近日，「进化不止·镁伽鲲鹏实验室MEGALAB 3.0发布会」在镁伽A立方顺利举行，正式揭幕完成进化迭代的镁伽智能化自动化生物实验室。镁伽以多年深耕的扎实功底与前瞻洞察打造的超级生产力工具，拥抱即将进入数字化与智能化全新时代的行业变革。

镁伽鲲鹏实验室3.0专注于细胞基因编辑、高通量药物筛选、类器官自动化、中医药研究发现、合成生物学等多个前沿领域，将工程技术与生命科学深度融合，通过深厚的数据积累、计算力的飞跃提升，以及AI模型的持续迭代与优化、首次引入的数字孪生技术，筑建起生命科学的数字工厂，成功实现“自动化+人工智能+生物学”全方位的能力布局。

生命科学实验室进入5.0时代，镁伽如何完成引擎装配超速迎接科学浪潮？

AI for Science，智慧实验室如何实现真正意义的落地使用？

镁伽鲲鹏实验室3.0如何进行高速迭代的科学探索、加速重大科学发现？

以下是镁伽科技创始人兼首席执行官黄瑜清、镁伽科技联合创始人兼首席运营官张琰、镁伽科技首席科学家方攀峰在现场的实录分享。

从L1到L5，打造生命科学的数据工厂

生命科学，一个延续数百年的行业，它的实验室也经历了从传统手工（1.0）到单机自动化（2.0）、级联自动化（3.0），再到流水线自动化（4.0）的变革。随着技术成本的降低、工程技术的提高，以及人工智能技术的发展，生命科学实验室即将迎来5.0时代，这个时代的实验室一定是干实验和湿实验结合，人工智能和自动化结合，用数据驱动的新一代的实验室。

镁伽用A立方“自动化（Automation）、人工智能（AI）和行业应用（Application）”来概括自己的核心竞争力，而镁伽鲲鹏实验室3.0作为镁伽核心技术和产品的有机结合，构筑了一个涵盖“自动化+人工智能+生物学”的多方位能力生态体系。我们希望通过机器人和自动化解放科学家的双手，以相比于人类传统实验室高100倍的速度执行湿实验；同时，用人工智能武装科学家的大脑，辅助实验的设计和决策。

因此，镁伽鲲鹏实验室3.0以干湿实验闭环能力为基础，不断积累数据、提升计算力、迭代AI模型，并引入数字孪生技术，致力于打造一个生命科学的数据工厂，重塑科学研究范式，加速生命科学实验室5.0时代的到来。

镁伽鲲鹏实验室经历了1.0、2.0到3.0三个阶段的发展，取得了许多成就，这些成果背后镁伽也付出了巨大努力。智慧实验室是一个极端复杂的系统工程，本质上来说是整合一系列的广泛实验工具，并在工具上产生大量的数据，我们需要用到很多大数据、云计算的技术以及基于这些技术引入人工智能的模型，实现一个闭环。镁伽不断投入，经过多年的沉淀我们首次提出了一套智慧实验室的整体技术架构。

我们将智慧实验室的技术发展架构分为五层：

第一层是基础的仪器和自动化的硬件，来实现最基本的单点自动化；

第二层是实验的调度和过程的控制，来实现自动化工作流的整合；

第三层是实验室的高级应用，比如实验的无人化智能化的调度，电子实验记录、设备、资产项目的信息化管理；

第四层才来到了数据。我们认为，数据是核心资产，数据安全是所有解决方案和技术架构中的核心痛点。

今天是镁伽鲲鹏实验室3.0新的起点，我们努力通过各个产品线的快速迭代和升级，让实验通量相比于前一代可以提升40倍，数据生成的能力提升100倍，数据处理能力提升1,000倍！人工智能时代，数据是科学领域的“石油”，镁伽鲲鹏实验室3.0立志成为生命科学行业的数据工厂，不仅是为镁伽服务，也愿意为更多的药企、科研机构以及合作伙伴开放我们的能力，共同推进行业的进步。

我坚信，超级人工智能的降临只是时间问题。在生命科学行业，比科学家聪明一万倍的人工智能系统一定会在有生之年实现。自动化系统可以比人类实验员、人类科学家在动手能力上要强100倍以上，而人工智能和自动化结合的新一代实验室效率将比传统实验室高出100万倍，这将带来行业革命性的改变——癌症将变成慢性病，阿尔兹海默和帕金森将不再是不治之症，诸多领域都将发生翻天覆地的提升。镁伽致力于用持续不断的研发和创新制造超级生产力工具，加速超级人工智能时代的来临。

