上海交大把 AI 实验室搬进分子生物学：AutoDNA 登上《自然》

作者：陈一帆

上海交大 IPADS 实验室与化学化工学院等团队研制的 AI 原生科学实验室装置 AutoDNA 登上《自然》，能自主完成核酸检测、酶促 DNA 合成、DNA 存储等分子生物学实验。它通过模型、实验与仪器的协同设计，解决了多仪器协同、实验时序与微米级操作精度这些难题，代码已开源。

据 IT之家 11 月 8 日报道，上海交大计算机学院 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，研制出一套叫 AutoDNA 的“AI 原生科学实验室”装置，相关论文发表于《自然》，标题为 An AI-native experimental laboratory for autonomous biomolecular operations，通讯作者是王肇国、王飞、樊春海、陈海波 。

变化用一句话说：以前的 AI 在实验室里更像参谋，负责查文献、写方案、分析数据；这次它自己动手，做的是要拿移液枪、要认孔位、要按秒卡时间的那种分子生物学实验 。

难点在哪

可以拿厨房打比方。已有的 AI 自主实验室大多是“外挂式”：灶台位置、菜谱、火候范围都提前由专家定死，AI 只负责点菜和点评 。这套模式在化学合成里跑得通，搬到分子生物学就不太够——流程长、仪器杂，中间错一步，后面的结果就全废了。

AutoDNA 的思路是把模型、实验、仪器当成一个整体来设计，工程上落在三处 ：

一是把实验拆给多个智能体。 文献检索、试剂选择、方案设计、代码生成、硬件执行、结果分析、迭代优化各管一段，并按实验进展互相协调。开源仓库里能一一对上：Literature、Protocol、Reagent、Code、Hardware、Hypothesis 等智能体 。

二是把仪器能力变成“原子服务”。 每台设备“能做什么、怎么调用”，用自然语言说明加统一代码接口写清楚，模型再据此组合能力、生成并修正跨设备控制代码。这层抽象的意义在于：换一台型号不同的仪器，理论上只需改接口说明，而不必重写整套流程 。

三是精度和时序。 论文补充材料里的细节能看出这套系统具体要做到什么程度：AUBO-i10 机械臂在双摄像头视觉引导下操作 Nanopore 测序仪，用 GTS-8016 相机定位直径约 2 毫米的加样孔，再由 Keyto-SP16 移液模块把微升级液体打进去 。实验执行与调度系统还负责程序检查、仪器状态跟踪和资源调度，让多个任务在时序约束下排队运行 。

跑了哪些实验

论文验证的场景包括：核酸检测（与人工操作的实时荧光曲线做对比）、酶促 DNA 合成（多轮迭代后用 PAGE 凝胶验证）、siRNA 的链置换验证、癌症检测的实验设计与临床样本验证，以及端到端 DNA 存储——编码、写入、保存、读取、解码全流程由装置完成 。测序数据和智能体输出都归档在 Zenodo 。

放到背景里看，此前登上《自然》的自主实验室多在化学领域，比如 2020 年的移动机器人化学家和 2023 年的 Coscientist 。AutoDNA 把同样的思路推到了生物分子操作上。

边界也写在仓库里

代码已按 Apache 2.0 开源，分四层：Web 前端、多智能体引擎、C++ 调度器、控制硬件的工作站固件，跑起来要配 Google Gemini 的 API 密钥；README 明确写了，没有对应硬件也能启动，但只能跑有限功能 。论文里验证的是几类具体实验，不等于什么实验都能接。

几个还没坐实的点：IT之家把装置称作“思源一号”，但论文页面和开源仓库里都没有这个名字，它指的是命名还是另有算力分工，暂时不清楚 ；“获《自然》官网首页头条重点报道”也只见于 IT之家，我没有在《自然》页面找到独立确认 。另外，IT之家提到控制终端集成了 OpenHarmony，这一点论文页和仓库都没有对应描述 。

我的看法是，这次最值得留意的不是“AI 会做实验”这个说法，而是“原子服务”那层抽象：它把实验室里的设备差异收敛成一份可读、可改的接口说明，别人换台仪器也能接上去。自主实验能不能从一台装置变成一个可复用的生态，多半要看这一步走得顺不顺。至于无人实验室什么时候能顶班，那还是期待，不是已经发生过的事。

转载说明

本文根据以下公开资料整理，原文及配图出处见下方。

• [S1] 上海交大构建 AI 原生科学实验室 AutoDNA 装置：实现自主分子生物学实验操作，成果登《自然》
• [S2] An AI-native experimental laboratory for autonomous biomolecular operations
• [S3] 上海交通大学新闻学术网
• [S4] GitHub - IPADS-X/AutoDNA: The open-source repo for AutoDNA
• 配图 1：来源：www.ithome.com（图片署名见原文） · 图片出处
• 配图 2：来源：www.ithome.com（图片署名见原文） · 图片出处
• 配图 3：来源：Nature（图片署名见原文） · 图片出处
• 配图 4：来源：Nature（图片署名见原文） · 图片出处