在日本东京的一间生物实验室里，10台机器人正在开展实验。它们用两只手臂处理液体、在培养皿上培养细胞、操作科学仪器，以及完成其他基本任务。

内置AI软件的实验室机器人能够独立照管干细胞培养物。

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日本东京科学大学科学机器人创新中心的自动化实验室已于今年4月启用。在中心的Genki Kanda表示，今年晚些时候，实验室将向大学其他研究人员开放，最终目标是建成一个“工厂规模”的设施，配备数千台机器人，到2040年或2050年供国内外科学家使用。

美国范德比尔特大学的材料科学家曾艳（音）表示，拥有如此多机器人的实验室将令人兴奋。“我很想知道他们究竟能多快实现这个目标。”她希望这个实验室能像欧洲粒子物理实验室（CERN）等其他顶尖科研设施一样，面向全球科学家开放使用。

生命科学领域的研究人员在实验室自动化工作方面已经开展了至少10年探索。例如，一些设施中配备了单臂机器人，可以处理实验中的样品。但曾艳指出，双臂机器人能够执行更复杂精密的操作。

东京实验室的机器人还配备了人工智能（AI）软件，使它们能够自主做出一些决策。英国利物浦大学的化学家Andrew Cooper表示，这些机器人不仅能够完成自动化工作，还能分析并改进实验方法。

Kanda说，这些机器人能够对实验做出判断。例如，他团队使用的一个AI程序，在111天内识别并测试了144种实验条件，以找出培养人类干细胞的最佳条件。在另一项实验中，一个AI程序能够对培养皿中正在培养的细胞进行成像，预测细胞随时间的生长情况，然后计算出最佳的收获时间。这些机器人还能够在研究人员休假期间，连续8天照管细胞培养物。

Kanda表示，机器人通过执行重复性工作为研究人员节省了时间，使他们能够专注于设计实验、解读结果和产生新想法。

Kanda团队目前仍需完成一些任务，如为机器人准备试剂和材料，以及在实验结束后进行故障排查和清理工作。他指出，如果实验中消耗了大量试剂和耗材，他们还需要在实验过程中进行补充。人类需要解决设备故障，并在机器人出现错误时介入处理。他的团队正在通过将软件集成到机器人中来实现这些任务的自动化，这些软件能够像人工智能科学家一样运作，在出现错误时做出决策，并根据实验室的设置以及可用的资源和设备来调整实验方案。

但Cooper表示，完全自主的实验室还需要一段时间才能实现，因为将AI软件整合到实体机器人中具有挑战性，需要高级编程技能。他补充说，具备AI功能的机器人有可能在无人干预的情况下识别并纠正诸如瓶子掉落之类的错误。不过，这项工作仍处于概念验证阶段。

自主机器人实验室也引发了一场争论：人类科学家是否会被取代，或者他们是否不再需要学习基本的实验室技能。Cooper表示，机器人不太可能取代科学家的工作。“某些方面会被自动化，但仍有很多事情无法自动化，如化合物的多步骤合成。”他解释说，一些复杂的分子，如化疗药物紫杉醇，对人类来说都难以合成出来，更不用说机器人了。

Kanda指出，在日本，实验室机器人可以执行通常由研究生和技术人员完成的任务，这将有助于解决因博士生招生人数下降而造成的劳动力短缺问题。

但曾艳表示，自动化成本高昂，越来越普遍的单臂机器人亦是如此。她补充说，一些单臂机器人的成本可能约两三万美元，此外还有适合机器人使用的移液器及其他配件的额外费用。

Kanda说，他们的团队在每台机器人上花费了100万美元。并非每个实验室都有能力自行安装这些机器人。他建议，建立一个充满机器人、可供其他研究人员使用的中心，是提高可及性的一种方式。