AI for Science，让智慧实验室触手可及

科学是人类认知与改变世界的手段，基于可解释性和可观测性预测客观物理世界，形成系统性知识体系。关于AI for Science（AI4S）的实践，以Google DeepMind的Alphafold 3为例，它利用AI技术预测蛋白质结构，仅需输入氨基酸序列，几分钟内即可精确预测，极大缩短了传统方法所需的时间；NVIDIA的“地球2号”，基于地理、气象等数据可成功预测地震和极端天气。他们的成功真正体现了AI对科学实验效率提升的强大助力。

科学发展历经了四个范式：基于经验、理论推导、计算科学和大数据驱动，目标是预测真实世界。图灵奖获得者James Nicholas Gray 在《科学发现的四个范式》中提出的观点形象地解释了这一过程：客观物理世界（X）通过函数（θ）和人类知识体系推理，产生与真实世界的偏差（ε）。AI可以通过加速推理和计算，结合四个范式，使θ函数更接近真实世界，实现精准预测，这个就是我认为AI for Science的终极目标。

因为生命科学的复杂性远超物理、化学等领域，人类对其认知尚浅，所以需要更多观测、实验和高质量数据积累。镁伽鲲鹏实验室3.0通过设计实验、实施实验、测试结果，并根据结果调整模型形成干湿闭环，加速模型迭代，帮助人类在生命科学领域做出更为精准的预测。

镁伽鲲鹏实验室3.0基于三大理念全方位赋能智慧实验室的建设与运营，让其不仅建得起来而且用得起来。

建得起：镁伽已成功部署超过150台套智能化平台，旨在成为智慧实验室建设的标杆。通过不断积累经验、改进技术，并开创性引入数字孪生技术（Laminar数字生产软件平台），实现“先胜后战”，高精度仿真模拟，将建设智慧实验室的各项风险尽可能降低。

用得起来：很多智慧实验室建成的时候，可能方案设计没有经过仿真、考虑不充分等诸多原因，很难用得好，我们可以通过数字孪生技术的实践有效解决这一痛点。还有一个非常重要的因素是具备综合能力的应用团队。镁伽拥有强大的应用开发团队，包括超过100位生物背景和300多位工程技术背景的同事，以及资深的跨学科专家，确保实验室能够高效运行、满足多样化的市场需求。

用得起：智慧实验室建成后，通量大幅提高，但运营成本也相应提高。镁伽也充分地考虑到这些方面的挑战，并做出了有效对策。第一，通过我们自主研发、开模、生产、验证、测试等阶段储备下来的1,000+耗材型号，可适配自动化应用场景，将成本降低70%。第二，实验室自动化可以减少生物材料使用量，使体系缩减到原来的1/4 、1/16甚至更小。镁伽已自主研发并与很多试剂行业的合作伙伴共同开发出了100+的试剂盒产品。第三，镁伽通过自主研发的仪器，可解决昂贵、卡脖子或交期长的实际痛点，为客户提供更多选择，推动中国制造仪器走向世界。 

从理论到应用，加速生命科学成果转化

AI for Science是人类科学家与AI协同设计并推动实验的一种新工具，它包含两层含义：一是高通量、高速迭代的大规模实验室；二是对传统实验室进行自动化、数字化和智能化的改造。

我将就第二层含义简要介绍镁伽鲲鹏实验室3.0的5大先进平台。

全自动分子实验平台：自动化实现分子克隆、基因合成、酶切线性化等分子相关工作。单日可完成400个克隆，效率提高90%，人工成本大幅降低。

蛋白定向进化平台：通过分子进化，几周内完成纳米抗体等蛋白的进化，通量提升10倍，且稳定性显著提高。自研的噬菌斑自动拍照计数系统单日可拍240块96孔板，提高效率。此外，该平台还可进行无细胞表达、高通量ELISA等实验。

全自动细胞实验平台：通用的细胞培养自动化平台，可用于类器官开发、高通量药筛等。单日可以完成50块96孔或384孔板的检测，30块板子2D或3D的精细细胞结构拍照。该平台还能实现高通量的基因敲除和敲录。可培养多种肿瘤类器官，支持长周期预约。13-14天培养周期内，可完成20块板子的自动循环，且有额外120块板子用于药筛。

