构建「AI驱动、干湿闭环」全球首个一站式数智化生命科学研究平台

编辑 | ScienceAI

一场以 AI for Science (AI4S) 为核心的科研新范式革命正席卷而来。在这一浪潮中，北京大学深圳研究生院（PKUSZ）致力于建设具备「逆向设计、自主发现能力」的数智化科学研究平台，打造了全球首个数智化生命科学研究平台 ——AI4S LAB。

该平台的核心目标是深度整合「算力 — 模型 — 数据 — 实验」四大 AI4S 核心要素，构建一个「AI 驱动、干湿闭环、全链数智」的一站式云端科研生态系统。它旨在打破 AI 与 Science 之间的鸿沟，解放科学家的双手，服务于 AI for Science 科学家、AI 科学家和 Science 科学家等不同角色的用户，根本性地加速科研从「想法 - 设计 - 执行 - 分析 - 优化」的全链路迭代周期。

访问入口：https://ai4slab.pkusz.edu.cn

BIOMA：AI4S 原生多智能体系统

AI4S LAB 的运行核心，是北京大学深圳研究生院自主研发的 AI4S 原生多智能体系统 ——BIOMA。该系统集成了智能模型、实验设计乃至全流程的资源管理模块，配备了四位「永不疲倦」的 AI 科学家（智能体）。它们通过高效协同与自然语言对话，助力科研人员完成从「想法」提出到「验证」的全流程智能化、自动化闭环研究。

这四位智能体各司其职，构成了完整的科研链路：

1. 理论科学家 (BIOMA-PredAgent)扮演着「干实验」理论预测的角色。研究者可以通过自然语言调用生物领域内常用的预测模型与工具，高效执行蛋白质和小分子的按需逆向设计任务。其搭载了包括 AMBER Relaxation、ColabDock、OmegaFold、ProGen2 在内的多种前沿计算模型，形成了涵盖分子动力学模拟、蛋白质折叠预测、分子对接计算等关键领域的完整计算矩阵，为药物筛选、蛋白设计等任务提供了高精度的计算支撑。

2. 实验规划师 (BIOMA-ProAgent)负责将理论设计转化为可执行的「湿实验」方案。它能为复杂的制备与表征任务，自主生成经过内部验证的、稳健且可执行的实验方案。其规划过程高度模拟了科学家的缜密思考：通过多轮对话提炼需求，深度融合在线公开信息、独家构建的协议数据库及实验记录等多源知识进行推理，最终通过严格的自检与修正循环确保方案的严密性与可执行性。支持在生成的实验方案中增加文献引用，便于用户追溯。

3. 实验室指挥官 (BIOMA-OperAgent)是系统的核心执行与控制模块，是连接数字世界与物理世界的桥梁。它负责将 ProAgent 生成的抽象实验协议，解析并编译为自动化硬件平台特定（集成超过 22 台套先进设备）的、可执行的指令序列。它通过动态多任务调度算法对多台设备进行协同管理，并集成实时状态监控与异常处理机制，保障整个实验流程的高保真度复现。

4. 数据分析师 (BIOMA-ComAgent)ComAgent 负责全链数智闭环的最后一步 —— 数据分析与迭代。它构建了一个一体化的科研数据生态系统，提供丰富的数据分析工具与可视化图表。基于用户设定的关键性能指标，ComAgent 能够对实验数据进行深度挖掘与洞察，自主分析并生成富有洞见的优化建议，进而自动规划下一轮的实验方案，形成可持续进化的科研闭环，加速科学发现进程。

全栈数智化支撑生态：从「干湿闭环」到「全链数智」

AI4S LAB 的强大能力，建立在其整合的全栈数智化支撑生态之上：

• 模型：基于百度智能云千帆大模型平台开发私有化模型与数据管理能力。平台配备了超 10 个可直接使用的通用与生命科学垂直领域代表性模型，同时支持各类主流推理框架和模型的自定义导入与部署，提供了高度灵活的开发环境。
• 实验：集成超过 22 台套的先进高通量、自动化、自迭代智能实验设备，覆盖工程菌株构建、蛋白表达、酶工程、代谢工程等多个合成生物学核心场景。

为了让科研人员能无缝利用这些强大的「干湿」能力，AI4S LAB 在平台设计上实现了高度的用户友好性：

• 便捷的实验订单创建：平台提供了独立的【创建湿实验订单】模块。用户由智能体生成的实验画布，可以一键保存至【我的模板】，并随时编辑和创建湿实验订单。

• 丰富的系统模板：对于刚接触自动化实验的用户，平台内置了 9 个合成生物领域的经典实验方案作为【系统模板】，包括分子克隆与重组、原核 / 真核蛋白表达、酶的定向进化等。用户可在此基础上快速编辑，生成客制化实验方案，大幅降低了使用门槛。
• 灵活的设备预约：在【Science 科研】菜单下的【仪器预约】模块，支持用户对自动化移液工作站、微生物克隆筛选仪、声波移液仪等 16 台先进自动化设备进行精准的单机预约使用，提供了多样化的自动化湿实验服务体验。

• 透明的订单总览：优化的【实验订单总览】模块提供了全面的实验订单详情，包括基本信息、实验流程（涵盖仪器、试剂、耗材）、费用清单以及孔板布局。优化的成本核算体系能精确追踪仪器使用时长与耗材消耗，实现实验订单从执行到结算的全流程可视化。

赋能革新：零代码构建 AI 原生应用

AI4S LAB 不仅是一个强大的 AI 应用平台，更是一个灵活的 AI 创建平台。

为了彻底降低 AI 原生应用的开发门槛，平台在【AI 科研】功能菜单下推出了【智能体开发与测评】模块。其核心亮点在于支持「零代码智能体搭建」。

该模块基于大语言模型、预置模板和业务向导等多能力集成。科研人员无需深厚的编程背景，仅通过自然语言描述或配置少量关键信息，即可自动生成满足特定业务需求的智能应用原型。

平台提供了可视化工作流编排画布和丰富的可拖拽组件库。用户可以通过图形化方式，自由组装、配置和连接不同组件（如调用大模型、访问知识库、查询数据库、执行代码、调用 API、条件判断等），从而构建出满足自身独特科研需求的复杂智能体业务流程。

结语

AI4S LAB 旨在打破 AI 与 Science 的鸿沟，解放科学家的双手 ，加速科研从「想法」到「执行」的迭代周期。10月14日，AI4S LAB 体验版 2.0 已正式上线。平台诚邀全球学术与产业界的科研工作者体验，共同打造科学智能时代的创新科研协作新范式。