论文

AEGIS:开放液体处理机器人的实验规程验证与运行监测

AEGIS: Assay-Aware Protocol Validation and Runtime Monitoring for Open-Source Liquid Handling Robots

智能体系统Agent 动作执行与治理

摘要

低成本液体处理机器人如 Opentrons OT-2 缺少 Hamilton、Tecan 的压力吸液监测,通常开环运行,可能遗漏两类失败:语法有效却违反实验不变量的规程,如 PCR 模板和无模板对照间重复使用吸头,以及部分分液、气泡、缺吸头等物理失败。AEGIS 提供双层保护。第一层用整理后的机器可读实验规则库和大模型分析 OT-2 Python 代码,在五类实验、二十四份规程上调整 F1 达 0.97,五个模型后端均优于仅规则或仅大模型消融;免费权重开放模型与最佳专有模型持平。第二层在 YOLO 裁剪的四帧移液轨迹上拟合 PCA 世界模型,无泄漏的留一实验板测试中平均精确率 0.89、工作点 F1 0.71、AUROC 0.80,与现场演示一致;小移液器 p20 的分辨率限制使 F1 为 0.47。实体 OT-2 演示每种条件重复五次,能确定性检出植入的缺吸头失败,也能监测有色液体部分分液;始终调用 VLM 的自投票门控使后者召回达五次全检出。透明水是仅正面视觉监测的固有限制,系统以低置信推理而非错误定论反映这一点。级联分流使每板 VLM 成本约 1.63 美元,相较始终调用的 10.33 美元。系统已开源,统一了执行前实验规程验证和运行视觉监测。