软通动力推出AI4S硅基实验室以推动科学研究

当下，全球科技博弈版图加速重构，产业链的自主可控已成为决定竞争身位的关键变量。我国在芯片、高端制造、新材料及生物医药等核心领域，仍深陷“卡脖子”困境，阻滞了产业向全球价值链中高端跃升。究其根源，既在于底层基础理论“从0到1”的原始创新匮乏，更受制于科技成果“从1到N”工程化验证能力的短板，大量前沿技术因缺乏工艺验证与中试熟化而止步于实验室，难以转化为现实生产力，这正是当前科技与产业“两张皮”现象的症结所在。

破局之道，在于变革。软通动力AI创新研究院携手中科院院士赵宇亮指导的中科院国家纳米中心研究团队，联合共创了科学智能品牌“谷硅动力”，并在SCI顶刊首次发表“TBO硅基实验室”的概念，致力于以通用范式极大程度降低科研成本，推动科学研究工业化、产业化。我们解构了顶尖科学研究过程在THINK（思考）-BUILD（构造）-OPERATE（自动化实验室·验证）等环节进行全面AI驱动的可能性和必要性，并且进行了大量的实验验证，赵院士称之为“纳米药物科研和产业化的新范式”。

《硅基驱动的药物发现：纳米医学科学与产业的范式转变》，发表在《今日纳米》（SCI顶级期刊）

作者：金亚东a, 周义廷a, 赵化建a, 徐卓a, 金知非a, 孟幻b, 李素萍b, 晏亮b, 王会b, 征甲甲b, 高兴发b, 赵宇亮b,d*

a软通AI研究院

b中国科学院纳米生物效应与安全性实验室

c中国科学院纳米科学与技术学院

d暨南大学纳米智造研究院

硅基实验室（Silico-driven Discovery）远不止是一个自动化实验室，它以数据为燃料、算法为引擎、自动化设备为执行者，实现科研过程的标准化、规模化与智能化。硅基实验室的本质，是构建一套 “AI驱动的科学发现工业母机”，它的核心，是一个名为“TBO”的完整闭环系统。TBO不仅仅是三个功能模块，更是一条从比特（Bits）到原子（Atoms）再回归比特的价值增值流水线。

THINK（硅基思考）：这是一个主动的“知识治理引擎”。它能每日吞吐全球数千万篇文献与实验数据，通过精准的数据投喂，多智能体辩论，剔除AI幻觉，主动涌现出高置信度的原创科学假设。

BUILD（智能构建）：这是一个“精准设计中心”。它运用“数据驱动+知识驱动”的双轮模式，将假设转化为包含完整合成路径与参数的可执行数字蓝图。

OPERATE（协同执行）：这是一个“软件定义的操作系统”（OSS）。它通过通用指令层指挥各类实验设备自动执行，并全量记录过程数据，实时回流优化模型。

围绕硅基实验的TBO系统，我们打造了六大智能体，组建一支“不知疲倦的AI科研团队”：

文献解析员：自动提取 PDF 图表与结论，大幅提升论文学习效率；

假设生成员：利用群体智能进行辩论，从混乱中涌现出新的靶点；

分子设计员：生成高潜力的候选结构；

实验评审官：虚拟评估毒性及成药性，提前规避风险；

云实验室调度员：远程调度真实的合成与检测设备；

数据回流分析员：实时反馈实验数据，持续优化模型。

结合TBO系统与多智能体协同，科学家无需关心复杂的模型细节与底层设备，只需像与助理对话一样，通过自然语言输入指令，比如输入"探索肝脏炎癌转化机制"，系统即自动完成：文献挖掘→假设生成→分子设计→虚拟筛选→实验验证→数据回流的全流程，无需跨平台操作，真正实现"像指挥团队一样做科研"。

基于此，我们在纳米机器人、癌症基因等领域进行了尝试与验证，均取得了突破性进展。

高效文献综述（纳米机器人研究）：基于4000万篇文献元数据，实现12小时全自动知识提炼。通过多模型评估与反思，精准筛选出2000篇核心文献，自动生成4万字可溯源综述，大幅提升科研效率。

智能假设推演（癌症基因编辑）：AI科学家仅用10分钟，通过15轮ELO锦标赛博弈，将初始假设优化为20组高分方案。在精准点评优劣与争议的同时，输出具备强实操可行性的前沿路径，获人类科学家认可。

靶点发现引擎（肝癌标志物）：构建超50万样本转录组大模型，并协同“靶点发现智能体”模拟专家逻辑。采用“数据驱动+理论推理”双引擎模式，有效克服数据噪声与解释性不足，精准锁定高价值生物标志物。

鉴于硅基实验室在多元科研场景中的优异表现，我们成功中标某国家级科研机构“硅基实验室平台THINK科研智能体项目”，为其提供涵盖智算基础设施服务、AI中台建设及智能体开发的一站式解决方案，以数字化手段深入理解并重构科研探索流程。

硅基实验室的出现，实现了三大核心科研场景的重构：成为源头创新的引擎、打通临床研产闭环、打造普惠的科研网络。在此基础上，通过整合领域专用工具链、大规模AI模型和协同运作的“自动化实验室”，硅基实验室有望加速复杂且多学科交叉的研究，同时降低成本和研发周期。最终，AI、先进的自动化实验室和全球科研网络的融合，有望成为中美两个大科研时代军备竞赛中“输出的终极形态”。

从芯片材料体系的工艺优化，到创新药物的靶点验证，再到高端制造中关键配方的可控制备——硅基实验室正在以"AI驱动+自动化验证"的方式，精准切入产业升级中最难、最慢、最贵的环节。我们相信，唯有将科学发现的触角真正延伸到产业一线，才能打通从"实验室"到"生产线"的最后一公里。时代召唤在前，软通动力挺膺担当。我们将持续深耕，以AI4S为支点，为千行百业培育新质生产力注入源源不断的"智"动力，助力数字经济与实体经济实现深度融合与高质量发展，在科技强国的征途上贡献更多"软通力量"。