當(dāng)下，全球科技博弈版圖加速重構(gòu)，產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控已成為決定競爭身位的關(guān)鍵變量。我國在芯片、高端制造、新材料及生物醫(yī)藥等核心領(lǐng)域，仍深陷“卡脖子”困境，阻滯了產(chǎn)業(yè)向全球價值鏈中高端躍升。究其根源，既在于底層基礎(chǔ)理論“從0到1”的原始創(chuàng)新匱乏，更受制于科技成果“從1到N”工程化驗證能力的短板，大量前沿技術(shù)因缺乏工藝驗證與中試熟化而止步于實驗室，難以轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，這正是當(dāng)前科技與產(chǎn)業(yè)“兩張皮”現(xiàn)象的癥結(jié)所在。

破局之道，在于變革。軟通動力AI創(chuàng)新研究院攜手中科院院士趙宇亮指導(dǎo)的中科院國家納米中心研究團隊，聯(lián)合共創(chuàng)了科學(xué)智能品牌“谷硅動力”，并在SCI頂刊首次發(fā)表“TBO硅基實驗室”的概念，致力于以通用范式極大程度降低科研成本，推動科學(xué)研究工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化。我們解構(gòu)了頂尖科學(xué)研究過程在THINK（思考）-BUILD（構(gòu)造）-OPERATE（自動化實驗室·驗證）等環(huán)節(jié)進行全面AI驅(qū)動的可能性和必要性，并且進行了大量的實驗驗證，趙院士稱之為“納米藥物科研和產(chǎn)業(yè)化的新范式”。

《硅基驅(qū)動的藥物發(fā)現(xiàn)：納米醫(yī)學(xué)科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的范式轉(zhuǎn)變》，發(fā)表在《今日納米》（SCI頂級期刊）

作者：金亞東a, 周義廷a, 趙化建a, 徐卓a, 金知非a, 孟幻b, 李素萍b, 晏亮b, 王會b, 征甲甲b, 高興發(fā)b, 趙宇亮b,d*

a軟通AI研究院

b中國科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性實驗室

c中國科學(xué)院納米科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

d暨南大學(xué)納米智造研究院

硅基實驗室（Silico-driven Discovery）遠不止是一個自動化實驗室，它以數(shù)據(jù)為燃料、算法為引擎、自動化設(shè)備為執(zhí)行者，實現(xiàn)科研過程的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；c智能化。硅基實驗室的本質(zhì)，是構(gòu)建一套 “AI驅(qū)動的科學(xué)發(fā)現(xiàn)工業(yè)母機”，它的核心，是一個名為“TBO”的完整閉環(huán)系統(tǒng)。TBO不僅僅是三個功能模塊，更是一條從比特（Bits）到原子（Atoms）再回歸比特的價值增值流水線。

THINK（硅基思考）：這是一個主動的“知識治理引擎”。它能每日吞吐全球數(shù)千萬篇文獻與實驗數(shù)據(jù)，通過精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)投喂，多智能體辯論，剔除AI幻覺，主動涌現(xiàn)出高置信度的原創(chuàng)科學(xué)假設(shè)。

BUILD（智能構(gòu)建）：這是一個“精準(zhǔn)設(shè)計中心”。它運用“數(shù)據(jù)驅(qū)動+知識驅(qū)動”的雙輪模式，將假設(shè)轉(zhuǎn)化為包含完整合成路徑與參數(shù)的可執(zhí)行數(shù)字藍圖。

OPERATE（協(xié)同執(zhí)行）：這是一個“軟件定義的操作系統(tǒng)”（OSS）。它通過通用指令層指揮各類實驗設(shè)備自動執(zhí)行，并全量記錄過程數(shù)據(jù)，實時回流優(yōu)化模型。

