近几年，随着人工智能的迅速发展，之前在科幻电影才能看到的 AI 实验室已经进入现实。科研人在日常实验中都拥有了与《钢铁侠》中「贾维斯」一样的智能助手。那么，在这样的「未来实验室」搞一天科研是怎样的体验？
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如果在这样的实验室里搞科研有没有大呼过瘾？！
我们只需简单地想象一下他们想要的分子结构，实验室的分子合成器就能在几分钟内合成出精确的化合物。实验室的智能监控系统实时追踪反应进程，通过机器学习算法优化实验条件。如果实验出现任何异常，系统会立即调整参数或暂停实验，确保安全和效率。在实验结束时，数据以全息图像的形式悬浮在空中，他们可以用手直接操作这些图像，进行深入分析。实验报告自动生成，并根据最新的科研进展进行自我更新和优化……
科研人的幻想已逐步照进现实。镁伽鲲鹏实验室历经五年的不懈精进与迭代，成功构建了一个涵盖「自动化+人工智能+生物学」的全方位能力矩阵，利用合成及实验数据 — 构建科学基座模型 — 实现科学研究的闭环，未来生命科学实验室将进入一个全新智能的时代。
1. 实验虚拟分身 「平行实验时空探路者」
镁伽鲲鹏实验室 3.0 MegaInfomics 数智化平台配备 Laminar 数字孪生仿真软件，高精度仿真模拟实验室环境以及各项参数，构建孪生虚拟实验环境，实现实验「虚拟分身」，在不消耗实际资源的情况下，对实验方案进行反复模拟和优化。帮助我们提前发现潜在的问题和风险，评估实验的可行性，找到最优的实验方案。
2. 全天候实验助手——「24 小时守护者」
镁伽鲲鹏实验室 3.0 自动化平台能够时刻坚守岗位，确保实验的顺利进行，在无人值守的情况下持续监控实验设备和数据，及时发现并处理异常情况。在我们休息或忙碌于其他事情时，它依然兢兢业业地工作着，让实验进程不受时间的限制。尤其是在分子实验、蛋白定向进化实验、细胞实验和建库测序实验等领域。这些日常工作繁杂琐碎，耗费了我们大量的时间和精力，这时候守护者的这四项能力就尤为重要了：
1）全自动分子实验
在传统的分子生物学实验中，质粒提取、质粒文库构建、微生物筛选鉴定等实验流程不仅复杂，还需要大量的人工操作，且通量较低。全自动分子实验平台实现了全流程全自动化操作，大幅提高了实验通量，在这些实验流程中，无需科研人员时刻守在旁边进行手动操作。它能够精准地进行质粒提取，确保提取的质量和纯度，实现每天构建 200+ 质粒，克隆 400 个基因，比手动提升 20 倍；从 7 人减少到 0.5 人，缩减了 7 倍人工成本，质粒构建效率提升超过 90%，大大降低了实验成本；同时，还能够独立进行微生物筛选鉴定，确保高成功率。该平台可以在短时间内处理大量样本，满足高通量实验需求，显著提高了实验效率。
2）全自动蛋白定向进化实验
蛋白定向进化实验一直以来都是一项极具挑战性的工作，需要进行大量的蛋白检测和筛选实验，过程复杂且耗时，通量也受到限制。全自动蛋白定向进化实验可适用于全自动蛋白定向进化及高通量蛋白检测。自研的菌斑拍照计数仪可兼容多种孔板，一块孔板的拍照与计数时间低至 30 秒，每天做噬菌斑检测可以达到 240 块 96 孔板，大大提高了检测效率和检测通量。还验证了基于菌体的蛋白定向进化和基于酵母的蛋白定向进化流程，实现高通量蛋白定向进化服务、高通量蛋白无细胞表达等。此平台能够快速处理大量蛋白样本，实现高通量的蛋白定向进化实验，让实验变得更加高效、准确。
3）全自动细胞实验
细胞实验的复杂性不言而喻，从细胞培养到分析的全流程需要投入大量的精力。手动处理细胞的过程不仅繁琐，还容易对细胞造成损伤。全自动细胞实验平台可实现了细胞培养至分析全流程自动化，液体工作站配备自研倾斜模块，用于模拟手动处理细胞情况，荧光成像仪和高内涵系统满足不同场景下的细胞成像需求，从二维和三维层面反映细胞形态、数量、亚细胞结构等信息，为我们提供清晰、准确的细胞图像。此平台还可以应用于包括细胞系构建等其它细胞相关的实验，如类器官培养、高通量药筛等，是药物靶点发现和细胞生物学研究的强大工具。
人工构建类器官经常会遇到成功率低、效率低、通量低、样本易污染等问题。在类器官培养方面，平台也具有显著优势，能够提供稳定的培养环境，满足类器官生长的特殊需求。通过自动化的操作流程，对多个类器官样本的同时培养和监测，实现长周期 14 天可培养 280 块类器官样本板，类器官成功率超过 90%。同时，配合相关的检测系统，能够对类器官的发育过程进行详细地分析和研究，为类器官在药物筛选、疾病模型构建等方面的应用提供有力支持。
4）全自动建库测序实验
