科学实验室自动化

24/7无间断、高重复性精度、减少人为误差、加速科研进程

Precision · High-throughput · Reproducible · 24/7

面向科研实验室提供全流程自动化方案。科研级机械臂配合精密夹爪实现高通量样品处理，移动底盘在各工位间自动运送样品和试剂，7x24小时连续运行，样品处理通量提升5倍，人为污染率趋近于零，显著加速科研进程。

政策背景：「AI for Science」驱动实验室智能化升级

科技部「AI for Science」专项行动计划将实验室自动化列为科研基础设施现代化的重点方向。「十五五」规划提出建设一批智能化科研平台，推动人工智能与科学研究深度融合。2026年国家自然科学基金新增「智能实验」专项，支持自动化实验系统的研发与应用。

核心政策信号：「AI for Science」列入科技创新2030重大项目 · 国家重点实验室智能化改造覆盖率目标50% · 高校科研仪器共享平台建设加速 · 新药研发周期缩短目标30% · 材料基因组计划推动高通量实验需求

据MarketsandMarkets等机构预测，全球实验室自动化市场将从2025年的约64亿美元增长到2030年的约90亿美元，年复合增长率约7.2%。其中实验室机器人细分市场预计2030年达38.6亿美元，机械臂品类增速最快（CAGR 8.8%）。2024年中国实验室自动化市场规模约90亿元，在AI for Science政策驱动下正进入加速期。

行业背景：科研效率的瓶颈在实验台

现代科研面临一个悖论——计算能力以指数级增长，但实验执行效率几十年未有质变。科研人员大量时间消耗在重复性移液、样品转运、数据记录等机械性操作上。据统计，实验室科研人员约60%的工作时间用于非创造性的手工操作，人为误差导致的实验失败率高达15%-25%。

全球药物研发投入年增8%以上，高通量筛选、组合化学、材料基因组等研究范式对自动化实验的需求呈指数级增长。中国科研经费2025年突破3.5万亿元，但实验室自动化渗透率不足10%，相比欧美30%的渗透率差距显著，增长空间巨大。

核心装备

高通量样品处理站

核心装备

Franka Research 3七轴力控机械臂配合Robotiq 2F-85自适应夹爪，实现试管、培养皿、微孔板等耗材的精密抓取、移液与放置。重复定位精度±0.1mm。

柔性力控操作平台

核心装备

Flexiv Rizon 4力控机械臂，力感知精度0.03-0.1N，适合需要精细力反馈的操作：旋盖、移液枪操作、柔性连接器插拔等。

移动物流机器人

核心装备

LIMO四合一底盘在实验室各工位间自动运送样品与试剂，支持差速/阿克曼/履带/麦克纳姆轮四种模式，适应各类实验室布局。

实验室中台软件

核心平台

统一管控全部机器人与实验设备，根据实验协议自动编排任务序列，支持并行实验与优先级调度。可与LIMS/ELN系统集成。

数字孪生管理系统

核心平台

实验室数字孪生平台实时呈现各工位状态、机器人位置与任务进度，支持远程监控与异常预警。

自动化工序与核心能力

实验室自动化的本质是将科研人员从重复性操作中解放。以下是机器人可以接管的典型实验工序：

自动化工序	典型操作场景	机器人赋能方式
精密抓取与放置	试管、培养皿、微孔板、离心管的自动取放	七轴力控臂±0.1mm重复定位，自适应夹爪兼容多种规格耗材，单臂小时处理量200+。
旋盖与开盖	试管旋盖、试剂瓶开盖、培养皿揭盖	力传感器精确控制开盖扭矩，避免过拧损坏或过松泄漏，扭矩精度±0.05N·m。
移液与转运	样品移液、试剂分装、多通道板移液	机器人操作移液枪实现自动移液，体积精度CV<1%，消除人工移液的随机误差。
试管分拣与存取	样品试管自动分拣、条码识别、架位管理	视觉AI识别试管条码，自动按实验协议分拣至目标架位，差错率降至万分之一。
货架智能取放	试剂货架存取、冷库样品取放、耗材补给	移动底盘+机械臂协同，自动从货架取放试剂和耗材，支持冷库(-20°C)环境作业。
样品检测分析	光谱检测、色谱分析、质谱进样、荧光检测	机器人自动将样品送入分析仪器，完成进样、检测、数据采集的全流程无人化。