医学检验检测和新药研发领域落地生根，并逐步扩展到更广泛的场景，大幅提升了精度和效率，同时降低了成本，推动行业加速跨越式升级。

智慧实验新范式

黑灯实验室，也被称为智慧实验室或者AI实验室（人工智能驱动的科学研究），是一种无需人工值守、能够实现7×24小时高效运行的实验室，通过对产品配方进行优化、研发出升级迭代的新品、对测试结果进行建模预测，大幅提升企业研发效率。

试想一下这样的场景，在空无一人的实验室里，机械臂在空中精准而灵动地挥舞，熟练地操作着配料和试管，这就是黑灯实验室的运作日常。

在实际应用中，黑灯实验室的高效性已经得到了充分验证。

在AI制药领域，龙头企业英矽智能2024年11月发布了“全球首个由AI辅助决策的自动化实验室”。今年3月，北京脑科学与类脑研究所（简称“北脑”）与华大智造联合打造的“全自动无人化黑灯实验室”正式亮相。AI制药企业晶泰科技利用黑灯实验室强大的计算预测能力，曾帮助辉瑞进行新冠口服药晶体结构预测，缩短客户药物上市时间6个月，2022年这款药物的销售额高达189亿美元。

谈及黑灯实验室的建设背景及初衷，华大智造GLI业务中心总监林思远表示，公司内部将黑灯实验室产品称为“智惠实验室”，旨在实现智慧赋能、普惠未来。生命科学研究正从单点实验转向大规模队列研究，如百万级人群基因组项目和脑科学计划等，传统实验室面临着通量瓶颈和检测精准度波动等问题。黑灯实验室的出现，为解决这些问题提供了新的思路和方案。

作为国内黑灯实验室的重要建设和参与方，聚光科技（300203）认为，黑灯实验室的推出源于市场需求、技术趋势与企业战略的深度共振。从企业战略布局来看，黑灯实验室作为高端仪器，不仅有助于企业巩固技术壁垒，还能积极响应国家“设备更新+国产替代”的政策导向，加快在高端实验室自动化市场的前瞻性布局。

技术突破新亮点

黑灯实验室的核心创新成果已深度赋能多个关键领域，开辟了“效率+精准”双轮驱动的全新路径。

聚光科技表示，黑灯实验室技术突破的重点体现在全流程自动化与信息化。实验室将样品前处理、分析检测及数据输出等环节无缝集成，实现了全程无人工干预的自动化操作。借助信息化质量控制体系，实验室能够对全链路进行可溯源管理，从而大幅提升效率与准确性，确保实验结果的可靠性和重复性。

分析仪器的自动化与智能化是黑灯实验室的又一亮点。

实验室引入多项复杂而先进的分析检测技术，例如“模拟人眼视觉识别滴定、智能谱峰识别算法”等，这些技术的应用实现了分析仪器的自动化智能化。

多技术平台的融合进一步拓展了黑灯实验室的能力边界。通过整合质谱、色谱、光谱、理化分析等核心技术，实验室构建了覆盖多领域的检测解决方案，能够灵活应对不同科研场景的需求。

“通过AI技术应用，用户只需要和AI互动沟通需要做什么实验、需要什么耗材、有哪些实验步骤等问题，AI会生成实验标准操作流程（SOP）。同时AI通过与用户持续的沟通，对SOP进行改进和优化，最终生成符合用户需求的SOP操作步骤，进而转为代码驱动仪器操作，最终输出实验结果。沟通过程像L3级别的汽车自动驾驶模式，用户只需要输入起点和终点，就能够到达终点了，无需操心中间的操作环节。”林思远在接受证券时报记者采访时，进一步说明了黑灯实验室的智能化应用突破。

聚光科技强调，黑灯实验室在自动化程度、检测灵敏度与系统集成度等关键维度实现突破，填补了国产高端科学仪器在实验室无人化解决方案上的技术空白，打破了关键领域长期依赖进口的局面，成为推动国产替代向数智化升级的重要标志。

降本增效引擎

从市场需求来看，传统实验室在检测效率、人工成本和数据一致性方面存在诸多问题，那么，黑灯实验室究竟有哪些独特优势？

聚光科技认为，黑灯实验室的应用能够显著降低企业的人力成本。传统实验室通常需要多名高技能实验员来完成样品前处理、检测及数据分析等工作，而黑灯实验室通过智能系统替代了约75%的人工操作，大幅减少了对专业技术人员的依赖。

同时，自动化流程有效减少了人为误差带来的返工成本，进一步提升了人力投入的效率与质量稳定性。

除了人力成本降低，黑灯实验室在降低综合成本方面也表现出色。在自动化流程的推动下，实验步骤得到优化，试剂使用更加精准，能源浪费明显减少，综合运营成本降低了约30%。

在生命科学领域，林思远认为，黑灯实验室的使用能够帮助质效双提升。多台设备、多个环节同时运行，可显著缩短实验周期。实时监测功能则提升了实验室的管理效率，通过实时更新实验室情况（如耗材使用情况、设备检测准确率等），无需人工参与即可实现远程管理，保障实验质量。

林思远表示，在华大智惠龙江未来实验室的肠癌产线应用中，αLab Studio的应用与同行业控制软件相比，对同一自动化产线实现了100%的产能提升。在大规模、高通量、标准化应用中，黑灯实验室可显著提升效率并降低成本。

值得注意的是，林思远也指出，黑灯实验室并非在所有应用场景中都具备成本优势。因黑灯实验室的搭建要求装载一站式的高精尖设备、技术与系统，其前期投入和维护成本较高，回收周期可能较长，更适用于样本量大、需要不间断长期运行或者需要无人化的实验室。对于一般通量的实验室而言，其意义相对有限。因此，成本效益的评估需要根据具体的应用场景和需求进行综合考量。关于实验室的建设成本，林思远表示，不同用户的需求差异较大，黑灯实验室的构建是根据用户需求量身定制的一整套综合解决方案，包括AI技术应用和设备采购，无法一概而论。

林思远详细阐述了黑灯实验室的适用场景，认为特别适用于样本量大、需持续监测、存在传染或安全风险的实验环境，例如细胞培养、病毒检测、化工实验室以及特殊环境下的实验操作等场景。此外，黑灯实验室也适用于高风险应用场景，如P3实验室、易燃易爆实验、厌氧环境实验等。

生物医药行业是智慧实验室渗透较早的行业。除了上文提到的晶泰科技，多家企业在年报中披露了智慧实验室的建设现状。典型如海尔生物已形成多场景的智慧实验室解决方案。新产业推出了智慧实验室平台iXLAB，推动终端用户的实验室管理从数字化向智慧化迈进。亚辉龙自主研发的实验室智能化自动化流水线系统已在国内完成备案并获批。

整体来看，国内黑灯实验室的发展还处在初期。提供相关服务的企业中，动脉智库报告显示，A轮融资企业占比约40%，表明赛道处于早期阶段。2023年我国自动化研发实验室行业市场规模从2019年的23.07亿元增长至82.29亿元，凸显出较高的成长潜力。

国内相关上市公司2024年年报也透露出积极的信号，晶泰科技智能自动化业务营收（1.62亿元）已超过药物研发（1.04亿元），同比增长87.8%。华大智造年报显示，作为公司三大业务板块之一的实验室自动化业务，2024年实现营收2.09亿元，同比增长36.7%。