谷歌让 AI 智能体自己跑湿实验:先在实验台「数字孪生」里预演,三轮把适配体命中率从 0 提到 42.1%

Google Research 10 月 16 日公布三项让 AI 智能体进入湿实验室的研究。核心是 VERID 框架:它基于开源 PyLabRobot,为移液机器人工作站建一个实时的 3D 数字孪生,跟踪机械臂位置、每个孔的液量、试剂和枪头库存,智能体的指令先在里面模拟,不可能执行或不安全的命令会被拦下。用它闭环设计 DNA 适配体时,α-凝血酶靶点三轮命中率从 0 升到 26.0%、再到 42.1%;肌红蛋白靶点第二轮因智能体偏好「粘性」G-四链体结构,特异性从 75.0% 跌到 19.1%,第三轮智能体改写设计规则后恢复到 72.4%,命中率 33.5%。在肿瘤相关受体 FAP 上,人与智能体协作设计出了单位数纳摩尔亲和力的蛋白结合物。谷歌也承认,前沿模型仍不能可靠地推理三维几何与物理状态。

卡住智能体的是移液枪,不是想法

Google Research 的 Pooja Rao、Petar Sirkovic 和 Annalisa Pawlosky 10 月 16 日发文,介绍让 AI 智能体在湿实验室里「设计—实验—修正」闭环的三项工作,并附三篇论文。文章开头就点出难处:前沿模型仍不能可靠地推理三维几何和物理状态。智能体写出的代码语法正确,却可能要把八通道移液头伸进一个太矮的窄槽,或者从已经吸空的孔里取液。

谷歌的解法叫 VERID(VERified Infrastructure for Discovery Laboratories)。它基于开源的 PyLabRobot,为工作站建一个实时、有状态的 3D 数字孪生,记录机械臂几何、每个孔的液量、试剂身份和枪头库存。智能体的方案先在几秒内虚拟预演,非法指令到不了机器人;每次运行都有同步的多机位视频和操作日志。论文案例里,视频记录发现了出液口离孔底太近造成的染料分层,智能体据此调整了混合方式;读板仪中途故障时,它靠数字孪生的状态接着跑,没有重新移液。

三轮实验里的一次「翻车」

第二项工作让智能体设计能结合蛋白的 DNA 适配体,一轮设计、合成、筛选、测序约 7 到 10 天。α-凝血酶上,第一轮命中率为 0,原因是固定引物悬垂破坏了 48% 序列的折叠;后两轮升到 26.0% 和 42.1%,特异性 98.5%。肌红蛋白上,智能体第二轮大量使用 G-四链体(占设计的 63%),结果多是连空磁珠都粘的非特异结合,特异性从 75.0% 跌到 19.1%,扣除磁珠干扰后的命中率从 10.2% 降到 3.7%;第三轮它自己改写规则、限制这类结构,特异性回到 72.4%,靶向命中率升到 33.5%,约为上一轮的九倍。

第三项工作针对实体瘤中高表达的受体 FAP:只截取结合口袋附近结构做折叠预测,使每轮计算提速 8.6 倍;同等算力下,科学家定策略、智能体执行的组合,计算命中率接近科学家单干的两倍,最好的设计在实验中达到单位数纳摩尔亲和力。

谷歌称选用了非感染性的测试体系,所有设计序列都做生物安全筛查,序列、方案和机器人运行都要人工授权。

via: Google Research:Grounding AI agents in biological reality: Building blocks for autonomous wet labs、VERID 论文、适配体闭环论文