在生物医药研发领域，一场由AI驱动的自动化革命正在加速渗透。近日，全球开源实验室自动化领导者Opentrons正式推出AI智能控制平台，通过自然语言交互彻底消除编程门槛，让科学家通过语音指令直接操控移液工作站等高精度设备。该技术已在卡内基梅隆大学、浙江大学等顶尖机构的药物递送、高通量筛选中实现规模化落地。

一、破局自动化“高门槛”痛点

据行业调研显示，全球科学家与自动化设备比例仅为10:1，传统移液工作站等设备长期受困于两大瓶颈：一是依赖专业编程人员配置复杂实验协议，二是封闭式硬件系统难以适配创新实验场景。“当团队需要优化光催化反应条件时，往往要耗费数周编写设备控制代码。”浙江大学某合成生物学团队负责人指出。这种现象直接导致近70%的实验室仍依赖人工操作，严重制约了药物递送、抗体筛选、蛋白组学分析、类器官构建等关键研究的进程。

二、三大技术重构自动化范式

Opentrons AI的突破性在于构建了深度适配实验场景的智能中枢：

1、自然语言协议生成：科学家直接输入“将A板样品转移至B板，37℃震荡孵育30分钟”等指令，系统自动生成可执行代码，并完成移液工作站路径规划

2、云端仿真预演：通过数字孪生技术预测试验冲突，将实验失败率降低60%

3、模块化硬件生态：开源API支持无缝扩展PCR热循环、磁力架等模块，满足合成生物学、高通量蛋白组学、标准化类器官构建等复杂工作流需求。

值得关注的是，其底层算法基于实验室场景专项训练的Claude3.7大模型，已覆盖基因组学、蛋白组学、类器官培养与分析等8大领域的协议库，预置超千种高通量筛选方案，包括复杂样本的蛋白组学预处理和高通量类器官构建。

三、顶尖实验室验证效能跃升

在卡内基梅隆大学的实证研究中，该平台仅用4分钟就精准复现了诺奖级实验流程，成果荣登《Nature》封面。“我们现在每天通过语音指令调度移液工作站完成3000+次精准移液。”项目负责人Gabe Gomes表示。

同样取得突破的还有德克萨斯大学医学分校的疫苗研发团队。通过Opentrons Flex设备与AI系统的深度耦合，其药物递送实验通量提升3倍，研发周期压缩50%以上。

国内标杆案例来自浙江大学化学工程与生物工程学院。据《Nature Communications》最新论文显示，该校利用GPT-4框架驱动Opentrons 移液工作站，为自动化化学合成树立新范式。

四、开放生态加速产业渗透

“让每个科学家拥有10台机器人不是愿景，而是可量化的技术演进路径。”Opentrons全国销售总监原菲在近期研讨会上透露，其开源硬件生态已覆盖全球超10,000台设备。

当“零代码”操作成为科研基础设施，那些曾被编程门槛阻挡的创新力量，正在打开精准医疗、深度蛋白组学研究、规模化类器官应用与合成生物学的新可能。

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责任编辑：kj015

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