乍看之下,上海新落成的物质科学实验室给出了最干净利落的 AI 奇观:房间空无一人,仪器仍在运转。7 月的一场五日公开运行中,直播镜头记录机械设备依次完成取样、反应、分离、提纯和测试,研究人员始终没有进入操作区。运行结束后,设施团队报告系统共处理 135 项科研任务。[3]
空房间在这次演示里承担的意义很有限。实验室自动化可以在人员预先界定流程后重复操作。更难的工作,是让一个科学问题从计算走入物理化学,完整保留实际发生的一切,再让得到的结果——包括没有带来有效线索的结果和失败结果——决定下一步。
沿着这条线索,才能看清 Golab。这座“物质科学智能研发工厂”由上海科学智能研究院牵头建设,并交由其孵化企业上海格物智研科技有限公司运营。机器人握住试管只是这项中国 AI 实践很浅的一层;团队真正尝试的,是把模型与实验室之间的交接变成可重复使用、可检查的系统。返回链路运转起来,失败就能成为训练材料;链路一旦断裂,“自进化”便只剩自动化外面的一张标签。
空房间只是最浅的一层
Golab 一期自驱动实验室于 2026 年 6 月在上海漕河泾新兴技术开发区投入运行。项目在 7 月 7 日正式发布,主办方同时启动为期五天的“百题马拉松”。原定计划包括约 100 项计算(“干”)任务,另从催化剂、高分子、电解质和药物筛选等方向选取 5 项物理(“湿”)实验。[1][3]
《上观新闻》的后续报道显示,这场运行于 7 月 11 日 21 时结束;相较调整后的 102 项计划,系统实际处理了 135 项任务。报道给出的总体完成率为 99%,工具调用正确率为 100%,工具完成度高于 95%。[3] 这些运营数据有参考价值,不过都由项目团队提供,报道也没有给出逐项任务结果表、错误分类、对照实验计划或独立复现。它们表明一次长时间编排运行确实完成了,尚不足以确定这套系统能在多大范围内发现更优的分子或材料。
这一区别很重要,因为“任务”二字可以把负担悬殊的工作纳入同一个数字。生成分子、开展虚拟筛选、合成候选物、提纯产物、表征性质,以及判断证据能否支持原始假设,这些工作的负担与含义相差很大。把它们混在同一个计数中,得到的更接近工作量合计,距离科学成绩还有一层。
封面所用的纪实照片拍摄于 7 月 7 日媒体演示,记录的是实际设施,没有采用想象中的 AI 实验室图像。[2] 镜头能够直接证明的部分很明确:设备已经安装,并在一个真实地点运行。其余主张仍需记录来证明。
软件与化学相遇之处
Golab 将系统分成三部分。“燧人”系列物质科学模型构成计算层,自驱动实验室承担物理操作,位于二者之间的“浑天绫 Skills”平台则把算法、数据、算力和实验能力封装成可组合单元。智能体由此可以把计算模拟给出的方案转成实验室指令,再把测量数据送回模型。[1]
真正的工程难点位于中间一层。官方介绍称,团队集中解决了合成与分离、提纯之间的自动衔接;这类反应后的处理环节,常常会让一场原本亮眼的实验室演示中断。[1] 模型可以在几秒内提出一个候选物,物理世界依旧会产生沉淀物、混合相、挥发性前体、堵塞的管路、含义不明的光谱、受污染的样品,以及难以分离的产物。系统若无法处理这些情况,或把问题明确升级给人类处理,自动化覆盖的就只有科学中整洁的部分。
Golab 的核心因此落在编排上,单个巨型科学模型无法概括它。真正决定系统能否工作的接口十分朴素:样品身份、仪器状态、单位、时间戳、校准信息、配方版本、环境条件、错误消息,以及测量记录与催生该实验的假设之间的关联。任何一个字段丢失,都会削弱结果返回模型时的可信度。
成熟的自驱动实验室研究也指向同一点。机器学习、自动化设备和一轮轮实验选择需要彼此接续,完整闭环才是这类系统的价值所在,任一组件都不能单独说明全貌。[4] Golab 的贡献最终要落到一项证据上:物理结果确实改写了下一项拟议实验,系统返回的内容也超过一个“成功”标记。
失败实验必须完整走完返回链路
项目官方介绍称,负向结果和失败结果会被保留、结构化,再送回模型纠偏。[1] 这个目标正对着科学记录中的长期缺口。科学档案更容易留下成功终点;那些能够约束搜索范围的淘汰条件和无效路线,记录往往残缺。持续运行的实验室可以产出一致性很高的负向数据,因为同一个系统知道自己尝试了什么、怎样尝试、仪器观察到了什么,以及这次运行为何被判定为失败。
失败结果本身不会自动变成有用的教训。系统至少要分清三种情况:科学假设有误;计划中的流程在化学上说得通,但规范写得有问题;机器未能按合理方案完成操作。若把三者统统放进同一个标签回传,模型学到的只会是一团模糊。
此时,恢复能力的证据比高调宣称更有分量。2026 年的一套自主实验室机器人评估框架提出,可信系统应报告每一步的错误率、单次运行内部及多次运行之间的差异、故障模式与恢复结果,以及完整的数据和实验协议溯源。安全措施、人工接管、能源使用与材料消耗也被纳入系统评估范围。[5] 放到 Golab 上,智能体是否调用了正确工具只是第一问;读者还应能够复原工具接受调用后发生的一切。
以提纯为例。若目标化合物的预测正确,却在分离过程中损失,模型就不能把分子设想记作失败。仪器校准发生漂移时,可疑测量应触发对照或复测,避免让它直接引导搜索。反应若产生意外物相,原始表征数据和当时的解释都要保留下来,因为后来的方法会用不同方式读取同一份证据。这些区分,才是“自进化”的起点。
计分板需要实验计划之间的对照
