从单机突破到生态成网，上海为科学仪器补上协同力

把一台仪器造好，只是国产高端科学仪器要过的第一关。一台仪器性能再强，如果接不上别的设备、数据流不动、软件彼此封闭，也很难应对越来越复杂的科研任务。

近日，在2026浦江创新论坛会议季科学仪器专题论坛上，一套共性操作系统、一个智能原生科学仪器创新联合体和一批新项目集中亮相。上海把目光从“造好一台仪器”，进一步投向怎样让仪器、数据、软件和研发力量真正连接起来。

给仪器装上“大脑”

要把仪器、软件和数据真正连起来，先得让不同设备听得懂彼此，也能被同一套系统调动。

论坛上亮相的“仪元智衡OS 1.0”，就是从这里切入。这套共性操作系统试图解决科学仪器的一些“底层麻烦”：不同厂商的数据格式、控制协议各有一套，设备之间难以互联，实验数据散落在不同系统中，AI也往往只能等实验结束后再参与分析。

系统由测控、互联、数据和智能体四层组成。往下连接不同仪器和部件，实现控制；往上统一数据格式和语义，再让智能体参与参数优化、谱图解析和实验决策。目前，这套系统已可面向色谱、质谱、光谱等仪器开展研发验证，并内置2000余项检测标准知识。

连接只是第一步，系统还试图让AI进一步参与实验过程。比如检测某种化妆品成分含量，研究人员给出任务后，系统可以调取检测标准，安排实验流程、执行测量，再把结果与标准物质比对；碰到标准没有明确规定的参数，目前仍需要人来确认。

“ 仪器正在从执行命令的工具、到助手、逐渐变成能够分担科研任务的协同伙伴。”上海计算机软件技术开发中心主任蔡立志说。过去，人需要一步步告诉仪器怎么做；现在的设想是，人更多提出目标，由系统自己寻找实验路径。“一条路径不行，它会探索另外一条路径，再不行会探索第三条路径。”

自主性越强，边界问题也越突出。中国计量科学研究院原院长方向提出，真正“AI原生”的仪器，并非在传统设备上简单外挂一个模型，而要从信号获取、控制到决策重新设计。测量结果能否追溯、过程能否验证、人的权限如何保留，也必须一并考虑。用他的话说，要做到“受委托而不失控，自主而不漂移”。

让“孤岛”连成一张网

复杂实验往往需要多种设备接力完成。成像、光谱、环境监测等设备往往各自承担一段任务。过去，它们可以分别工作，数据最后再由科研人员汇总；当实验越来越复杂、数据越来越多，这种“各自为战”的方式开始跟不上科研节奏。

“自动化不等于智能化。”中国科学院院士、厦门大学教授田中群认为，机械臂按照既定程序完成取样和测试，解决的更多是操作效率，真正的智能系统，还要把感知、分析、控制和反馈连起来，让一次测量的结果能够及时影响下一步实验。

天文学已经把这种需求推到了极端。之江实验室研究员郝永富介绍，随着巡天望远镜不断增加，数据规模快速膨胀。“实时的数据下来之后，单独的小团队已经没法解决了。”与此同时，大量历史数据还在“沉睡”，新数据又不断涌入，AI开始承担起理解、筛选和重新组织这些数据的任务。

他们参与的全球时域望远镜阵列，更像一张“望远镜互联网”。按照设想，100多台光学望远镜分布在不同地点，约每半小时拍一次天空。一旦发现高价值事件，还要迅速调度其他望远镜继续观测。“常规用人工来做，已经变成了不可能的事情，必须用模型来调度。”郝永富说。

这种协同并不只发生在大型科学设施里。深势科技创始人张林峰回忆，团队早期也曾一路钻进单台仪器底层，但很快发现两种技术的迭代节奏并不一致：“仪器需要一个比较长周期，三五年，而AI的发展是以月、以周甚至以天为计来迭代的。”

“从2023年开始，我们坚定地选择了一条路，就是走横向的连接。”从一台设备的接口，到工作站，再到不同实验室之间的协同，团队已经连接上千种仪器设备。设备连起来，实验数据才有机会持续积累，模型也能在真实使用中不断获得反馈。

把散落的好技术拼成产品

设备之间需要协同，技术和团队之间同样如此。科学仪器链条很长，一个高校团队可能握着性能很好的核心部件，另一支团队擅长软件和算法，企业则更熟悉整机和工程验证。

难的是，这些散落在不同单位里的“拼块”，不会自己找到彼此，更不会天然长成一台好仪器。

这也是上海近年来引入项目经理人机制想解决的问题：有人站在单个项目之外，看整条技术链还缺什么，再把合适的科研和产业力量接进来。

上海市科委科学仪器项目经理人赵素丽把过去相对分散的支持形容为“像下雨一样一点一点”，现在则希望围绕共性技术堵点，把力量集中起来，“像瀑布一样”体系化推进。“最终的目标还是要做产品。”

如果说项目经理解决的是‘谁和谁该接起来’，智能原生科学仪器创新联合体则为这种协作提供了更稳定的载体。高校、科研院所、仪器企业和软件团队可以共同建设操作系统、接口、数据等共性能力。过去每家企业都要从头解决一遍的问题，有机会逐渐沉淀成可以共享的底座。

这张网络也需要不断接入新的技术。今年全国颠覆性技术创新大赛科学仪器锦标赛收到209个有效项目，最终产生10强和15个潜力奖，获奖项目将优先进入上海科学仪器创新港孵化体系。

其中，一等奖项目振电科技带来的UltraView多模态非线性光学显微成像系统，采用相干拉曼散射技术。据介绍，其信号强度相比传统拉曼可提升100万倍。2022年底进入商业化后，公司正在把这套仪器从科研市场拓展至半导体缺陷检测、化工过程监测等工业场景。

好仪器终究要靠一支支团队造出来。上海想做的，是把那些不必各自从头再走一遍的路先铺好。

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