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第四章項目需求項目背景在國家“十五五”規(guī)劃開局之際，科技創(chuàng)新被置于現(xiàn)代化建設(shè)全局的核心地位。《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》明確要求完善新型舉國體制，采取超常規(guī)措施，全鏈條推動高端儀器、生物制造等重點領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)取得決定性突破。生命科學(xué)儀器裝備的自主研發(fā)，正是實現(xiàn)高水平科技自立自強、保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，緊密契合了國家強化戰(zhàn)略科技力量、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的宏觀戰(zhàn)略部署。與此同時，AIforScience（科學(xué)智能）作為引領(lǐng)科研范式革命的國家戰(zhàn)略正加速落地，推動科學(xué)研究從“傳統(tǒng)經(jīng)驗驅(qū)動”向“智能數(shù)據(jù)驅(qū)動”轉(zhuǎn)型。國家層面積極引導(dǎo)人工智能等前沿技術(shù)與基礎(chǔ)研究深度融合，旨在通過智能算力、算法模型與科學(xué)規(guī)律的結(jié)合，顯著提升科研創(chuàng)新的效率與邊界。在這一戰(zhàn)略背景下，將人工智能技術(shù)引入生命科學(xué)儀器研發(fā)，正是響應(yīng)國家號召、搶占智能科研制高點的前瞻性舉措。采購人主要從事生命科學(xué)儀器裝備的科學(xué)研究，緊密結(jié)合國家戰(zhàn)略規(guī)劃、臨床需要和市場需求，加快基礎(chǔ)研究發(fā)展，促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)化進程，研制出可行的核心技術(shù)儀器裝備及自動化科學(xué)實驗工作站。采購人為響應(yīng)國家“十五五”對高端儀器與生物制造的攻堅要求，以及AIforScience的科研智能化戰(zhàn)略方向，擬進一步提升所研制儀器裝備的智能化水平，計劃引入AI科學(xué)實驗智能編排服務(wù)，該服務(wù)能夠基于用戶的自然語言實驗需求，自動編排實驗流程并生成對應(yīng)的儀器裝備控制指令，有效提升實驗設(shè)計與執(zhí)行的效率與質(zhì)量。采購人將根據(jù)各供應(yīng)商的特點、實施能力、所報價格、服務(wù)態(tài)度、服務(wù)方案、人員安排等因素，確定最終服務(wù)供應(yīng)商完成。（一）技術(shù)要求：一、服務(wù)范圍（1）企業(yè)服務(wù)范圍服務(wù)方應(yīng)當(dāng)具備AI技術(shù)實力與生物化學(xué)領(lǐng)域知識，能夠為采購人提供覆蓋全流程的生命科學(xué)領(lǐng)域AI科學(xué)實驗智能編排服務(wù)。該服務(wù)應(yīng)包括但不限于：精準理解并解析用戶以自然語言描述的科學(xué)實驗需求；基于需求與儀器能力，自主設(shè)計與優(yōu)化實驗步驟邏輯；并最終生成精準、可靠、可被執(zhí)行的儀器設(shè)備控制指令序列，確保從實驗構(gòu)思到指令落地的端到端智能化支持。（2）編排服務(wù)涵蓋實驗類型服務(wù)方提供的AI科學(xué)實驗智能編排服務(wù)應(yīng)當(dāng)具備處理與優(yōu)化以下核心生命科學(xué)實驗類型的通用能力。服務(wù)應(yīng)涵蓋以下領(lǐng)域內(nèi)典型實驗的通用流程與核心操作，確保其設(shè)計邏輯與執(zhí)行指令能夠滿足科研對準確性、可重復(fù)性及高效率：蛋白質(zhì)表達實驗、細胞實驗、噬菌體實驗、分子克隆實驗。二、服務(wù)內(nèi)容及成果要求（1）服務(wù)內(nèi)容要求服務(wù)方需致力于AI科學(xué)實驗智能編排服務(wù)的開發(fā)與優(yōu)化，提供全流程的智能實驗設(shè)計解決方案。該服務(wù)通過自然語言對話與用戶進行交互，動態(tài)解析實驗需求，實時校驗流程邏輯與參數(shù)合理性，并最終生成標準化、符合儀器設(shè)備通信協(xié)議格式要求的包含具體控制參數(shù)的可執(zhí)行的控制指令，幫助科研人員降低實驗設(shè)計門檻，提高研發(fā)效率，使科學(xué)研究更智能、更便捷、更可靠。供應(yīng)商應(yīng)根據(jù)采購人提供的研發(fā)的儀器裝備已包含布局圖、控制接口的技術(shù)文檔，在原有自動化科學(xué)實驗工作站基礎(chǔ)上制定AI科學(xué)實驗智能編排服務(wù)設(shè)計方案。