當下，全球科技博弈版圖加速重構，產業鏈的自主可控已成為決定競爭身位的關鍵變量。我國在芯片、高端制造、新材料及生物醫藥等核心領域，仍深陷“卡脖子”困境，阻滯了產業向全球價值鏈中高端躍升。究其根源，既在于底層基礎理論“從0到1”的原始創新匱乏，更受制于科技成果“從1到N”工程化驗證能力的短板，大量前沿技術因缺乏工藝驗證與中試熟化而止步于實驗室，難以轉化為現實生產力，這正是當前科技與產業“兩張皮”現象的癥結所在。

破局之道，在于變革。軟通動力AI創新研究院攜手中科院院士趙宇亮指導的中科院國家納米中心研究團隊，聯合共創了科學智能品牌“谷硅動力”，并在SCI頂刊首次發表“TBO硅基實驗室”的概念，致力于以通用范式極大程度降低科研成本，推動科學研究工業化、產業化。我們解構了頂尖科學研究過程在THINK（思考）-BUILD（構造）-OPERATE（自動化實驗室·驗證）等環節進行全面AI驅動的可能性和必要性，并且進行了大量的實驗驗證，趙院士稱之為“納米藥物科研和產業化的新范式”。

《硅基驅動的藥物發現：納米醫學科學與產業的范式轉變》，發表在《今日納米》（SCI頂級期刊）

作者：金亞東a, 周義廷a, 趙化建a, 徐卓a, 金知非a, 孟幻b, 李素萍b, 晏亮b, 王會b, 征甲甲b, 高興發b, 趙宇亮b,d*

a軟通AI研究院

b中國科學院納米生物效應與安全性實驗室

c中國科學院納米科學與技術學院

d暨南大學納米智造研究院

硅基實驗室（Silico-driven Discovery）遠不止是一個自動化實驗室，它以數據為燃料、算法為引擎、自動化設備為執行者，實現科研過程的標準化、規?；c智能化。硅基實驗室的本質，是構建一套 “AI驅動的科學發現工業母機”，它的核心，是一個名為“TBO”的完整閉環系統。TBO不僅僅是三個功能模塊，更是一條從比特（Bits）到原子（Atoms）再回歸比特的價值增值流水線。

THINK（硅基思考）：這是一個主動的“知識治理引擎”。它能每日吞吐全球數千萬篇文獻與實驗數據，通過精準的數據投喂，多智能體辯論，剔除AI幻覺，主動涌現出高置信度的原創科學假設。

BUILD（智能構建）：這是一個“精準設計中心”。它運用“數據驅動+知識驅動”的雙輪模式，將假設轉化為包含完整合成路徑與參數的可執行數字藍圖。

OPERATE（協同執行）：這是一個“軟件定義的操作系統”（OSS）。它通過通用指令層指揮各類實驗設備自動執行，并全量記錄過程數據，實時回流優化模型。

圍繞硅基實驗的TBO系統，我們打造了六大智能體，組建一支“不知疲倦的AI科研團隊”：

文獻解析員：自動提取 PDF 圖表與結論，大幅提升論文學習效率；

假設生成員：利用群體智能進行辯論，從混亂中涌現出新的靶點；

分子設計員：生成高潛力的候選結構；

實驗評審官：虛擬評估毒性及成藥性，提前規避風險；

云實驗室調度員：遠程調度真實的合成與檢測設備；

數據回流分析員：實時反饋實驗數據，持續優化模型。

結合TBO系統與多智能體協同，科學家無需關心復雜的模型細節與底層設備，只需像與助理對話一樣，通過自然語言輸入指令，比如輸入"探索肝臟炎癌轉化機制"，系統即自動完成：文獻挖掘→假設生成→分子設計→虛擬篩選→實驗驗證→數據回流的全流程，無需跨平臺操作，真正實現"像指揮團隊一樣做科研"。

基于此，我們在納米機器人、癌癥基因等領域進行了嘗試與驗證，均取得了突破性進展。

高效文獻綜述（納米機器人研究）：基于4000萬篇文獻元數據，實現12小時全自動知識提煉。通過多模型評估與反思，精準篩選出2000篇核心文獻，自動生成4萬字可溯源綜述，大幅提升科研效率。

智能假設推演（癌癥基因編輯）：AI科學家僅用10分鐘，通過15輪ELO錦標賽博弈，將初始假設優化為20組高分方案。在精準點評優劣與爭議的同時，輸出具備強實操可行性的前沿路徑，獲人類科學家認可。

靶點發現引擎（肝癌標志物）：構建超50萬樣本轉錄組大模型，并協同“靶點發現智能體”模擬專家邏輯。采用“數據驅動+理論推理”雙引擎模式，有效克服數據噪聲與解釋性不足，精準鎖定高價值生物標志物。

鑒于硅基實驗室在多元科研場景中的優異表現，我們成功中標某國家級科研機構“硅基實驗室平臺THINK科研智能體項目”，為其提供涵蓋智算基礎設施服務、AI中臺建設及智能體開發的一站式解決方案，以數字化手段深入理解并重構科研探索流程。

硅基實驗室的出現，實現了三大核心科研場景的重構：成為源頭創新的引擎、打通臨床研產閉環、打造普惠的科研網絡。在此基礎上，通過整合領域專用工具鏈、大規模AI模型和協同運作的“自動化實驗室”，硅基實驗室有望加速復雜且多學科交叉的研究，同時降低成本和研發周期。最終，AI、先進的自動化實驗室和全球科研網絡的融合，有望成為中美兩個大科研時代軍備競賽中“輸出的終極形態”。

從芯片材料體系的工藝優化，到創新藥物的靶點驗證，再到高端制造中關鍵配方的可控制備——硅基實驗室正在以"AI驅動+自動化驗證"的方式，精準切入產業升級中最難、最慢、最貴的環節。我們相信，唯有將科學發現的觸角真正延伸到產業一線，才能打通從"實驗室"到"生產線"的最后一公里。時代召喚在前，軟通動力挺膺擔當。我們將持續深耕，以AI4S為支點，為千行百業培育新質生產力注入源源不斷的"智"動力，助力數字經濟與實體經濟實現深度融合與高質量發展，在科技強國的征途上貢獻更多"軟通力量"。