一句话指令，实验室自己跑

北京时间 11 月 4 日晚，上海交通大学两项科研成果同时发表于《自然》杂志。其中，由计算机学院 IPADS 实验室陈海波、王肇国团队，联合化学化工学院、变革性分子前沿科学中心樊春海、王飞团队依托张江高等研究院 DNA 存储研究中心开展的研究，构建出一套名为 AutoDNA（思源一号）的 AI 原生科学实验室装置，能够自主完成分子生物学实验操作。该成果以《An AI-native experimental laboratory for autonomous biomolecular operations》为题在线发表，并获《自然》官网首页头条重点报道，同期”News & Views”栏目还刊发了斯坦福大学 James Zou 教授撰写的专题评述。

从”外挂式”到”AI 原生”

已有的 AI 自主科学实验室通常由专家预先配置仪器、规定实验流程并设定优化规则，再把人工智能接入文献检索、方案生成或数据分析等局部环节。这种”外挂式”架构虽能提升单个环节效率，却难以适应生物分子实验流程复杂、仪器类型多样，以及对实时执行、环境稳定和操作精度要求严格的特点。

AutoDNA 改而采用 AI 原生架构，通过模型、实验与仪器三者协同设计的思路解决问题。

三大设计要点

针对实验流程复杂的问题，AutoDNA 构建了面向实验的多智能体架构，将复杂任务分解为文献检索、试剂选择、方案设计、代码生成、硬件执行、结果分析和迭代优化等环节，并依据实验结果持续迭代调整后续方案，使模型贯通”设计—实验—优化”全过程。

针对仪器种类多、跨设备协作困难的问题，AutoDNA 将各类仪器的能力提炼为适合模型理解和调用的”原子服务”，以自然语言说明和统一代码接口告诉模型每台设备”能做什么、如何调用”，从而屏蔽不同型号仪器的底层差异，生成、检查和修正跨设备控制代码。

针对实验对实时性、稳定性和操作精度的严格要求，AutoDNA 将高精度自动化硬件与实验执行调度系统相结合，硬件提供微米级定位和微升级液体处理能力，系统则负责程序检查、仪器状态跟踪和资源调度，使多个实验任务在满足时序与操作约束的前提下有序运行。平台还集成了基于 OpenHarmony 操作系统的控制终端。

落地验证：从核酸检测到 DNA 存储

研究团队展示了 AutoDNA 在核酸检测、酶促 DNA 合成、癌症检测等场景中的应用验证。更进一步的，研究团队将其作为产线级 DNA 存储装置，进行全流程端到端的大数据 DNA 信息存储：从用户的数据写入和读取要求出发，衔接编码、DNA 合成、保存、测序和解码等环节。整个读写周期共执行 11382 次硬件操作，最终准确恢复了此前写入 DNA 的信息，验证了系统在长时间运行中协调多类设备、完成复杂实验流程的能力。

这项研究得到了国家自然科学基金、上海市基础研究先行区项目、上海市科技重大专项、教育部基础学科和交叉学科突破计划以及新基石科学基金会的支持。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-026-11228-6