聚焦AI+应用集成能力!华大智造实验室智能自动化业务全面接入AI
来源:华大智造 2025-02-12 14:08
近日,华大智造宣布正式将AI人工智能技术全面融入生命科技工具领域,实验室智能自动化GLI业务(Generative Lab Intelligence,以下简称“GLI业务”)全新升级上线。
GLI业务对公司原有的"实验室自动化业务"进行了智能技术升级,以先进的"实验室智能自动化"工具和平台为GBI(Generative Bio Intelligence)提供基础支撑,从"人工经验"向"数据驱动"决策的智能范式进化,旨在帮助传统的实验室自动化用户突破数据-算法的互哺瓶颈,更快落地实验室软硬件和整体运行效果,加快发挥“AI+生命科学”的无限潜能。当前,GLI业务成果已经在包括在北京脑所基因组学中心、上海交通大学等实验室中得到应用。
如果说基因测序仪是某一座实验室的“心脏”,GLI业务则将致力于为这颗心脏提供AI大脑和智能自动化四肢的行业应用工具和方案。
GLI业务
聚焦AI+应用集成能力
GLI业务引入了实验室AI智能工具和机器人技术,按实验室功能和自定义的工作流程所需,将生命科学实验室所需的软硬件系统、仪器设备和试剂耗材进行了“标准化定义”,形成了包括先进的AI智能化工具模块,通用的自动化设备模块、数据计算存储模块,以及生态硬件模块在内的一系列强大的功能模块库,结合配套的设备耗材库,提供AI助力的"Design - Build - Test - Learn"全流程闭环解决方案和丰富的参考方案库,集“功能模块库+设备耗材库+参考方案库”三大库之力,帮助生命科学领域不同行业的实验室用户在短时间内快速具备平台式可复用的“AI+”应用集成能力。
华大智造工具平台在支撑国家级大项目中,已经发挥了全流程、智能化、一站式的优势,以平台工具赋能生命科学行业发展。
北京脑所基因组学中心主任 张力博士"为了实现对接中国脑计划的目标,北京脑所基因组学中心需要对样本、测序和数据分析的全流程进行信息化和自动化升级,以满足大型项目的质量和通量要求。在项目早期阶段,我们花了将近两年时间调研,在考虑安全资质、研发支撑、运维成本等综合因素的基础上,将建设方案划分为三个模式:进口生态联盟、全国产生态、服务商解决方案。毫无疑问,进口生态联盟更成熟并且对标准全球化有益,但是研发支撑和运维成本的竞争力没有优势。服务商解决方案整体成本低,但是缺乏核心设备的掌控导致难以持续发展。
综合而言,全国产生态模式在现阶段能够更好地满足资质需求、协助研发支撑、降低运维成本,并在长远阶段建立国产生态全产业链支撑和本土标准化体系,从国家级项目的角度推动国家战略发展需求,因此我们选择了华大智造。"
目前,华大智造GLI业务板块主要包括四大类产品:AI智能化产品、通用自动化产品、通用计算存储产品和智惠实验室方案型产品。这些产品能够支撑实验室用户为基因测序仪等核心仪器在硬件层自由拓展高/中/低通量的灵活适配能力,在软件层自主构建"四数六化"智能中枢:自动化控制数智化、实验流程数字化、设备资源可视化、质控预警标准化,从而形成从单一应用到多维应用(如单细胞多组学、空间病理分析等),再到实验室时空动态建模的全套工具链。
AI智能化模块:
实验室智能化的“大脑”
AI智能化模块作为实验室智能化的“大脑”,旨在帮助用户构建"数字底座+能力中台"的融合架构:其底层通过标准化接口无缝连接自动化硬件设备,实现智能调度软件对物理资源的原子级控制;
中台层以模块化方式承载实验室管理(试剂耗材全生命周期追踪、运行监控、异常检测、合规管理)、智能排产(动态优化任务队列)、AI大模型(蛋白设计引擎)等核心应用。
目前AI智能化模块的αLab Studio智能实验室平台支持实验流程设计、产线运行监控、智能排产调度,AI设备脚本生成。平台提供标准API接口以及标准化的耗材库、模块库和设备库,打破设备兼容性壁垒,实现无缝对接。同时,它采用先进加密技术,确保数据安全,合规无忧。
