从自动化到智能化，Ginkgo推出自主实验室

想象一下，未来生命科学三巨头《Science》、《Nature》、《Cell》杂志上，论文的作者可能不再是人类的名字，而是一个人工智能系统。这听起来像是科幻小说，但美国合成生物学龙头企业Ginkgo Bioworks正在让它逐渐成为现实。

最近，这家公司在摩根大通医疗健康大会上提出了一个革命性理念--自主实验室，并直接将他们的可重构自动化小车（RAC）系统搬到了会议现场进行演示。2025年12月，美国能源部投资4700万美元为太平洋西北国家实验室部署Ginkgo系统，对其进行了战略支持。Ginkgo则提出了2026年的三大目标：部署客户现场自主实验室、扩建波士顿前沿自主实验室、提供优质CRO服务与Data Points服务。那什么是自主实验室？

什么是自主实验室？

简单来说，作为的科研方式，自主实验室主要分为两个部分--”AI和自动化”。由AI作为“智慧大脑”，做实验的自动设计；由自动化作为“执行手脚”，做实验的自主执行。AI实验设计完成之后，传递给自动化实验室进行实验，之后再将完成的实验数据回传给AI进行实验方案的优化设计，最终实现全链路的自动化实验闭环。

与传统实验室有什么不同？

传统实验室：需要按照预设的程序机械重复，灵活性差，改变实验需人工重新配置

自主实验室：具备AI实时决策能力，能根据实验结果自主调整优化，形成“假设-实验-学习”的智能闭环

Ginkgo引入了类似自动驾驶的分级框架--实验室自主化等级（LoLA，0-5级）。在实验过程中，科研工作者的角色也从“实验设计操作者”、“程序员”逐渐演变为“AI训练师”、“自主实验室管理员”。

0级：无自主权--人类全手动操作；

1级：窄实验室自动化--人类编程，自动化设备独立执行单一协议；

2级：通用实验室自动化--人类编程，自动化系统能并行执行多种不同协议；

3级：有条件自治--AI代理接收人类自然语言指令，驱动实验室执行，无需人工编程调试；

4级：高度自治--AI代理能自主分析文献与数据，制定实验计划，人类仅提供研究方向或假设；

5级：完全自主--在全领域、全流程（从研究方向到实验执行）无需人工干预。

自动化小车：自主实验室的“手”和“脚”

Ginkgo的可重构自动化小车（RAC） 是自主实验室的核心硬件平台。这不是普通的机器人，而是一个模块化的移动实验室：可装载上百种实验室设备（移液器、离心机、PCR仪等）支持多任务并行运行，即插即用，可规模化扩展，解决了传统固定式自动化系统缺乏灵活性的痛点。

目前，Ginkgo构建了3个RAC系统的蓝图--DNA组装与微生物菌株工程RAC系统、小分子药物发现RAC系统、高通量哺乳动物生物学RAC系统。通过多RAC模块的集成联用，简化了传统生命科学实验的流程，实现了智能自动化。

DNA组装与微生物菌株工程RAC系统（13个RAC模块）

国内，蓝华生物团队也进行了“自主实验室”构建的尝试，目前已经到了“2级”阶段。整体借鉴空间站对接的创意及Ginkgo的RAC设计理念，以机械臂导轨为中轴，两侧部署可重构自动化小车（RAC）形成灵活的“功能岛”，即插即用。

相比于Ginkgo的“环形”RAC系统，蓝华生物的各可重构自动化小车（RAC）与导轨间采用一体化的标准接口，占地更小，灵活多变，可快速更换实验设备和流程，也方便了模块的拓展和改造。

蓝华生物“2级自主实验室”（多个可重构自动化小车组成的“功能岛”）

目前，蓝华生物基于自主实验室平台技术搭建的自动化菌株筛选平台在国内知名合成生物企业蓝晶微生物已经投入运行两年，成功将实验通量提高了两个数量级、研发周期缩短了70%，助力PHA的研发生产。

未来，蓝华生物将继续开拓前端AI智慧大脑,在“2级自主实验室”的基础上继续研发升级，助力更多研发科学家们提高实验效率，发展技术创新，从“中国制造”逐步走向“中国创造”。

原创作者：北京蓝华生物技术有限公司