圍繞硅基實驗的TBO系統(tǒng)，我們打造了六大智能體，組建一支“不知疲倦的AI科研團隊”：

文獻解析員：自動提取 PDF 圖表與結(jié)論，大幅提升論文學(xué)習(xí)效率；

假設(shè)生成員：利用群體智能進行辯論，從混亂中涌現(xiàn)出新的靶點；

分子設(shè)計員：生成高潛力的候選結(jié)構(gòu)；

實驗評審官：虛擬評估毒性及成藥性，提前規(guī)避風(fēng)險；

云實驗室調(diào)度員：遠程調(diào)度真實的合成與檢測設(shè)備；

數(shù)據(jù)回流分析員：實時反饋實驗數(shù)據(jù)，持續(xù)優(yōu)化模型。

結(jié)合TBO系統(tǒng)與多智能體協(xié)同，科學(xué)家無需關(guān)心復(fù)雜的模型細節(jié)與底層設(shè)備，只需像與助理對話一樣，通過自然語言輸入指令，比如輸入"探索肝臟炎癌轉(zhuǎn)化機制"，系統(tǒng)即自動完成：文獻挖掘→假設(shè)生成→分子設(shè)計→虛擬篩選→實驗驗證→數(shù)據(jù)回流的全流程，無需跨平臺操作，真正實現(xiàn)"像指揮團隊一樣做科研"。

基于此，我們在納米機器人、癌癥基因等領(lǐng)域進行了嘗試與驗證，均取得了突破性進展。

高效文獻綜述（納米機器人研究）：基于4000萬篇文獻元數(shù)據(jù)，實現(xiàn)12小時全自動知識提煉。通過多模型評估與反思，精準(zhǔn)篩選出2000篇核心文獻，自動生成4萬字可溯源綜述，大幅提升科研效率。

智能假設(shè)推演（癌癥基因編輯）：AI科學(xué)家僅用10分鐘，通過15輪ELO錦標(biāo)賽博弈，將初始假設(shè)優(yōu)化為20組高分方案。在精準(zhǔn)點評優(yōu)劣與爭議的同時，輸出具備強實操可行性的前沿路徑，獲人類科學(xué)家認可。

靶點發(fā)現(xiàn)引擎（肝癌標(biāo)志物）：構(gòu)建超50萬樣本轉(zhuǎn)錄組大模型，并協(xié)同“靶點發(fā)現(xiàn)智能體”模擬專家邏輯。采用“數(shù)據(jù)驅(qū)動+理論推理”雙引擎模式，有效克服數(shù)據(jù)噪聲與解釋性不足，精準(zhǔn)鎖定高價值生物標(biāo)志物。

鑒于硅基實驗室在多元科研場景中的優(yōu)異表現(xiàn)，我們成功中標(biāo)某國家級科研機構(gòu)“硅基實驗室平臺THINK科研智能體項目”，為其提供涵蓋智算基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、AI中臺建設(shè)及智能體開發(fā)的一站式解決方案，以數(shù)字化手段深入理解并重構(gòu)科研探索流程。

硅基實驗室的出現(xiàn)，實現(xiàn)了三大核心科研場景的重構(gòu)：成為源頭創(chuàng)新的引擎、打通臨床研產(chǎn)閉環(huán)、打造普惠的科研網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，通過整合領(lǐng)域?qū)Ｓ霉ぞ哝?、大?guī)模AI模型和協(xié)同運作的“自動化實驗室”，硅基實驗室有望加速復(fù)雜且多學(xué)科交叉的研究，同時降低成本和研發(fā)周期。最終，AI、先進的自動化實驗室和全球科研網(wǎng)絡(luò)的融合，有望成為中美兩個大科研時代軍備競賽中“輸出的終極形態(tài)”。

從芯片材料體系的工藝優(yōu)化，到創(chuàng)新藥物的靶點驗證，再到高端制造中關(guān)鍵配方的可控制備——硅基實驗室正在以"AI驅(qū)動+自動化驗證"的方式，精準(zhǔn)切入產(chǎn)業(yè)升級中最難、最慢、最貴的環(huán)節(jié)。我們相信，唯有將科學(xué)發(fā)現(xiàn)的觸角真正延伸到產(chǎn)業(yè)一線，才能打通從"實驗室"到"生產(chǎn)線"的最后一公里。時代召喚在前，軟通動力挺膺擔(dān)當(dāng)。我們將持續(xù)深耕，以AI4S為支點，為千行百業(yè)培育新質(zhì)生產(chǎn)力注入源源不斷的"智"動力，助力數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟實現(xiàn)深度融合與高質(zhì)量發(fā)展，在科技強國的征途上貢獻更多"軟通力量"。