（2）服務(wù)功能性要求1智能交互與對話管理11★多輪對話交互：服務(wù)應(yīng)具備多輪對話管理能力，能夠通過上下文精準理解用戶的模糊表述。服務(wù)應(yīng)能主動發(fā)起澄清性提問并主動向用戶確認輸出結(jié)果的合理性，并在交互過程中動態(tài)完成實驗參數(shù)的填充與實驗流程的智能編排。同時，服務(wù)還能夠回答用戶在對話過程中關(guān)于實驗編排結(jié)果的問題，并允許用戶提出修改建議完善實驗編排。12★一體化交互界面：服務(wù)應(yīng)構(gòu)建一個統(tǒng)一的前端交互網(wǎng)頁界面，作為訪問AI科學(xué)實驗編排服務(wù)的核心入口。該界面需具備跨平臺兼容性（至少需要兼容Windows、Linux），用戶無需安裝額外客戶端，即可通過主流瀏覽器（至少包含Chrome、Edge）在各類設(shè)備上獲得完整一致的操作體驗。此界面將智能集成對話交互窗口與可視化信息管理面板，支持從實驗設(shè)計到實驗執(zhí)行的全流程操作。13★語音輸入輸出兼容：服務(wù)應(yīng)集成語音識別功能，支持用戶通過語音方式完成對話交互。同時，還需實現(xiàn)語音轉(zhuǎn)文本的高準確率識別，并對生物化學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)術(shù)語及常用實驗操作表述具備優(yōu)秀的識別能力；同時，文本轉(zhuǎn)語音過程應(yīng)流暢自然，無明顯機械感。14★歷史對話管理與復(fù)用：系統(tǒng)需構(gòu)建完整的對話歷史存儲與管理機制，支持用戶對歷史對話信息進行查詢，并能一鍵復(fù)用或延續(xù)歷史對話進行實驗編排。2參考文檔的知識化管理21▲文檔結(jié)構(gòu)化存儲：支持用戶上傳PDF、Markdown等多種格式的實驗流程、試劑盒說明書等技術(shù)文檔，并實現(xiàn)文檔的元數(shù)據(jù)提取與存儲，構(gòu)建可管理的領(lǐng)域知識庫。22▲智能文檔檢索：能夠基于用戶的實驗需求，通過語義理解與知識增強檢索技術(shù)，精準定位與實驗內(nèi)容高度匹配的文檔片段，并將相關(guān)內(nèi)容作為關(guān)鍵依據(jù)輸出，用于指導(dǎo)后續(xù)實驗流程和控制指令的生成。同時，系統(tǒng)需具備智能識別與處理技術(shù)文檔間復(fù)雜引用關(guān)系的能力，實現(xiàn)深度的嵌套文檔檢索。當(dāng)用戶發(fā)起檢索時，系統(tǒng)不僅能定位到與查詢需求直接相關(guān)的主文檔，還應(yīng)能自動識別并追溯該主文檔中所引用的其他所有下級文檔（如被引用的試劑配方、關(guān)聯(lián)設(shè)備的標準操作程序或特定實驗方法的詳細規(guī)范）。3自然語言流程編排31★多源信息整合：能夠整合來自用戶與服務(wù)對話上下文、知識庫檢索結(jié)果的一份或多份文檔信息，通過信息抽取、融合與邏輯推理，自動生成科學(xué)合理、步驟完整的自然語言實驗流程。4控制指令編排41★指令生成：服務(wù)需要將給定自然語言實驗流程轉(zhuǎn)化為自動化科學(xué)實驗工作站可執(zhí)行的控制指令序列。在指令生成過程中，服務(wù)還需深度結(jié)合預(yù)定義或用戶實時配置的工作站硬件儀器拓撲信息、耗材空間布局及試劑庫存狀態(tài)，將抽象的步驟（如“移液100微升”）編譯為包含具體位置信息、設(shè)備ID、運動參數(shù)、時序控制在內(nèi)的完整指令鏈，確保生成的控制指令序列可直接驅(qū)動自動化實驗平臺。42指令驗證：所有生成的控制指令在執(zhí)行前，必須在一個高保真的工作站數(shù)字孿生模型中進行全面仿真與驗證，保證生成的控制指令能夠在實際工作站上正確執(zhí)行，從以下多個維度確保指令的正確性與安全性：421▲儀器-耗材-支架兼容性驗證：依據(jù)預(yù)定義的兼容性規(guī)則庫，嚴格校驗指令是否會嘗試將不兼容的耗材轉(zhuǎn)移到特定儀器或支架上，或?qū)⒉患嫒莸闹Ъ苻D(zhuǎn)移到特定儀器上，從源頭杜絕配置錯誤。422▲儀器干涉驗證：能夠校驗工作站中多個自動化儀器組件（如機械臂、運動模塊等）在運作時可能發(fā)生的任何空間上的沖突、運動路徑上的交叉或物理上的接觸。確保所有設(shè)備在并行執(zhí)行任務(wù)時，其運動軌跡與操作空間彼此兼容、互不干擾，從而保障整個實驗流程順暢、無中斷地自動運行。423▲儀器標準操作規(guī)驗證：確保每一條指令及其執(zhí)行順序均嚴格遵循各類儀器設(shè)備的標準化操作規(guī)程與安全運行準則，避免儀器的錯誤、不規(guī)范使用。例如，在向具有開關(guān)蓋功能的儀器轉(zhuǎn)移耗材前，應(yīng)該先將該儀器的蓋子打開；或者在使用離心機時，必須保證離心機已滿足配平原則。424▲耗材使用正確性：確保能夠根據(jù)各個耗材的特點驗證控制指令，避免耗材的錯誤、不規(guī)范使用。例如，離心管等帶蓋耗材在使