凌晨1 点, 美国旧金山南部的翡翠云实验室仍然是灯火通明,每个“人”都忙碌着进行手中的实验,丝毫不显疲色,因为它们都是机器人。
20 世纪90 年代,科学家就尝试将机器人搬进实验室。首个能独立完成实验的机器人科学家诞生于2009 年,名叫“亚当”,不仅有敏锐的“眼睛”、灵活的“手臂”,还有能思考的“大脑”,只要给它提供特定的指令,它就能按部就班地完成实验。
亚当的第一个任务是研究酵母菌的DNA 序列。科学家给亚当输入指令后,它就开始进行相关实验操作。亚当有强大的“大脑”,它能同时检测上千株酵母菌株,也知道如何阅读实验结果,如果匹配不成功,还会从头再来一遍,直到得出最佳结果。
在亚当面世后的第二年,一家名叫“翡翠疗法”的生物公司成立了,它的主要业务是开发抗病毒药物。他们采购了专门的软件来管理所有的科学仪器和数据,许多实验操作甚至数据分析都可以使用机器而非人力来完成。2014 年,翡翠云实验室正式成立,许多像亚当这样的机器人科学家被招募到实验室中来。
200 多台高端生物科学实验仪器设备在工作台上呼呼作响,从不停歇。机器人科学家在1400 平方米的实验室里转悠,操作着机械手臂移液、过滤、离心、电泳,头顶的电子眼巨细无靡地记录下每一步实验操作和每一个实验现象,而所有的人类科学家都藏身于“云端”,从后台的指挥中心远程控制这些机器人,让它们准确严谨地完成“自己”的实验。
美国卡内基梅隆大学的一位博士生在毕业前夕,被要求用一个月的时间重现他耗时几年的研究成果,结果在翡翠云实验室中,只花了一周时间,整个实验就被一丝不差地还原了。新冠疫情期间,许多研究人员无法前往实验室进行现场实验,卡内基梅隆大学于是决定投资4000 万美元与“翡翠云”合作,建立一个新型云实验室。
更多的云实验室正在世界各地运营中。在美国旧金山湾区的更南端,坐落着两个更先进的云实验室:一排排生命科学仪器,如孵化器、搅拌器、质谱仪、PCR 机等,在被称为工作单元的大型有机玻璃盒子里嗡嗡作响。在这里,试剂和样品通过高科技的磁力传送带到达正确的工作单元,并由灵巧的机器人手臂放置到相应的仪器之中。除非机器故障,人类完全不必来到实验室中。
未来,云实验室甚至可以自己决定做什么实验。美国谷歌公司研发的DeepMind 人工智能现在可以通过综合分析几十年来的实验数据自行归纳总结出新发现。目前,一些科学家已经开发出算法,让机器人科学家能根据实际的实验数据进行分析,调整下一个实验的参数或方向。
而随着相关技术的推广,云实验室的搭建将变得更加廉价,其数量也将越来越多。到时候不仅研究人员,普通百姓也将受益于此。未来某一天,我们会登上购物网站,购买“实验”、购买“研究”。到那时,每一个普通人都可能拥有一个云端的、虚拟的,但丝毫不逊色于大型研发机构的实验室,能够更快地获得需要的产品。
当然,在美好的前景之下,那些让我们担忧的问题仍然存在。比如,机器人是否会代替人类?毕竟如果有一天,机器人被允许走进实验室,开发下一代机器人,它们又将作何感想?
到时候,它们还会愿意遵循所谓的“机器人三定律”吗?
(摘自《大科技·科学之谜》2024 年2 月A 刊,郭德鑫图)