瑞典SmartTrap系统实现光镊全自动运行

维度网讯，瑞典哥德堡大学和查尔姆斯理工大学研究团队在《自然-方法》发表成果，成功让一款名为SmartTrap的人工智能系统学会使用光学镊子，从而让光镊实现了全自动运行。该系统能够自主完成颗粒捕获、定位、测量和样本更换等全过程，像流水线一样持续开展实验，大幅提升微观粒子分析效率。研究显示，SmartTrap每小时可对数百个粒子进行分类和表征，在单分子DNA拉伸实验中每小时可完成10至15次测试，其性能达到甚至部分超过经验丰富的人类操作员。这项成果有望将科研人员从繁琐重复的操作中解放出来，推动生命科学、生物物理和疾病研究实验向智能化方向发展。

传统的光镊操作门槛极高，必须由经过专业训练的研究人员全程监控并作出决策，导致实验通量低下、耗时漫长，且不同研究者之间容易产生操作差异。SmartTrap通过融合图像分析、实时深度学习算法、定制电子硬件、精密流体控制及闭环反馈机制，实现纳米级三维定位和自主实验流程，可在完成一次测量后自动装载新样本，持续开展实验。

测试显示，同样任务由人工完成通常需要AI系统10倍至100倍的时间，且容易受到疲劳和注意力下降影响。研究团队还利用该系统完成红细胞机械刚度测量以及不同盐浓度条件下粒子间纳米级静电力图谱绘制。SmartTrap基于开源软件构建，未来有望发展成为共享平台，推动智能化显微镜和自动实验室建设，为生物医学、药物研发和基础科学研究带来深远影响。