生命科学实验室，步入5.0时代。

作者 | 八度

AI革新千行百业，这一次，是生命科学实验室。

在苏州工业园区镁伽A立方的工厂里，新一代的镁伽鲲鹏实验室3.0已经落成。它通过机器人和自动化解放科学家的双手，以相比于人类传统实验室高100倍的速度执行湿实验；同时，用AI武装科学家的大脑，辅助实验的设计和决策。

从直观的技术对比来看，这一代实验室的通量相比于前一代可以提升40倍，数据生成的能力提升100倍，数据处理能力提升了1000倍。

从大众意义上来说，这一代实验室能帮助科学家提高新药研发的效率。

实验室的投入之大，过去几年，镁伽累计在研发上投入了超过了12亿元。团队也从最初的3位创始人，壮大到了如今的上千人，研发人员占比60%。

镁伽科技创始人兼首席执行官黄瑜清坚定地相信，比科学家聪明一万倍的AI系统一定会在有生之年实现。这将带来行业革命性的改变——癌症将变成慢性病，阿尔兹海默和帕金森将不再是不治之症。

在这条路上，镁伽定位于先进生产力工具的制造者，加速超级人工智能时代的来临。

在镁伽鲲鹏实验室运行中的AGV小车

1.“大象”转身：从机器人到超级实验室？

镁伽的故事，始于一个朴素而简单的愿望。

2016年，彼时的黄瑜清和其他两位创始人乔志新、张琰，分别从事电子测量和科研分析设备专业领域。他们敏锐地看到一个市场现象：科学家很辛苦，每天都在花很多时间做重复劳动。

“我们希望造出机器人或是自动化系统把科学家的双手解放出来，让他们投入到更有附加值的工作里面。”黄瑜清不断强调着这个创业初心。

目标是明确的，但道路并非坦途。创业伊始，镁伽希望能够研发和制造一个便宜好用、又能快捷部署到全世界数以百万计的实验室中的机器人，从而解放科学家的双手。

也因为如此，镁伽从机器人的关节控制器开始做起，逐步扩展到机器人的本体和构型，一切都是为了服务于生命科学的实验室场景。

市场会证明一切。到了2019年，镁伽发现这条道路并不能行得通。黄瑜清回忆当时的历程是“撞了一回南墙”，2019年也被定义为是镁伽的一次“至暗时刻”。

在生命科学行业，科学家要的并非是机器人本体，而是一个完整的解决方案。在一个实验室中，每天数以万计的化学反应的原料配置，对科学家来说，配以一个机器人，并不能解决难题，更需要的是能够帮助高效完成配置的方法。

这就好比锤子与钉子的关系，客户不要锤子，而是要能真正把钉子精准砸到墙里。

想通了这一点之后，镁伽下定决心要把公司转型。从机器人制造商转变为解决方案提供商，直击核心痛点，真正帮助科学家完成他们的工作。

2019年，镁伽开了一个产品发布会，高调宣布：镁伽要建自己的超级实验室，名为MegaLab镁伽鲲鹏实验室。

“那次发布会结束之后，实际上行业里面是没人信的。因为当时的镁伽很‘小’，刚创业三年，公司百来号人，并且刚刚从做机器人本体转型为做解决方案，当时我们手里的‘武器’只有机器人。”黄瑜清坦诚地回忆当时的情况。

对镁伽来说，2019年是一个分水岭，也是一个“大象”转身的过程，彻底转变了航向，坚定从机器人走向超级实验室。

在提出目标的6个月后，镁伽通过集成数个设备和机器人技术，实现了第一代实验室的自动化运作，完成了系统的初步构建。

然而，为了确保该系统能够实现7x24小时的稳定运行，镁伽投入了超过两年的时间来解决一系列工程和技术上的问题。

“这件事其实远比想象的要难很多。”黄瑜清说。

2.筑牢地基：什么是5.0时代的超级实验室？

一步步拨开迷雾、一次次更接近用户的需求，是镁伽的破局之道。

在镁伽鲲鹏实验室的1.0阶段，镁伽主要聚焦于硬件、解决方案和自动化，彼时的实验室更像是一个展示中心或是样板间。

到了2.0阶段，镁伽加强了应用层面的开发，组建了具有生物学背景的科学家团队，在镁伽鲲鹏实验室内开发自动化应用和生物学流程，解决实际生物学问题，这一阶段的镁伽鲲鹏实验室被镁伽科技联合创始人兼首席运营官张琰比喻为“练武场”。

前两代更像是超级实验室的“开胃菜”。如今，镁伽鲲鹏实验室用5年时间迭代，迎来了3.0阶段。

在苏州工业园区镁伽A立方的工厂里，镁伽鲲鹏实验室3.0透明整洁，高度自动化。张琰告诉「甲子苏州」，这一代的实验通量相比于前一代可以提升40倍，数据生成的能力提升100倍，数据处理能力提升了1000倍。

镁伽鲲鹏实验室全自动蛋白定向进化实验平台

除了硬件平台的升级，镁伽鲲鹏实验室3.0还包括了一个强大的数字化平台，该平台整合了镁伽自主研发的知识软件，包括调度、数据治理、数字孪生和信息化等方面，实现了软件数字化平台与硬件平台的联动。

那么，为什么一定要做镁伽鲲鹏实验室3.0，实现实验室的整体自动化？

在张琰眼里，生命科学，这个延续数百年的行业，它的实验室经历了5个阶段，从1.0阶段的传统手工操作到2.0阶段的单机自动化、3.0阶段的级联自动化，再到4.0阶段流水线自动化的变革。

