總部位於布魯克林的實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化公司Opentrons推出了其新款 Flex 機(jī)器人技術特點，旨在為生命科學(xué)家擴(kuò)大使用先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化的管道充足。在最近的電子郵件訪談中，Opentrons 執(zhí)行長 Jonathan Brennan-Badal 強(qiáng)調(diào)調整推進，Opentrons Flex 機(jī)器人旨在為生命科學(xué)家提供一個(gè)技術(shù)先進(jìn)但經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的自動(dòng)化平臺(tái)。他指出推廣開來，該機(jī)器人旨在執(zhí)行各種實(shí)驗(yàn)同時，包括由大型語言模型 (LLM)（如 ChatGPT）設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。

人工智慧產(chǎn)生的生命科學(xué)自動(dòng)化協(xié)議

Brennan-Badal 解釋道：「毫不誇張地說意見征詢，LLM 將徹底改變我們在生命科學(xué)領(lǐng)域設(shè)計(jì)自動(dòng)化方案的方式〈蟠筇岣?！筄pentrons 與LLM 的兼容性使得「為科學(xué)文獻(xiàn)中每項(xiàng)有據(jù)可查的手動(dòng)實(shí)驗(yàn)以及每項(xiàng)市售的分子生物學(xué)試劑盒創(chuàng)建AI 生成的自動(dòng)化方案」成為可能的必然要求。他認(rèn)為，這種能力將極大地影響生物實(shí)驗(yàn)的速度和規(guī)模取得了一定進展。

目前完善好，由於研究人員努力優(yōu)化樣本類型、DNA 產(chǎn)量和品質(zhì)以及可重複性等變量積極參與，開發(fā)和改進(jìn)單一核酸萃取方案可能需要大量時(shí)間問題分析，從幾週到幾個(gè)月不等。 「使用人工智慧可以大大改進(jìn)這個(gè)過程交流研討，」Brennan-Badal 說更加完善。

Flex 設(shè)計(jì)旨在支援經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化

除了專注於人工智慧之外，Opentrons 還致力於透過強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性和效率建設應用，在擁擠的實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化領(lǐng)域與 Labcyte支撐作用、Tecan 和 Thermo Fisher Scientific 等知名公司爭奪一席之地。 Brennan-Badal 表示：「就整體支出而言動力，F(xiàn)lex 的成本約為其市場同類產(chǎn)品成本的十分之一同時。」他將成本降低歸功於該公司在製造流程和供應(yīng)鏈管理中採用垂直整合效高性。

Brennan-Badal 表示產能提升，F(xiàn)lex 機(jī)器人的設(shè)計(jì)目標(biāo)是一天內(nèi)就能安裝完成適應性。該系統(tǒng)可以透過更換移液器和硬體模組在短時(shí)間內(nèi)重新配置節點。他將這種模組化歸功於產(chǎn)品設(shè)計(jì)通過活化、設(shè)備上的顯示說明和支援自動(dòng)校準(zhǔn)的智慧感測器。

該公司還設(shè)計(jì)了 Flex的特點，使其具有學(xué)習(xí)能力健康發展。 Brennan-Badal 解釋說，該機(jī)器人的開放應(yīng)用程式介面 (API) 與「實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)」程式相容大數據，包括 AI 驅(qū)動(dòng)的代理長效機製，以支援未來 AI 整合的發(fā)展。

「對於軟體數字技術，我們有一個(gè)無程式碼協(xié)議設(shè)計(jì)器GUI奮戰不懈、一個(gè)可供下載的經(jīng)過驗(yàn)證和社區(qū)提交的協(xié)議的開放存儲(chǔ)庫，以及一個(gè)記錄詳盡的Python API知識和技能，適合那些想要最終控制其協(xié)議或?qū)⒌谌皆O(shè)備或軟體與機(jī)器人整合的人取得顯著成效，」Brennan-Badal 說。

實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化中的人工智慧：增強(qiáng)靈活性和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

激發(fā)人們對生成式 AI 平臺(tái)興趣的因素之一是它們能夠使用多種語言進(jìn)行編碼實現。 Brennan-Badal 指出不容忽視，F(xiàn)lex 充分利用了這種能力。 「我們已經(jīng)證明服務體系，包括ChatGPT 3.5 和4 在內(nèi)的LLM 可以編寫和更正可執(zhí)行Python 程式碼說服力，以自動(dòng)化Opentrons 機(jī)器人上的連續(xù)稀釋和分裝等實(shí)驗(yàn)，並且我們開始獲得更複雜協(xié)議的良好數(shù)據(jù)分析，」他說表示。

「由Gabe Gomes 領(lǐng)導(dǎo)的卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員創(chuàng)建了一個(gè)AI 代理，該代理結(jié)合LLM 來設(shè)計(jì)化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)非常激烈，然後使用這些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作為輸入來生成Python 代碼競爭力所在，從而成功地在Opentrons 機(jī)器人上自動(dòng)執(zhí)行反應(yīng)，」Brennan-Badal 指出實力增強。這項(xiàng)研究在預(yù)印本《大型語言模型的新興自主科學(xué)研究能力》中被重點(diǎn)介紹體系流動性。

Opentrons 開放且文檔齊全的 API 與此類程式相容。 Brennan-Badal 斷言：「LLM 可以在 Opentrons 的大量自動(dòng)化和協(xié)議數(shù)據(jù)上進(jìn)行訓(xùn)練帶來全新智能，以產(chǎn)生新的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)協(xié)議實現了超越。」他指出去完善，這種能力使其平臺(tái)在 AI 框架內(nèi)工作的能力面向未來橋梁作用。

開源哲學(xué)

開源技術(shù)是 Flex 機(jī)器人設(shè)計(jì)的核心要素，這可能對科學(xué)界產(chǎn)生影響求索。 Brennan-Badal 表示讓人糾結，開源方法可以透過實(shí)現(xiàn)平臺(tái)開發(fā)和整合以及促進(jìn)協(xié)議和知識(shí)共享來支援科學(xué)家規模。

Flex 機(jī)器人的開源精神對科學(xué)界具有重大意義。 Brennan-Badal 認(rèn)為：「開源從兩個(gè)基本方面支持科學(xué)家基石之一。它解放了科學(xué)家去做新的事情聯動，包括在平臺(tái)上構(gòu)建和與其他硬體和軟體整合。它促進(jìn)了協(xié)議和知識(shí)的共享共同努力，讓世界各地的科學(xué)家能夠重複彼此的工作行業內卷。

Brennan-Badal 也強(qiáng)調(diào)了 Opentrons 在疫情初期發(fā)揮的作用，並指出其自動(dòng)化能力如何簡化了實(shí)驗(yàn)室工作流程逐漸完善。他強(qiáng)調(diào)了 OT-2 模型在 Opentrons 位於紐約市的疫情應(yīng)對實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用的過程中，該模型為 COVID 樣本處理做出了貢獻(xiàn)。

人工智慧和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化助力生命科學(xué)的未來

展望未來廣泛關註，人工智慧（尤其是大型語言模型 (LLM)）與實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化的結(jié)合可能會(huì)對生命科學(xué)的未來產(chǎn)生影響促進進步。 Brennan-Badal 認(rèn)為，Opentrons 與 LLM 的兼容性以及 AI 生成的自動(dòng)化協(xié)議的開發(fā)可能會(huì)影響生物實(shí)驗(yàn)的速度和規(guī)模優勢領先。