摒弃“外挂式”架构：上海交大 AutoDNA 装置实现分子生物学实验端到端自主操作

上海交通大学陈海波、王肇国团队与樊春海、王飞团队合作，构建了 AI 原生科学实验室 AutoDNA 装置（思源一号）。该研究成果近日发表于《自然》（Nature）杂志，并获该刊官网首页头条重点报道。AutoDNA 装置实现了自主分子生物学实验操作，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。

在传统的 AI 实验室探索中，AI 往往被作为局部“外挂”接入现有实验流程。这种架构在面对分子生物学领域高度复杂的实验流程和多类仪器协同需求时，存在明显的局限性。AutoDNA 装置的核心突破在于摒弃了这种“外挂式”设计，采用模型、实验与仪器协同设计的 AI 原生架构，从底层重构了自动化实验室的运行逻辑。

生物分子实验通常涉及繁琐且高度专业化的操作步骤。针对实验流程复杂的问题，AutoDNA 构建了面向实验的多智能体架构。该系统将宏观的实验任务自动分解为文献检索、试剂选择、方案设计等具体环节，由不同的智能体协同处理。这种机制打通了从理论设计到物理执行的壁垒，实现了“设计—实验—优化”全过程的贯通，使系统能够自主应对复杂的生物实验逻辑。

自动化实验室的另一大痛点是底层设备的异构性。不同厂家、不同原理的实验仪器往往具有独立的控制系统和通信协议。为解决多类仪器协同困难的问题，AutoDNA 将各类仪器的核心能力提炼为标准化的“原子服务”。通过自然语言说明和统一的代码接口，系统屏蔽了底层硬件的差异。实验模型只需调用这些原子服务，即可跨设备调度各类仪器，大幅降低了复杂实验平台的集成难度。

分子生物学实验对操作的实时性与精度有着严苛要求。AutoDNA 结合了高精度自动化硬件与实验执行调度系统，确保物理操作的准确性。同时，该装置集成了基于 OpenHarmony 操作系统的控制终端，为实验执行提供了稳定、低延迟的底层系统基础，进一步保障了实验过程的稳定性和操作精度。

目前，AutoDNA 平台已在核酸检测、酶促 DNA 合成、癌症检测等场景完成应用验证。更为关键的是，该装置已自主完成了端到端 DNA 存储的编码、写入、保存、读取与解码全流程，证明了其在复杂生物分子实验场景下的实际落地与端到端执行能力。