想像能自己運作的科學實驗室:能提出假設、設計實驗、操作儀器並分析結果,不斷學習改進,直到達成研發新藥物或新材料的目標。「自駕實驗室」(Self-Driving Lab,SDL)概念,正悄悄改變科學研究模式。
人工智慧在科學領域早已站穩腳步,從掃描學術論文挖掘隱藏洞見,到模擬原子至星系等各種現象,乃至預測生命基本構造行為,都有AI的身影。Google DeepMind創辦人哈薩比斯因蛋白質摺疊研究榮獲2024年諾貝爾化學獎,他深信AI「可能是加速科學發現的最佳工具」。
自駕實驗室正是此願景的實踐者。不僅自動化科學流程,更自動化「科學方法」本身,讓AI在封閉迴路系統獨立運作,無需與人類合作。全自動科學實驗室延續製造業「關燈工廠」概念,由機器獨立執行實驗。早在1985年,學界就開始討論以AI設計科學實驗;如今,AI與機器人進步讓這一切成為可能。
全球已有多項先導計畫。美國阿貢國家實驗室建置自動化材料實驗室,由「主管」AI代理決定如何進行導電聚合物材料實驗;英國雪菲爾大學則打造能自分析化學反應結果的自駕實驗室,以機器學習演算法最佳化運作。
研究顯示,使用SDL可將達成結論的實驗次數減少30倍。若能有效擴展,原本耗費數年甚至數十年的發現,有望大幅提前實現。
挑戰與風險仍不容忽視
然而,SDL也面臨重大技術與倫理挑戰。技術層面,它需要高品質數據以降低偏誤風險、精密感測設備探索物理世界,以及足夠算力即時處理海量資訊。更關鍵的是安全與治理機制。科學研究受倫理規範約束,而機器決策未必適用於每個倫理抉擇。當AI研發新藥或新材料時,如何權衡產品的潛在益處與傷害風險?
更令人憂心的是惡意用途。若有人利用SDL研發武器,讓機器自動設計並持續改良,後果將不堪設想。可預見的未來,人類科學家仍不可或缺,角色將轉向機器無法取代的決策工作。
而SDL成敗並非取決於技術──因顯然成熟可行──而是科學界、企業實驗室與公共研究機構能否積極擁抱此新概念。若能建立人機協作模式,讓人類科學家運用SDL執行實驗,同時專注策略思考與激發「靈光乍現」的創意時刻,有望開啟科學進步的新浪潮。
(首圖來源:shutterstock)






