證券時報記者 楊霞

隨著人工智能（AI）技術(shù)的飛速發(fā)展，AI賦能千行百業(yè)的浪潮洶涌澎湃。在這場科技革命中，黑燈實驗室嶄露頭角。這種7×24小時無人值守全自動運行的實驗室，率先在醫(yī)學(xué)檢驗檢測和新藥研發(fā)領(lǐng)域落地生根，并逐步擴展到更廣泛的場景，大幅提升了精度和效率，同時降低了成本，推動行業(yè)加速跨越式升級。

智慧實驗新范式

黑燈實驗室，也被稱為智慧實驗室或者AI實驗室（人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究），是一種無需人工值守、能夠?qū)崿F(xiàn)7×24小時高效運行的實驗室，通過對產(chǎn)品配方進(jìn)行優(yōu)化、研發(fā)出升級迭代的新品、對測試結(jié)果進(jìn)行建模預(yù)測，大幅提升企業(yè)研發(fā)效率。

試想一下這樣的場景，在空無一人的實驗室里，機械臂在空中精準(zhǔn)而靈動地?fù)]舞，熟練地操作著配料和試管，這就是黑燈實驗室的運作日常。

在實際應(yīng)用中，黑燈實驗室的高效性已經(jīng)得到了充分驗證。

在AI制藥領(lǐng)域，龍頭企業(yè)英矽智能2024年11月發(fā)布了“全球首個由AI輔助決策的自動化實驗室”。今年3月，北京腦科學(xué)與類腦研究所（簡稱“北腦”）與華大智造聯(lián)合打造的“全自動無人化黑燈實驗室”正式亮相。AI制藥企業(yè)晶泰科技利用黑燈實驗室強大的計算預(yù)測能力，曾幫助輝瑞進(jìn)行新冠口服藥晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測，縮短客戶藥物上市時間6個月，2022年這款藥物的銷售額高達(dá)189億美元。

談及黑燈實驗室的建設(shè)背景及初衷，華大智造GLI業(yè)務(wù)中心總監(jiān)林思遠(yuǎn)表示，公司內(nèi)部將黑燈實驗室產(chǎn)品稱為“智惠實驗室”，旨在實現(xiàn)智慧賦能、普惠未來。生命科學(xué)研究正從單點實驗轉(zhuǎn)向大規(guī)模隊列研究，如百萬級人群基因組項目和腦科學(xué)計劃等，傳統(tǒng)實驗室面臨著通量瓶頸和檢測精準(zhǔn)度波動等問題。黑燈實驗室的出現(xiàn)，為解決這些問題提供了新的思路和方案。

作為國內(nèi)黑燈實驗室的重要建設(shè)和參與方，聚光科技(300203)認(rèn)為，黑燈實驗室的推出源于市場需求、技術(shù)趨勢與企業(yè)戰(zhàn)略的深度共振。從企業(yè)戰(zhàn)略布局來看，黑燈實驗室作為高端儀器，不僅有助于企業(yè)鞏固技術(shù)壁壘，還能積極響應(yīng)國家“設(shè)備更新+國產(chǎn)替代”的政策導(dǎo)向，加快在高端實驗室自動化市場的前瞻性布局。

技術(shù)突破新亮點

黑燈實驗室的核心創(chuàng)新成果已深度賦能多個關(guān)鍵領(lǐng)域，開辟了“效率+精準(zhǔn)”雙輪驅(qū)動的全新路徑。

聚光科技表示，黑燈實驗室技術(shù)突破的重點體現(xiàn)在全流程自動化與信息化。實驗室將樣品前處理、分析檢測及數(shù)據(jù)輸出等環(huán)節(jié)無縫集成，實現(xiàn)了全程無人工干預(yù)的自動化操作。借助信息化質(zhì)量控制體系，實驗室能夠?qū)θ溌愤M(jìn)行可溯源管理，從而大幅提升效率與準(zhǔn)確性，確保實驗結(jié)果的可靠性和重復(fù)性。

分析儀器的自動化與智能化是黑燈實驗室的又一亮點。

實驗室引入多項復(fù)雜而先進(jìn)的分析檢測技術(shù)，例如“模擬人眼視覺識別滴定、智能譜峰識別算法”等，這些技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了分析儀器的自動化智能化。

多技術(shù)平臺的融合進(jìn)一步拓展了黑燈實驗室的能力邊界。通過整合質(zhì)譜、色譜、光譜、理化分析等核心技術(shù)，實驗室構(gòu)建了覆蓋多領(lǐng)域的檢測解決方案，能夠靈活應(yīng)對不同科研場景的需求。

“通過AI技術(shù)應(yīng)用，用戶只需要和AI互動溝通需要做什么實驗、需要什么耗材、有哪些實驗步驟等問題，AI會生成實驗標(biāo)準(zhǔn)操作流程（SOP）。同時AI通過與用戶持續(xù)的溝通，對SOP進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，最終生成符合用戶需求的SOP操作步驟，進(jìn)而轉(zhuǎn)為代碼驅(qū)動儀器操作，最終輸出實驗結(jié)果。溝通過程像L3級別的汽車自動駕駛模式，用戶只需要輸入起點和終點，就能夠到達(dá)終點了，無需操心中間的操作環(huán)節(jié)?！绷炙歼h(yuǎn)在接受證券時報記者采訪時，進(jìn)一步說明了黑燈實驗室的智能化應(yīng)用突破。

