2024年10月23日，北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员在《科学机器人》期刊上发表了题为《将科学实验室转变为自动化发现工厂》的观点文章，指出自动化机器人和AI技术可以使科学实验更快、更安全、更准确、可重复性更高，从而使科学家能够在更短的时间内开发新分子、材料和化学系统。

研究人员定义了五个实验室自动化级别和通用性级别，还介绍了在提高自动化水平和增加实验室任务的通用性时出现的机器人研究挑战。

1. 实验室自动化级别

辅助自动化（A1）：在此级别，某一单项任务（例如液体处理）是自动化的，而人类则负责大部分工作；

部分自动化（A2）：机器人可执行多个连续步骤，人类主要负责设置和监督；

条件自动化（A3）：机器人管理整个实验过程，在出现意外事件时才需要人工干预；

高度自动化（A4）：机器人可独立执行实验，自动设置设备并应对异常情况；

完全自动化（A5）：机器人和AI系统完全自主运行，包括自我维护和安全管理。

2. 实验室通用性级别

单一流程实验室（G1）：支持特定的实验室流程或非常相关或衍生的流程；

多过程实验室（G2）：支持各种不同的实验室过程；

单领域实验室（G3）：支持某个科学领域内的大多数实验室流程；

多领域实验室（G4）：支持多个科学领域的广泛实验室流程；

通用实验室（G5）：支持大多数或所有类型的实验室流程。

物理自动化级别达到A5的通用实验室是科学实验室自动化的巅峰。AI在推动实验室自动化方面发挥着关键作用。在AI驱动的实验室中，传统的设计-制造-测试-分析循环可以完全自动化。AI可确定要进行的实验，并实时调整，不断改进研究过程。

将科学实验室过渡到自动化实验室还面临着不少挑战。如，开发在不同环境下工作的灵活自动化系统，需要能够跨多个站点运输物品和执行任务的移动机器人。此外，让科学家熟悉掌握先进的自动化系统也同样重要，研究人员不仅需要具备学科领域知识，还需要机器人、数据科学和AI等方面的知识储备，这对充分发挥自动化实验室的潜力至关重要。

信息来源：

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adm6991

https://mp.weixin.qq.com/s/1iFGlhCtYICJmBKsgOtp4w