一、产品名称
全自动高通量菌株酶活筛选工作站

二、产品领先性/创新性
国内外首创高通量人工智能大分子创新药物研发平台

三、产品介绍
大型高通量智慧生物自动化设备，具备智能调度和智能优化功能，可持续优化蛋白样本前处理、分子与细胞生物学分析系统等工艺流程，加速菌株活性筛选，显著提高研发效率和通量。平台包括人工智能大分子创新药物筛选，人工智能APS调度分析系统等核心技术。轨道式机械臂串联，玄刃移液站搭配三方设备进行菌株挑选与液体分装，自研恒温震荡仪和4C低温堆栈完成菌株培养和保存；XR Studio Plus智能排程系统确保了精准的设备管理和调度；软件允许客户根据自己希望创建的工艺编辑SOP文件，每一份SOP文件可以针对性的生成对应工艺流程，通过软件界面导入，可以调用或更改此前已经保存的流程， 流程颗粒度可以达到具体的每个机械臂动作。借助在线AI和本地APS智能排程优化，软件允许客户对工艺流程进行时序排程，时序排程得到的节点会对真实系统的运行进行动作节点的逻辑指导，可自主进行流程训练，助力科学研究与药物研发。

四、产品创新性
本项目主要研发能够自动化完成一系列垂直领域的生物实验产品，主要包含智能调度排程、自动化样本前处理以及自动化实验验证与数据采集。为实现相关实验室的智能化建设，主要从以下几个方面形成进行技术攻关与优化：

1、实现对实验室内各种设备和机器人的高效调度，优化实验流程，减少等待时间和资源浪费。系统应支持多种排程算法，如先进先出（FIFO）、最短作业优先（SJF）等，以适应不同的实验需求。具备实时数据监控、动态资源分配、故障预测与自动化处理等功能。
2、基于系统级智能控制技术，完成对相关实验流程的数字化智能化改造，实验过程中自动采集并存储记录相关数据，保障数据合规性，并为后续的实验室数据分析，如采用数据挖掘技术等进一步的系统拓展提供基础的平台硬件设施与数据基础。
3、通过采用高精度机械臂和传感器技术，结合智能算法，实现实验操作的自动化和标准化，能够高效、准确地完成样品的预处理、配置、细胞传代和核算提取等实验操作，大幅提高实验效率并减少人为误差。
4、集成先进的传感器技术、路径规划算法和机器学习技术， 让转运机器人具备自主导航、精准定位、自动避障等功能，能够高效、准确地完成实验物品的运输任务。
5、对于实验自动化的底层模块进行改造适配，使得相关功能模块都能够支持自动化及远程控制操作。研究利用物联网相关技术，实现对系统的远程监控和控制，确保操作的安全性和可追溯性。通过研发和应用先进的自动化技术，该项目不仅解决了当前行业内面临的问题，还为未来更高级别的实验室自动化和智能化奠定了基础。将人工智能技术应用于实际的实验操作过程中，推动了人工智能在药物研发领域的应用落地，为后续更广泛的应用提供了实践经验。

项目的成功实施将展示人工智能在药物研发，尤其是智能化实验室建设与改造中的巨大潜力，从而鼓励更多的企业和研究机构采用机器人与人工智能技术，进一步加快人工智能在医药行业的赋能过程。为整个大分子药物研发产业提供了坚实的技术基础，有助于推动产业的持续创新和发展。

五、临床与应用价值
由于药物研发过程存在的巨大挑战，相关生物实验往往受限于实验效率低下、人力资源有限及实验数据的记录、可复现等方面的挑战。通过建设高水平的智能化实验室，可以解决目前主要依赖人工的实验室在进行大分子药物研发过程中存在的痛点问题。

1、实验效率低下：在传统的药物研发实验室中，许多操作依赖人工完成，这往往导致实验周期长、效率低。
2、操作精度和一致性差：人为操作容易受到疲劳、情绪和经验水平的影响，从而导致实验结果的波动。自动化样品前处理、自动化样本配置、自动化细胞传代、自动化核算提取等系统能够显著提高操作的精度和一致性。
3、人力成本高：大分子药物研发是高度专业化的领域，对研究人员的专业要求较高，因此人力成本也相对较高。自动化和智能化的引入可以降低对人力资源的依赖，从而节约成本。
4、实验数据管理难度大：大量的实验数据需要被准确记录和追溯。智能系统的应用可以更有效地管理这些数据，提高数据的质量和可追溯性。

通过研发和应用先进的自动化技术，该项目不仅解决了当前行业内面临的问题，还为未来更高级别的实验室自动化和智能化奠定了基础。极大的减少手动实验工作量，研究人员更好的设计与分析实验结果，降低或避免对实验人员的职业暴露危害，降低了实验人员的工作负荷。提高了整体质量一致性和数据合规性同时，还提升实验效率，更完整的实验过程数据记录。将人工智能技术应用于实际的实验操作过程中，推动了人工智能在药物研发领域的应用落地，为后续更广泛的应用提供了实践经验。

六、发展潜力
具有高通量筛选需求的药物研发公司和合成生物学公司是近期可以较快商业化的发力方向。实验室自动化解决方案在具有高通量药物筛选需求的药企、CRO 企业、具有高通量细胞株筛选需求的合成生物学研发机构中，已有实验室自动化应用案例。无论是宏观层面的医学研究还是微观层面的分子生物学研究，以机器人为代表的人工智能相关技术都正在彻底改变传统的研究方法和科研范式。在科研用户中，药物分子筛选、菌株筛选等高通量筛选会率先应用自动化技术，如上海药物所已建立了药物筛选的自动化平台，深圳先进院在搭建合成生物学自动化大设施，利物浦大学研究团队 2019年发明的AI机器人化学家，也是应用在催化剂的高通量筛选中——2022年初它首次通过高通量筛选自主发现了一种高活性的催化剂。

未来，在全实验室自动化基础上，加入人工智能，可代替部分脑力劳动，具有机器学习、自动判断、自我决策能力。多用在研究型实验室领域，擅长解决多品种、小批量、多批次、高时效的检测需求，进行实验室智能化操作和管理，可进行样品前处理、分析检测和实验数据的处理等所有实验室的操作，并可以循环往复地进行。针对⽣物医学领域的智慧实验室是自动化、智能化和数字化的集中体现。实验室信息管理、云数据分析存储、5G实验室物联网系统等技术也是解决方案的重要组成，智慧实验室由标准模块组成，极大节省了开发、测试、调试、部署的成本和时间。

七、行业潜力
人工智能+新药研发已成为中国医药企业加速创新转型的重要驱动力，在大分子创新药物筛选环节使用人工智能辅助方式，大大提升了新药研发的效率，为降本增效提供了可能，生物自动化将高度依赖人力资源的低通量和随机性手工操作的实验过程转变为基于先进设备的自动化、标准化和高效的过程，自动化实现高度可控，数据采集与追踪、远程监控。玄刃科技围绕合成生物学经典“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环方式，推出生物自动化设备，符合微生物发酵实验室研发及检测方法，高效处理繁多微生物样本，助力合成生物学。