从流水线到黑灯实验室，生命科学上游的自动化革命 36氪新风向( 三 ) 文|顿雨婷做过实验的人大概都

目前根据自动化的程度和规模，现在实验室自动化大致可分为4个层级：单模块形式自动化、工作站形式自动化、流水线形式自动化，机器人形式智能化。它们并非纯粹的全面替代演进关系，而是根据成本需求、通量需求，研究和临床需求的客户情况，匹配不同产品形式。从功能上看，实验室自动化整体是从辅助人到替代人的方向演进。
在中国，大多数实验室自动化的程度还主要停留在单模块形式上；只有个别领域实验室实现了工作站形式，其集成程度有限，在国内市场售价大都在百万人民币级别，客户包括药企、疾控中心、第三方检测中心等，代表公司有赛默飞、贝克曼、安捷伦、帝肯、汉密尔顿等。
另外，还有部分实现流水线形式自动化（Totallaboratoryautomation ，简称TLA），它通过导轨串联起邻近的功能区，实现了全系统统一质控，能够有效降低实验流程中的人为误差和生物污染率，常见于检验科——以生化免疫为主，代表企业有贝克曼、罗氏、西门子等，本土厂商安图生物与上述公司厮杀严重等。
机器人形式智能化在国内也还处于早期发展阶段，未形成规模化应用，且海内外无太大差距。
最终，大家的愿景都指向无人值守的“黑灯实验室” ，即研究人员只要利用平台将自己的思路编程表达出来，系统即可高效完成。但这往往要满足以下多个要求：引入机械手、机器视觉、AI决策模型等先进技术；对实验室和关键检验设备做最小程度改造，实现系统级联和闭环打通；替代人工完成重复工作或人所不能及，过程结果读取判断，自动试错和最终结果筛选输出。
目前，礼来制药、英矽智能都在这方面展开尝试。据悉，礼来先后投入累计超3亿美元使用机器人云平台来提高生物学能力，实现自动化的化学合成循环；英矽智能则花费千万美金，意在将其已验证过的AI平台应用于机器人实验室场景，通过“大脑（AI）”+“手（机器人）”的组合，进一步提升其药物自动化发现的能力。

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镁伽实验室自动化体系
现阶段，多数创业公司则是在机器人形式智能化方向上发力，典型如镁伽科技、汇像科技等，普遍未到规模量产的阶段；还有一类则是在某些特定细分场景开发自动化应用，例如华大智造（分子诊断）、基点生物（生物深低温保藏）、英诺维尔（细胞培养）、呈元科技（合成生物）；一部分则为TLA的国产替代或全开放式的TLA系统，譬如安图生物、迈瑞医疗、迈克生物，或赛诺迈德、瑞智捷等；另外还有一类是自动化软件应用，譬如明度智慧、斑马鱼，它主要解决实验室场景无纸化的需求，最终是要确保合规性和数据安全。
其中，第一类承载着大家对无人智慧实验室的期待——大都还在早期探索阶段。如上文所言，需求已经到了空前高涨的阶段，加上有以“AI+机器人”为基础的第三代自动化技术的广泛探索，结合设备、LAS和LIS/LIMS ，生命科学实验室自动化成为大家的另一个竞技场，供大家拼技术、拼场景，以及最后的规模化。
第二类的发展主要是基于下游产业的快速发展。以分子诊断为例，它目前是体外诊断领域中技术要求最高、发展最快、最有挑战性的一个分支，但因为高通量、高灵敏度和相对较低的单位成本等优势，随着PCR、NGS等技术的发展，其应用范围得以快速扩展，对上游服务提出了更高的要求。
第三类则乘上了县域医疗市场发展和核酸检测常态化的东风。新冠疫情的爆发和连绵，繁重的检测工作和耗时长久的检测时间，假阳（阴）性的存在以及可能的实验室内的传染性，让检验实验室自动化也渐渐成为行业显词；此外，县域医疗集中化所带来的基层医学检验市场增长与人力供给不相匹配的矛盾，也进一步促进了行业的发展。