AI智能体攻入湿实验室！登上Nature头条：上海交大团队构建AI原生实验室，自主设

在分子生物学实验室里，说一个人“手巧”是极高的赞誉，因为研究人员必须灵巧地操作精密玻璃器皿、移液样本等。而现在，在上海交通大学的一间不同寻常的遗传学实验室里，一支由 AI 驱动的机器人团队正在自主设计并开展分子生物学实验，而这些机器人几乎谈不上有什么“手”。

这个名为 AutoDNA 的 AI 原生自主实验室，不仅具有很高的自主程度，还整合了各种实验室仪器设备，其借助机械臂搬运样本，自主操作 20 多种仪器设备，在单个项目中完成数千步操作，并开展包括 DNA 合成与测序在内的分子生物学实验，这也是迈向由 AI 指导、人类科学家只需极少介入的“自动驾驶”实验室的最新进展——只需人类操作员的简单提示，一组 AI 智能体从头到尾设计并执行实验。此后，只需人工补充试剂并维护硬件。

长期以来，自动化早已融入实验室工作流程，利用机器执行实验方案中的特定环节，例如混合和加热化学品。如今，一些研究人员希望借助日益先进的 AI 工具打造“自动驾驶实验室”（self-driving lab），在其中，AI 系统能够设计并执行复杂实验，排查并调整实验方案，并统筹整个实验室的活动

论文通讯作者、上海交通大学计算机科学家陈海波教授表示，为分子生物学设计这样的“自动驾驶实验室”颇具挑战，因为分子生物学实验流程复杂，需要协调多种仪器设备，且对精度要求很高。在许多现有系统中，仍需要人类专家来配置仪器，AI 大多只是被用来处理实验流程中的某一个环节。

为了打造更加完全自主的实验室，研究团队决定从一开始就围绕 AI 来构建实验室，而不是在现有系统上添加 AI 功能。传统架构将 AI 模型作为工具来使用，整个实验过程仍由人类科学家主导，该研究提出的 AI 原生自主实验室 AutoDNA，采用多智能体（multi-agent）架构，由专用智能体协同执行闭环的“设计-实验-优化”工作流，AutoDNA 与底层自动化硬件平台协同设计，集成核酸实验操作中的常用仪器。

AI 原生自主实验室 AutoDNA 的架构

接下来，研究团队在多种不同类型的任务中验证了 AutoDNA 的能力，包括核酸检测、酶促 DNA 合成优化、DNA 数据存储和读取，以及肿瘤相关突变检测。

在 DNA 数据存储和读取实验中，研究团队选择了一句广为流传的名言——Intelligence is the ability to adapt to change（智慧是适应变化的能力），只需使用自然语言进行简单提示，要求 AutoDNA 将这句话写入 DNA 序列，再从 DNA 序列中读取这句话。这项实验共进行了 11382 步操作，耗时约八天。整个过程中，人类科学家几乎完全置身事外，他们只需要为机器补充缓冲液和试管，并补充了 108 个移液枪头。

AutoDNA 支持的端到端 DNA 数据存储

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-11228-6