韩国首个自主实验室：由人工智能驱动的药物实验。机器人和人工智能全天候开展实验，并从全部数据中学习，以加快新药研发。

机械臂缓缓靠近一个手指大小的玻璃小瓶，短暂停顿后像是在确认位置，随后稳稳抓住瓶盖。接着，并不是机械臂转动，而是托住玻璃瓶的底座开始旋转，瓶盖随之打开。机器人以每次0.005毫克的精度投放粉末试剂，再用电子秤称量，并摇晃混合液体溶剂。整个实验过程中，没有任何研究人员介入。

这是在首尔瑞草区韩国制药生物协会人工智能药物开发研究院“自主实验室”进行的一场模拟实验。所谓自主实验室，即“自动驾驶实验室”，是一种由人工智能设计实验、机器人执行实验、再由人工智能分析结果并继续推进实验的研究系统。人工智能相当于“大脑”，机器人则充当“双手”。由于实验可以在夜间无人值守、关灯运行，这类实验室也被称为“暗实验室”。

该协会的自主实验室于去年10月启用，在全面投入运行前，于近日首次向媒体开放。协会相关人士表示，虽然目前也有将人工智能用于半导体材料开发或催化反应研究的实验环境，但这个自主实验室是韩国首个能够真正用于人工智能驱动新药研发的系统。

最直观展示自主实验室原理的设备，是一套颜色混合训练装置。人工智能接到目标颜色后，机器人会混合红、蓝、黄三种颜料，逐步逼近目标色。摄像头传感器会捕捉混合后的颜色并存储为数据，人工智能再计算其与目标颜色之间的差距，决定下一次应增加哪种颜色。如此反复数次后，便能得到目标颜色。

人工智能药物开发研究院院长表俊熙表示，如果把颜料替换为溶剂浓度、合成温度或压力等变量，这套系统立刻就能转化为真正的新药研发实验。在新药开发流程中，机器人会精确量取溶剂和试剂，引发合成反应，并不断改变体积、温度和压力等条件，重复实验，直到获得目标物质。

由于涉及高精度流程，相关设备价格也十分高昂。实验室中的自动反应器，也就是合成反应器，价格超过7亿韩元；可检测到0.001毫克的超高精度测量设备约为1亿韩元。整个实验室建设费用约为25亿韩元。该项目获得韩国保健福祉部和韩国保健产业振兴院“人工智能应用新药开发教育与推广”项目支持。

自主实验室可以在无人参与的情况下持续开展实验，规模扩大后还可以像自动化工厂一样运行。它的另一大优势，是能够积累失败数据。人类研究人员通常只记录成功实验，而自主实验室会保存并分析包括失败实验在内的全部数据。这些数据会成为推动人工智能模型进步的重要资产。

在海外，自主实验室已经开始改写新药研发格局。今年4月，日本东京理科大学机器人创新中心启用了一座自动化实验室，由10台双臂机器人负责液体操作和细胞培养。在那里，人工智能用111天测试了144种实验条件，以寻找人类干细胞培养的最佳条件。即便研究人员外出休假，机器人仍可直接管理细胞培养过程。

让自主实验室在全球受到关注的一个代表性案例，来自英国利物浦大学。2020年，一只机械臂在8天内完成688次实验，最终发现了一种可用于分解水的催化剂。

瑞士制药企业诺华也已部署自有自主实验室“微循环”，将新药候选物的合成、纯化和分析整合为一个自主循环系统，并已用于实际应用。相关市场也在快速增长。市场研究机构“两只鸟医疗”预测，基于人工智能的实验室自动化市场规模将从2025年的35.4亿美元，扩大到2035年的192.3亿美元。

韩国制药生物协会计划先将这座实验室用作人工智能新药人才培养中心。从下月开始，项目将先进行线上理论教育，随后举办工作坊，再开展线下实操培训。由于与真实自主实验室操作相结合的教育几乎前所未有，目前已吸引不少关注者，包括现职新药研发人员和具身智能开发者。今年的培训目标人数为150人。

下一步则是与企业开展真正的新药研发合作。具体方式是向特定企业提供实验环境，并在一定时期内共同推进新药研发项目。表俊熙表示，已有多家韩国制药企业正在考虑引入自主实验室，购买机械臂并开展试点测试。“如果企业带着希望推进的项目来，我们也可以出租实验室，直接开展实际开发项目。”

作者：崔元祐