聚光科技強調(diào)，黑燈實驗室在自動化程度、檢測靈敏度與系統(tǒng)集成度等關(guān)鍵維度實現(xiàn)突破，填補了國產(chǎn)高端科學(xué)儀器在實驗室無人化解決方案上的技術(shù)空白，打破了關(guān)鍵領(lǐng)域長期依賴進(jìn)口的局面，成為推動國產(chǎn)替代向數(shù)智化升級的重要標(biāo)志。

降本增效引擎

從市場需求來看，傳統(tǒng)實驗室在檢測效率、人工成本和數(shù)據(jù)一致性方面存在諸多問題，那么，黑燈實驗室究竟有哪些獨特優(yōu)勢？

聚光科技認(rèn)為，黑燈實驗室的應(yīng)用能夠顯著降低企業(yè)的人力成本。傳統(tǒng)實驗室通常需要多名高技能實驗員來完成樣品前處理、檢測及數(shù)據(jù)分析等工作，而黑燈實驗室通過智能系統(tǒng)替代了約75%的人工操作，大幅減少了對專業(yè)技術(shù)人員的依賴。

同時，自動化流程有效減少了人為誤差帶來的返工成本，進(jìn)一步提升了人力投入的效率與質(zhì)量穩(wěn)定性。

除了人力成本降低，黑燈實驗室在降低綜合成本方面也表現(xiàn)出色。在自動化流程的推動下，實驗步驟得到優(yōu)化，試劑使用更加精準(zhǔn)，能源浪費明顯減少，綜合運營成本降低了約30%。

在生命科學(xué)領(lǐng)域，林思遠(yuǎn)認(rèn)為，黑燈實驗室的使用能夠幫助質(zhì)效雙提升。多臺設(shè)備、多個環(huán)節(jié)同時運行，可顯著縮短實驗周期。實時監(jiān)測功能則提升了實驗室的管理效率，通過實時更新實驗室情況（如耗材使用情況、設(shè)備檢測準(zhǔn)確率等），無需人工參與即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，保障實驗質(zhì)量。

林思遠(yuǎn)表示，在華大智惠龍江未來實驗室的腸癌產(chǎn)線應(yīng)用中，αLab Studio的應(yīng)用與同行業(yè)控制軟件相比，對同一自動化產(chǎn)線實現(xiàn)了100%的產(chǎn)能提升。在大規(guī)模、高通量、標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用中，黑燈實驗室可顯著提升效率并降低成本。

值得注意的是，林思遠(yuǎn)也指出，黑燈實驗室并非在所有應(yīng)用場景中都具備成本優(yōu)勢。因黑燈實驗室的搭建要求裝載一站式的高精尖設(shè)備、技術(shù)與系統(tǒng)，其前期投入和維護(hù)成本較高，回收周期可能較長，更適用于樣本量大、需要不間斷長期運行或者需要無人化的實驗室。對于一般通量的實驗室而言，其意義相對有限。因此，成本效益的評估需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求進(jìn)行綜合考量。關(guān)于實驗室的建設(shè)成本，林思遠(yuǎn)表示，不同用戶的需求差異較大，黑燈實驗室的構(gòu)建是根據(jù)用戶需求量身定制的一整套綜合解決方案，包括AI技術(shù)應(yīng)用和設(shè)備采購，無法一概而論。

林思遠(yuǎn)詳細(xì)闡述了黑燈實驗室的適用場景，認(rèn)為特別適用于樣本量大、需持續(xù)監(jiān)測、存在傳染或安全風(fēng)險的實驗環(huán)境，例如細(xì)胞培養(yǎng)、病毒檢測、化工實驗室以及特殊環(huán)境下的實驗操作等場景。此外，黑燈實驗室也適用于高風(fēng)險應(yīng)用場景，如P3實驗室、易燃易爆實驗、厭氧環(huán)境實驗等。

生物醫(yī)藥行業(yè)是智慧實驗室滲透較早的行業(yè)。除了上文提到的晶泰科技，多家企業(yè)在年報中披露了智慧實驗室的建設(shè)現(xiàn)狀。典型如海爾生物已形成多場景的智慧實驗室解決方案。新產(chǎn)業(yè)推出了智慧實驗室平臺iXLAB，推動終端用戶的實驗室管理從數(shù)字化向智慧化邁進(jìn)。亞輝龍自主研發(fā)的實驗室智能化自動化流水線系統(tǒng)已在國內(nèi)完成備案并獲批。

整體來看，國內(nèi)黑燈實驗室的發(fā)展還處在初期。提供相關(guān)服務(wù)的企業(yè)中，動脈智庫報告顯示，A輪融資企業(yè)占比約40%，表明賽道處于早期階段。2023年我國自動化研發(fā)實驗室行業(yè)市場規(guī)模從2019年的23.07億元增長至82.29億元，凸顯出較高的成長潛力。

國內(nèi)相關(guān)上市公司2024年年報也透露出積極的信號，晶泰科技智能自動化業(yè)務(wù)營收（1.62億元）已超過藥物研發(fā)（1.04億元），同比增長87.8%。華大智造年報顯示，作為公司三大業(yè)務(wù)板塊之一的實驗室自動化業(yè)務(wù)，2024年實現(xiàn)營收2.09億元，同比增長36.7%。