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近日，深圳市人工智能與機器人研究院（簡稱AIRS）普適人工智能應用研究中心的朱熹教授團隊開發了目前世界上第一套基于區塊鏈和云存儲技術的自動實驗系統。其研究成果“The Blockchain Integrated Automatic Experiment Platform (BiaeP)?”被美國化學學會期刊?JPC Letters?接收?。

朱熹教授團隊此次的研究成果意味著人工智能和區塊鏈技術在生物制藥和化學材料領域的落地。朱熹教授表示，這套區塊鏈數據記錄系統具有數據共享功能，方便研究者下載公開的BIP文件，并基于自己的實驗設備，自動或手動重復實驗以驗證可重復性。

BiaeP系統的總架構與功能流程圖

本論文主要作者為AIRS 卓越博士生徐彥恒和劉汝林，其他作者包括博士生李佳根和徐曜，通訊作者為AIRS 普適人工智能應用研究中心副主任朱熹教授。

研究背景

? ? ? ?隨著人工智能技術的發展，傳統的生物制藥和材料化學領域即將發生巨大的變化。該篇論文作者估計未來五到十年，智能機器人將較為全面地接管生物、材料領域的實驗工作。

此外，在科研領域，如何保證文章中實驗的可重復性、數據完整性和原創性一直是學者們關心的問題。包括Nature Science?等頂級期刊在內的多家學術期刊和眾多研究者，甚至一些諾獎得主，也曾遇到此類問題（例如2019年諾貝爾生理學或醫學獎得主Gregg Semenza 最近有32篇論文被懷疑存在圖像真實性方面的問題?1；2018年諾貝爾化學獎得主Frances H. Arnold 在2020年年初因缺少關鍵原始數據而主動撤回了她2019年以通訊作者身份在Science《科學》上發表的著名文章?2；2004年諾貝爾獎得主Linda Buck 也因對文章中結果的可重復性失去信心，而撤回了先后于2005年和2006年發表在PNAS《美國國家科學院院刊》?3?和Science《科學》???上的文章）。

當前，學界呼吁研究者公開更多原始數據，提供更翔實的實驗過程以保證其他研究者可重復，然而，重復實驗的高時間成本和文章中記錄實驗步驟的一些偏差仍然無法解決。因此，創造一種新的技術來從根本上提高實驗記錄的真實性，同時記錄實驗的最初完成時間來保護作者的原創性學術貢獻，將會有很大的應用前景。

目前，區塊鏈技術在化工行業也有一些落地應用，其中最著名的為巴斯夫（BASF）于今年推出的reciChain，該平臺將區塊鏈的功能與數字認證和循環計數技術結合在一起，可在所有市場參與者之間安全地共享數據，同時改善整個產業價值鏈中塑料的分類、追蹤和監控能力。該區塊鏈項目旨在將傳統的線性塑料供應鏈轉變為更具競爭性且環境友好的循環可回收供應鏈，從而延長了塑料的生命周期。另外，由于reciChain 的高透明度，該平臺可以為各個環節的消費者提供更好的保證，以確保他們從回收商和加工商那里購買的再生塑料的真實性。

巴斯夫致力于運用該區塊鏈技術以改善塑料造成的環境問題，同時創造更多價值。本文中提出的BiaeP 系統也具有與reciChain 深度整合的潛力，可以將其應用于詳細記錄塑料回收生產線上的每個環節，以增強再生塑料的可信度。

研究概要

? ? ? ?本研究開發了目前世界上第一套基于區塊鏈和云存儲技術的自動實驗系統，包括整個 MAOSIC 操作系統，以及BIP 文件存儲系統。所有的實驗步驟基于BIP指令實現，使用者采用 BIP 文件設計實驗，調用各個反應及測試設備，設計出符合自己需求的實驗流程。BIP 文件會自動記錄測試設備中輸出的結果，并將其于指令整合存檔。基于對實驗數據的滿意度，用戶可選擇是否將該記錄上傳至區塊鏈及云存儲系統中以獲取時間戳保護原創性，也可進一步決定是否將實驗文件加密，直到文章發表后再公開。

此外，當產生原創性爭議時，實驗者可提供最初的區塊鏈上傳時間戳以證明該成果的獨立性與原創性。該系統的區塊鏈部分基于以太坊solidity 構建，自動實驗部分基于本組先前開發的MAOSIC 系統。該系統目前處于可商業化狀態，我們也提供了兩個在BiaeP 上進行或重復的驗證實驗以證明整套系統的可用性。