自驱动实验室需要参照方案。近期一篇基准研究综述把 加速因子(acceleration factor) 定义为达到目标性能所需实验次数的减少幅度,把 增强因子(enhancement factor) 定义为相同实验预算下取得的性能改进。综述涵盖的文献中,加速幅度差异很大,并受搜索空间、噪声和基线选择影响;报告中的中位数为 6,这一数字取决于原有实验条件,无法直接套用到新实验室。[4]
Golab 下一份公开报告若采用这类实验计划对照,信息量会高得多。针对一个范围明确的材料问题,团队可以让自主系统与经验丰富的研究人员使用相同的起始数据、目标性质、试剂集合、安全约束、仪器时间和湿实验次数上限。结果除了给出最佳候选物,还应呈现整条过程:失败尝试、仪器实际占用时间、人工干预、故障恢复、材料消耗,以及改进开始趋平的节点。
这次 135 项任务的运行尚未达到这种基准的要求。它覆盖面广、公开程度高,作为整合测试很有价值,但广度也让分母难以解释。公开的工具指标说明工作能否在系统内流转,却没有给出最终科学结果相对随机搜索、固定实验设计或由熟练研究人员主导的实验计划究竟改善了多少。[3][4]
同一个数字也无法覆盖所有领域。催化剂搜索、电解质优化和药物筛选流程采用不同的测量方法,面对不同的风险和验证深度,假阳性带来的后果也各异。跨领域复用的可信度主要来自基础设施层,包括身份管理、调度、溯源、仪器控制和故障恢复;科学成效仍需随具体任务分别定义。
“无人”让人的判断换了位置
自主材料合成的发展历程为这类系统划出了一条有用界线。在一项受到广泛关注的 A-Lab 研究中,集成系统结合计算、从文献提取的配方、机器学习、主动学习、机器人和 X 射线衍射,寻找无机材料。经过 17 天和 353 次实验,2026 年 1 月更新后的论文报告称,在 57 个目标中成功制得 36 种化合物。研究人员随后通过人工调整进一步验证这 36 项成功结果;另外 4 例仅凭衍射仍无法定论。未成功的运行暴露出反应动力学迟缓、前体挥发、非晶化和计算误差;这些故障类别各自需要不同的补救办法。[6]
这些结果支持自主实验室,同时也要求把“自主”定义得更精确。机器可以在范围明确的实验条件内操作、观察和调整;人负责选择目标、设定安全规则、供应并维护设备、裁定含义不明的表征结果,并决定一项结果是否构成发现。人的角色由重复操作转向系统设计与科学判断。
Golab 主办方也给出相近定位:平台接手逐项配置实验室基础设施的工作,让研究人员把精力集中在提出什么问题,以及如何解释结果上。[3] 这种表述比“一人科研公司”式话语更有说服力。共享自动化可以扩大昂贵仪器的使用范围,也能把常规工作标准化;专业知识依然是必要条件。
闭环需要怎样的证据
下一批证据的规模可以更小,纵深要超过另一场马拉松。项目方可以公开少量完整实验轨迹,包括机器可读的实验配方、仪器日志、原始表征数据、模型版本、被放弃的分支、恢复决策,以及镜头外发生的人工干预。还要分别定义干实验计算、物理操作、提纯、测量和科学验证各自在什么条件下算完成,再由另一家实验室复现其中一轮实验计划。
计划中的二期占地近 3,000 平方米,拟于 2027 年初在青浦投入运行;届时将检验 Golab 的接口在仪器、领域、用户和并行任务增加后,能否继续可靠运转。[1] 规模扩张会放大系统记录良好的部分,也会放大错标的失败和难以察觉的设备错误。
失败实验因此成为最能揭示系统能力的单元。成功会同时给模型和机器加分;失败则逼迫系统说明自己是否知道发生了什么、能否恢复,以及物理世界提供的结果是否真的改写了下一步决策。Golab 若能保住这条链,上海得到的将超出一间空无一人的实验室:它也为实验工作留下了一套记忆。
Sources
- 上海市经济和信息化委员会 / 上海科学智能研究院,《科研技术闭环+OPC模式!“Golab物质科学智能研发工厂”在沪落地,上智院推动产业AI化》(2026 年 7 月 10 日;关于干湿闭环、系统组成、提纯衔接、马拉松设计与扩建计划的中文一手资料)。
- CGTN,《中国首座完全无人化 AI 驱动研发实验室在上海启用》(2026 年 7 月 8 日;项目启动时间线与纪实封面照片来源)。
- 《上观新闻》,《这场直播为什么受关注》(2026 年 7 月 13 日;五日运行的完成情况与工具指标,以及最初的干、湿任务设计)。
- Adedire D. Adesiji 等,《Benchmarking Self-Driving Labs》,Digital Discovery 5(2026),14–27(加速因子与增强因子、参照实验计划及跨研究比较的限制)。
- Ali A. I. Ali 等,《The ADePT framework for assessing autonomous laboratory robotics》,Communications Chemistry 9(2026)(关于错误、恢复、溯源、安全与可持续性的报告要求)。
- Nathan J. Szymanski 等,《An autonomous laboratory for the accelerated synthesis of inorganic materials》,Nature 624(2023),2026 年 1 月更新(A-Lab 闭环结果、人工验证与不同故障模式)。