在多组学研究中，建库测序实验是一项关键的工作。然而，样本污染、不同的建库流程等等注意事项也着实困扰大家，并且通量问题也较为突出。全自动建库测序实验平台支持多组学研究，三个区域以防止样本污染，前区进行核酸处理，中区进行文库定量和质检，后区完成文库扩增和纯化，确保了实验的准确性和可靠性。通过 WGS、WES、转录组、单细胞测序等建库流程，适用于高通量 NGS 建库场景。该平台能够高效处理大量样本，实现高通量的建库测序实验，满足多组学研究对大量数据的需求。
3. 实验灵感资源宝库——「科研探索先锋官」
借助数智化平台以其强大的功能和丰富的资源，能够成为科研人探索未知领域的有力武器。通过构建庞大的知识图谱，涵盖基因、疾病、药物等关键实体及其关联信息，为我们提供了广阔的研究视野。利用深度学习技术，它能够为科研人提供创新思路和研究方向，帮我们发现潜在的科学问题和解决方案。在科研探索的第一线，为我们提供更多的灵感和思路。
镁伽创新开发出的 AI 蛋白预测模型，聚焦目标蛋白关键位点的局部空间结构。利用三维卷积神经网络进行各种蛋白质性质的预测和优化研究。
另外，镁伽自主研发的标签 iPS 细胞配合自主开发的谱系构建算法，能够帮助研究人员深入理解细胞分化与发育过程中的命运决定过程，推动发育生物学与再生医学发展，助力细胞与基因治疗公司 iPS 衍生产品的工艺优化。
4. 智能实验室管家——「精准物资调配师」
同时，我们也不用担心试剂耗材是否适配的问题。镁伽鲲鹏实验室通过自身强大的研发能力，50+ 自主设计和生产与实验设备、1,000+ 流程高度适配的试剂耗材，经过精心设计和严格测试，能够完美地与实验室的自动化平台相结合，降低成本 50% 以上。如在全自动分子实验中，适配的试剂能够确保质粒提取、文库构建和微生物筛选鉴定等流程的高效运行；在全自动细胞实验中，适配的细胞培养试剂和耗材为细胞生长提供了理想的环境，提高了类器官培养和药物筛选等实验的成功率。不仅能提高实验的准确性和效率，还能根据实验室的特定需求进行定制化生产，为科研人员提供了更优质、更适配的实验条件。
5. 智能调度与服务精灵—— 「超强算力能力者」
通过数据智能服务平台以其卓越的算力和智能化的服务，为科研人提供高效的实验管理和数据分析解决方案。智能调度系统能够根据实验需求和资源状况，自动优化实验流程和安排，提高实验效率和资源利用率。能够快速分析和处理大量的实验数据，为我们提供准确的数据分析结果和科学决策依据。
在这五位能力者的帮助下，镁伽鲲鹏实验室 3.0 进入 AI for Life Science 全新科研时代，我们也可以和李博一样让实验效率起飞：
● 集成自动化、信息化、AI 辅助图像识别等先进技术
● 实验效率提升超过 20 倍，缩短项目周期 50% 以上，快速获取精准实验结果
● 打造 24 小时无人值守「黑灯实验室」，实现实验室自动化和智能化，通量提升 40 倍
● 显著降低人力和试剂消耗成本 50% 以上，优化实验室运营效率
● 确保珍贵实验数据零丢失，保障研究成果的完整性
● 打通干湿闭关能力，加速生命科学发展与产业应用
就在 9 月 26 日，五位能力者已经集结完成，正式亮相镁伽 A 立方「进化不止，镁伽鹏实验室 MEGALAB 3.0 发布会」现场！来自政府、国家重点实验室、高校和科研院所、投资机构以及生命科学、体外诊断、生物医药等行业的近 200 位嘉宾共同见证了镁伽鲲鹏实验室从 1.0 版本到 3.0 时代的进化！
鲲鹏实验室 3.0 构建了「自动化 + 人工智能 + 生物学」的全方位能力矩阵，MegaInfomics 平台引入数字孪生技术，结合自动化岛台设备对数字化实验方法及结果进行高通量湿实验验证，实现最大产出、最高效率、最适配系统参数和最小样本与耗材损耗的实验室干湿闭环驱动运营，通过数据积累、计算力提升和 AI 模型优化，打造生命科学的数据工厂，推动行业进入数字化与智能化新时代。
同时，镁伽将持续拓展和完善实验室从自动化到数字化及智能化的整体技术框架，通过升级的分子、蛋白、细胞、建库测序、数智化这 5 大先进平台和各项软件技术，赋能智慧实验室建设与运营，借助「AI for Life Science」人机协同科研新模式推动科学探索和成果转化，从「高质量数据、低成本缩短项目时间 50% 以上、自产数据合规保障、自动化大规模提高实验通量几倍至几百倍、多样性应用于多种领域」这五大维度打造生命科学数据工厂，大幅提升科研效率，助力科研探索。尤其在药物研发和合成生物学领域，一键开启 AI 训练生成标准数据产品、大幅拓展 AI 专属能力精准定制综合解决方案，不断推动行业乃至国家的科技创新与发展贡献力量。
未来已来，智能化实验室的应用正在为科研助力，科研人与科技一同进化，用智能化实验室解锁更多可能。
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