日本大学共同利用机关法人自然科学研究机构（NINS，所长：川合真纪）宣布，将以位于爱知县冈崎市的自然科学研究机构冈崎园区为核心，建设大型智能云实验室“iLIS”（Integrated Smart Cloud Laboratory，综合智能云实验室）。该实验室将人工智能（AI）与机器人技术相结合，实现实验设计、实验执行、数据分析及数据积累的一体化运行，全面提升大学共同利用机构在数字时代的科研支撑能力。
该项目已入选日本文部科学省“共同利用与共同研究系统建设事业”，计划于2026～2029年度花费4年时间建设完成，总投资约95亿日元。作为总建筑面积约1.16万平方米、日本国内最大规模的共同利用型智能云实验室，项目将于2026至2027年度完成设施、实验设备及数据基础设施的建设，2028年度起正式向日本全国的科研人员开放使用。实验室的使用方式、项目征集时间以及数据和知识产权管理办法等，将根据建设进展情况陆续公布。
图1 创新科学综合智能云实验室“iLIS”（图片：自然科学研究机构（NINS））
近年来，全球范围内利用AI开展科学研究的AIfS（AI for Science，人工智能驱动科学研究）正在快速发展。通过将实验自动化、大规模数据采集，以及AI分析、预测和设计相结合，长期以来高度依赖科研人员个人经验和反复试验的科研流程正迎来重大变革。另一方面，日本的科学研究正面临科研时间减少、研发投入增长乏力以及青年科研人员数量停滞等结构性课题。
为应对上述课题，日本的自然科学研究机构、信息与系统研究机构、高能加速器研究机构、东京科学大学、综合研究大学院大学、日本电气株式会社（NEC）等单位决定开展合作，共同建设面向实验自动化和远程化的跨学科大型智能云实验室。该实验室将以化学科学、材料科学和生命科学（Life Science）为核心研究领域，综合处理从电子态、分子、细胞、组织直至个体等多个层级的数据，以实现过去单一学科难以取得的全新科学发现。
iLIS由集中部署自动化实验设备的核心设施——“智能核心区”（Smart Core），以及通过高速网络连接各研究机构高性能科研设备群所构建的综合科研基础平台两大部分构成。
大型智能云实验室将在智能核心区集中部署自动有机合成单元、自动无机合成单元、液体处理机器人等自动化实验设备，构建能够在同一楼层一体化完成“制备”、“测量”、“解析”、“互联”全过程的实验环境。同时，通过高速网络连接各研究机构拥有的强磁场MRI设备、磁共振设备群、同步辐射光源设施、冷冻电子显微镜、各类显微镜、新一代测序仪、质谱仪等高性能核心科研设备，打造支持远程使用和数据互联的综合科研平台。平台还将通过集成实验申请、实验执行及数据获取等全过程的门户与编排系统，为日本全国的科研人员提供可远程完成整个科研流程的实验环境。
此外，为支撑通过AI开展科学发现，不仅是实验数据本身，平台将对包括样品来源、测量条件、分析条件以及实验流程等在内的元数据进行统一的收集和管理。平台将为跨学科研究建立统一的样品ID体系，实现实验、测量、解析全过程可追溯，并以同一样品为纽带，将化学结构、材料性能、成像、生物功能、遗传信息等不同类型的数据统一整合，积累形成可供AI学习的高质量多模态数据。
项目还将通过实验流程自动化和高通量化，较手工作业大幅提升实验效率。并将推动构建“自主科研循环”，也就是由AI优化实验条件，由机器人执行实验，由AI分析实验结果，并将分析结果反馈至下一轮实验设计。借助这一系统，科研人员能够从庞大的探索空间中高效筛选出最有潜力的实验条件，有望推动有机、无机催化绿色化学、数据驱动型材料开发、生物传感芯片研发、生物探针分子设计以及疾病治疗药物再定位等社会需求迫切的研究课题取得进展。
iLIS并非仅面向特定机构内部开放，而是作为面向日本全国科研人员通过云平台接入先进科研环境的共享基础平台来运行的。为此，即使是未配备大型科研设备的大学、高等专科学校的科研人员、地方的科研人员以及中小企业和初创企业研究人员，也能够利用最先进的实验设备和数据平台开展研究。同时，对于因育儿、照护等原因难以长时间留在实验室的科研人员，也将提供远程参与科研工作的环境。此外，通过为理论科学家和信息科学家提供远程使用实验领域专业设备的环境，还将进一步降低跨学科融合研究的参与门槛。
项目还通过与日本分析仪器工业会（JAIMA）合作，推动分析仪器数据、控制和运行方式的标准化，提高不同设备之间的相互可操作性。具体而言，将采用支持分析与实验数据机器可读化的MAIML以及用于分析仪器和机器人控制的LADS OPC-UA等标准技术，构建跨厂商、不受供应商限制（Vendor Free）的实验环境。此举旨在打造不过度依赖单一供应商的开放式科研仪器生态系统，实现日本国内外科研设备与软件的灵活互联。
自然科学研究机构的机构长川合真纪表示：“本项目入选大规模集成研究系统建设先导计划，将为大学共同利用机构更好地履行其本来使命提供有力支撑。通过引入先进的自动化系统和人工智能系统，我们将进一步提升共同利用、共同研究的质量和规模，为日本乃至国际跨学科研究的发展做出贡献。”
作为项目核心单位的分子科学研究所所长渡边芳人表示：“作为本项目的核心机构，分子科学研究所将致力于推进物质研发相关研究的自动化和自主化，包括利用AI开展有机分子的自动合成、分离与结构解析，无机薄膜制备，以及通过自动测量对结构和物质性质进行评估，并通过UVSOR开发自动测量技术等。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
