Opentrons AI顛覆實驗室自動化：零代碼操作移液工作站，合成生物學研發(fā)效率提升300%
在生物醫(yī)藥研發(fā)領域，一場由AI驅動的自動化革命正在加速滲透。近日，全球開源實驗室自動化領導者Opentrons正式推出AI智能控制平臺，通過自然語言交互徹底消除編程門檻，讓科學家通過語音指令直接操控移液工作站等高精度設備。該技術已在卡內(nèi)基梅隆大學、浙江大學等頂尖機構的藥物遞送、高通量篩選中實現(xiàn)規(guī)?；涞亍?/p>
一、破局自動化“高門檻”痛點
據(jù)行業(yè)調研顯示，全球科學家與自動化設備比例僅為10:1，傳統(tǒng)移液工作站等設備長期受困于兩大瓶頸：一是依賴專業(yè)編程人員配置復雜實驗協(xié)議，二是封閉式硬件系統(tǒng)難以適配創(chuàng)新實驗場景?！爱攬F隊需要優(yōu)化光催化反應條件時，往往要耗費數(shù)周編寫設備控制代碼。”浙江大學某合成生物學團隊負責人指出。這種現(xiàn)象直接導致近70%的實驗室仍依賴人工操作，嚴重制約了藥物遞送、抗體篩選、蛋白組學分析、類器官構建等關鍵研究的進程。
二、三大技術重構自動化范式
Opentrons AI的突破性在于構建了深度適配實驗場景的智能中樞：
1、自然語言協(xié)議生成：科學家直接輸入“將A板樣品轉移至B板，37℃震蕩孵育30分鐘”等指令，系統(tǒng)自動生成可執(zhí)行代碼，并完成移液工作站路徑規(guī)劃
2、云端仿真預演：通過數(shù)字孿生技術預測試驗沖突，將實驗失敗率降低60%
3、模塊化硬件生態(tài)：開源API支持無縫擴展PCR熱循環(huán)、磁力架等模塊，滿足合成生物學、高通量蛋白組學、標準化類器官構建等復雜工作流需求。
值得關注的是，其底層算法基于實驗室場景專項訓練的Claude3.7大模型，已覆蓋基因組學、蛋白組學、類器官培養(yǎng)與分析等8大領域的協(xié)議庫，預置超千種高通量篩選方案，包括復雜樣本的蛋白組學預處理和高通量類器官構建。
三、頂尖實驗室驗證效能躍升
在卡內(nèi)基梅隆大學的實證研究中，該平臺僅用4分鐘就精準復現(xiàn)了諾獎級實驗流程，成果榮登《Nature》封面?！拔覀儸F(xiàn)在每天通過語音指令調度移液工作站完成3000+次精準移液?！表椖控撠熑薌abe Gomes表示。
同樣取得突破的還有德克薩斯大學醫(yī)學分校的疫苗研發(fā)團隊。通過Opentrons Flex設備與AI系統(tǒng)的深度耦合，其藥物遞送實驗通量提升3倍，研發(fā)周期壓縮50%以上。
國內(nèi)標桿案例來自浙江大學化學工程與生物工程學院。據(jù)《Nature Communications》最新論文顯示，該校利用GPT-4框架驅動Opentrons 移液工作站，為自動化化學合成樹立新范式。
四、開放生態(tài)加速產(chǎn)業(yè)滲透
“讓每個科學家擁有10臺機器人不是愿景，而是可量化的技術演進路徑。”O(jiān)pentrons全國銷售總監(jiān)原菲在近期研討會上透露，其開源硬件生態(tài)已覆蓋全球超10,000臺設備。
當“零代碼”操作成為科研基礎設施，那些曾被編程門檻阻擋的創(chuàng)新力量，正在打開精準醫(yī)療、深度蛋白組學研究、規(guī)模化類器官應用與合成生物學的新可能。