目前，镁伽用了5年时间迭代的镁伽鲲鹏实验室3.0，瞄准的是5.0时代的生命科学实验室。

“这个时代的实验室一定是人工智能和自动化结合，不仅替代手工劳动，还能辅助科学家进行更高层次的智力劳动。 ”张琰说道。

镁伽鲲鹏实验室3.0，也会更符合镁伽成立之初的愿景。

从更技术层面来看，智慧实验室是一个极端复杂的系统工程，本质上来说是整合一系列的广泛实验工具，并在工具上产生大量的数据，在这其中需要用到很多大数据、云计算的技术以及基于这些技术引入人工智能的模型，实现一个闭环。

镁伽的不断投入与沉淀，提出了一套智慧实验室的整体技术架构，一共分为五层：

第一层是基础的仪器和自动化的硬件，实现最基本的单点自动化；第二层是实验的调度和过程的控制，实现自动化工作流的整合； 第三层是实验室的高级应用，比如实验的无人化智能化的调度，电子实验记录、设备、资产项目的信息化管理； 第四层来到了数据治理与数据模型，镁伽认为，数据是核心资产，数据安全是所有解决方案和技术架构中的核心痛点。

等到了第五层，是智能决策与自主运营，也就是说，真正达到AI辅助决策、辅助设计。

镁伽智慧实验室整体技术架构

镁伽的发展版图有很清晰的脉络，黄瑜清如今这样描摹镁伽鲲鹏实验室3.0：以干湿实验闭环能力为基础，不断积累数据、提升计算力、迭代AI模型，并引入数字孪生技术，致力于打造一个生命科学的数据工厂，重塑科学研究范式，加速生命科学实验室 5.0时代的到来。

过去几年，镁伽累计在研发上的投入超过了12亿元。从最初的3人小团队，也壮大到了如今的上千人，研发人员占比60%。

从外部来看，镁伽是一个体面的独角兽企业，已完成了多轮重磅融资，最近一轮是2022年的C轮，融了3亿美元，其背后的资本阵容很豪华，包括亚投资本、纪源资本、高盛资产管理、药明康德等等，其中博世、愉悦资本、创新工场、经纬创投等都有多轮复投。

从内部来说，黄瑜清自我评价镁伽这两年有了长足的进步。“我们把更多的精力和注意力放在了修炼内功上，包括内部组织管理的提升，以及思考如何服务更多的客户。”

3.新的命题：AI for Life Science

在经历了最初的转型、确定方向，并最终拿出鲲鹏实验室3.0为代表作的镁伽，正在收获更多正反馈。

张琰透露，在镁伽鲲鹏实验室3.0发布之后，客户通常有两个反应：第一反应是，“这市面上终于有干这个事情的公司了，这是绝对稀缺的。” 第二个反应则是，“没想到你们真的把事情做得这么好。”

镁伽鲲鹏实验室3.0的价值体现在其对海量数据的处理能力上。以镁伽的一位科研客户为例，他们为了研究肠道微生物菌群，采集了1000位百岁老人的肠道微生物样本。光是一个人的菌群颗粒数就很多，样本量之大可想而知。

面对如此海量的数据，确保实验质量、测序流程的一致性和可控性是首要任务。获取的数据需要经过串联、分类和归集，转化为可用于训练模型的数据。

在镁伽鲲鹏实验室3.0出现之前，这些数据往往陷入混乱，一致性和质量难以保证。此外，如果依赖传统的Excel处理数据，随着数据量的增加，管理变得混乱，无法用于模型训练，有时甚至需要重复实验，造成巨大浪费。

而镁伽鲲鹏实验室3.0通过自动化和数据追踪，新菌种被归类并进行全基因组测序后冷冻保存，所有过程均用标签管理，并可自动送至生物样品库。

镁伽鲲鹏实验室全自动建库测序实验平台

镁伽首席科学家方攀峰指出，“机器自动提取，必然是一个趋势。不然一旦涉及到高通量大队列的情况，靠人的话其实是完成不了的。”

镁伽鲲鹏实验室3.0基于生物学家研究出的方法，确保实验的一致性和质量，所有过程数据均可记录，并可不断迭代优化。这样的流程训练出的模型，可以减少实验轮数，将原本需要数月甚至一年的时间压缩至一次完成，真正实现高效研究。

如今，摆在镁伽鲲鹏实验室3.0面前新的命题，是AI辅助生命科学，也就是AI for Life Science。

在AI for Science中，以Google DeepMind 的Alphafold 3为例，它利用AI技术预测蛋白质结构，仅需输入氨基酸序列，几分钟内即可精确预测，极大缩短了传统方法所需的时间；NVIDIA的“地球2号”，基于地理、气象等数据可成功预测地震和极端天气。他们的成功真正体现了AI对科学实验效率提升的强大助力。

然而，生命科学的复杂性远超物理、化学等领域，路虽远，但行则将至。

张琰认为，镁伽鲲鹏实验室3.0通过设计实验、实施实验、测试结果，并根据结果调整模型形成干湿闭环，加速模型迭代，一定能帮助人类在生命科学领域做出更为精准的预测。

为了实现这一目标的第一步，镁伽鲲鹏实验室3.0必须建得起来而且用得起来。

为了降低智慧实验室的运营成本，镁伽采取了多项措施：自主研发的耗材型号超过1000种，降低成本达70%；自动化技术减少生物材料使用量，最小化体系规模；与合作伙伴共同开发100多种试剂盒产品。此外，镁伽自主研发的仪器解决了高价、供应瓶颈和长交期问题，为客户提供更多选择，从而推动国产仪器走向国际市场。

行至当下，镁伽以实验室自动化为根基，挖掘了生命科学的市场需求，成了自动化赛道上蓬勃的一颗新星。

借助先进的生产力工具，推动行业的自动化进程，是这家独角兽公司更为宏大的愿景，也注定将是AI for Science的必答题。

（封面图及文中图片来源：受访者提供）