全自动建库测序实验平台：包括RNA测序、DNA测序等，单日可完成4乘96孔板的建库，效率提升70%，人力成本减少2/3。

数智化平台：全流程生信自动分析平台，对基因组、转录组，表观遗传学等进行全流程自动化分析。构建蛋白质性质预测模型，设计并提高蛋白稳定性，溶解度，耐pH等特性。 

刚才我介绍了几个岛台的基础功能，现在从应用角度来展示一下它们联合使用的功能。以类器官开发为例，镁伽鲲鹏实验室3.0可实现：

集成化知识库：平台集成了十几种肿瘤类器官和几种iPS诱导类器官的培养，用户无需再四处查找培养方案，直接调用即可；

灵活建库与药筛：提供多种建库和药筛方案，可灵活自由组合，简化调用过程；

一键式培养：用户可一键调用特定类器官的培养方式，软件可统筹安排多种类器官自动化流程，提高实验灵活性和一致性；

关键数据提取：在类器官自动化领域，通过药筛前后的单细胞测序提取关键信息，与临床数据结合，优化培养方式。目前，胃肠道的肿瘤类器官，80%的药筛结果匹配临床上的客观响应结果，大大提高患者的生存期。通过分析给药前后的类器官单细胞测序数据，可进一步优化类器官培养和药筛方案，使临床应用的客观响应率提高到85%甚至更高。同时，针对临床不响应的15%的案例数据深入分析，可找到其不响应的分子机制，为新的药靶发现提供线索。

而关于药物筛选服务，镁伽鲲鹏实验室3.0可实现：

知识库构建：药筛服务集成了酶学切筛选、细胞因子筛选、细胞通路筛选以及基于cell painting的细胞图片筛选等多种方案，可灵活调用；

高精度仿真：Laminar系统高精度仿真预知结果，降低药筛过程中的风险和通量瓶颈；

全流程自动化与数据记录：药筛全流程自动化，通过软件自动生成包含仪器运行、工艺流、质量控制和结果分析等全流程记录。阳性药筛结果可进一步复现，试验样本可通过自动调度机器人，连接到自动化建库、测序和生信分析流程。

在镁伽鲲鹏实验室3.0这一先进平台上，我们正深入探索AI for Science新范式下生物学实验的革新路径。我们大胆设想，如果基础科学研究的效率能跃升1,000倍，尤其是在生命科学领域，全球将迎来怎样的变革。

镁伽鲲鹏实验室3.0致力提升实验室效率，不仅将高通量平台的效能提升了40倍，还在数据治理层面进行了精心布局——Autobio智能调度系统的引入，以及LibraX数据智能服务平台的建立，分别将自动化应用的效率提高了10倍，并显著优化了数据的结构化与协同处理效率。此外，在AI for Science的场景下，AI工具与数据科学家的紧密合作，使得新模型算法的应用效率实现了20倍的飞跃。

我们聚焦于探究生命科学中的一系列宏大且开放的问题，诸如癌症的起源与治疗、病毒的进化与抗体药物阻断，以及探究生命的起源与发育奥秘等。以胚胎发育为例，我们研究多能干细胞在体外分化为人体200余种主要细胞这样的重大科学问题，系统来看这个问题目前还在较为初始的研究阶段。同时我们提出了解决当前技术瓶颈的应对策略——自动化平台结合谱系追踪技术。该技术借助CRISPR/Cas9遗传追踪体系对细胞进行标记，追踪其分化与分裂的轨迹，从而获取具有强关联性和因果关系的宝贵数据。我们计划在镁伽鲲鹏实验室3.0平台上实施谱系追踪，以期重建不同分化路径的通路，并构建覆盖整个发育过程的数据图谱。

高质量数据的获取是生命科学实现突破性进展的核心。镁伽鲲鹏实验室3.0可在实验设计阶段确保数据的因果关系与强逻辑关系；在实验环节，则利用谱系追踪技术结合高通量平台、自动化与数据化平台，迅速完成单细胞建库与测序，生成高质量的数据集。同时，数据治理与算法也可助力高质量数据的产出——Autobio平台能够自动提取数据，而LibraX数据中台则负责数据的治理与调用，促进数据的协同处理与快速产出。

未来，我们期望通过这些不懈的努力，构建出数字化的发育图谱，对细胞治疗、再生医学以及疾病发育机制等领域产生深远影响，并推动对胚胎发育核心规律的深刻认识。

从AI for Science到AI for Life Science，镁伽鲲鹏实验室3.0正以前瞻性的视角，引领着生命科学领域迈向高质量数据生成的新纪元。这一跨越，不仅标志着技术边界的拓宽，更是对生命科学未来发展路径的深刻洞察与积极塑造。镁伽致力打造生命科学加速器，迎接AI for Science范式下的科学浪潮。