大模型编写脚本
大模型监控异常
通用自动化模块:
实验室智能化的“四肢”
作为GLI智能自动化业务的核心组成部分,通用自动化方向经过多年的技术沉淀和实际应用积累,产品涵盖了从样品前处理、核酸提取、建库自动化、通用液体处理等多个环节。
从技术层面,囊括了通用的自动化移液技术和创新的微流控技术;现已经形成了技术全面领先、应用场景广泛的产品矩阵。其中,产品矩阵具体包括了样本分杯、核酸提取、文库制备、通用移液和一站式测序(如MGIFLP系列和DNBSEQ-AIO All in One系列)等不同产品系列,不仅能够为高/中/低通量的全读长基因测序实验室提供配套的自动化设备,而且能够满足灵活的移液需求和多元化的样本处理需求,为实验室的智能化转型提供丰富全面的“自动化元件”库。未来,该“自动化元件库”将进一步进行标准化和智能化升级,为全新的GLI业务提供基础硬件保障。
此外,除了AI智能化模块和通用自动化模块,GLI针对生命科学实验室用户在信息化IT环境准备、IT设施和流程搭建、数据分析和处理等方面的需求,GLI提供多种通用的模块,如通用计算、异构计算、冷热存储、自定义生信流程及AI工具部署接口和方案,帮助用户减少传统IT部署所需的时间和精力,直接引入模块化的IT工具,快速满足多种个性化场景需求,兼具高效性、安全性与定制灵活性。
不久前,华大智造全自动化系统落地海南三亚,作为全球首套海洋微生物自动化核酸蛋白共提取系统,将人工智能技术全面融入,助力科研高效进行。
上海交通大学深部生命国际研究中心 海南研究院副研究员赵维殳"我们通过华大智造引入了全球首套海洋微生物自动化核酸蛋白共提取系统,这套系统包括通用自动化模块和计算存储硬件,以及智能实验室管理能力,可以实现对海量样本的核酸、蛋白数据的收集、有效地挖掘深海生物样本资源,并指数级降低成本。
大样本、大数据将带来深渊生命研究的范式改变。希望这套系统能够帮助我们为建设更大、更全面的海洋生物资源库和数据库创造条件,将基于人工智能技术进行海洋资源的进一步挖掘,为超级细胞等的到来提供有力工具支撑,为系统解析环境与生命的协同演化提供了数据基础和全新视角。"
全球首套实现海洋微生物核酸蛋白共提取的全自动化系统落地海南三亚
目前,华大智造GLI业务已经在多组学前沿、分子育种、抗体筛选、生物制药、基因编辑、合成生物学、“13311i”生命组学大数据、数字化工厂等多个领域赋能50+行业用户,以AI数据驱动为核心,对实验室智能化所需的模块进行了高效整合,能够实时捕获实验全流程数据,实现了实验室资源的高效管理和海量数据的智能分析。
未来,公司将进一步帮助用户构建从“毛坯房”到“智能实验室”,再到“数据飞轮”的全生命周期闭环体系,提供高效、智能、可持续的实验室智能化解决方案与服务。
2024年,在DNBSEQ测序平台基础上,华大智造引入了CycloneSEQ平台,为用户提供“双引擎驱动”:短读长精准解析+长读长结构探测;2025年,在实验室智能自动化GLI业务板块,华大智造通过最新的AI技术提供弹性架构,将帮助用户实现自主可控的实验室能力“全域覆盖”。
华大智造致力于为全球生命科技用户提供一个新的范式,一个新的工具时代,一个开放合作体系。基于生命中心法则,华大智造目前为止已经服务全球超过3000+用户,为行业用户提供包括基因测序仪在内的全套数字化设备。通过技术纵深化突破,我们期待帮助行业真正实现"全尺度研究自由"!
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特别鸣谢:
* 上海交通大学深部生命国际研究中心海南研究院为华大智造GLI业务在环境多组学领域展开的自动化产线前期技术探索,聚焦海洋微生物知识图谱的构建。
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