无论是生成式分子设计、ADME 预测还是生物标志物发现,强大的概念验证结果往往在部署阶段陷入停滞。试点项目失去动力,工具被闲置,前景广阔的计划无法推进到生产工作流程中。这种模式在各组织中反复出现,不能仅仅归咎于孤立的执行问题。
《Benchling 2026 生物技术人工智能报告》表明,成功的人工智能用例建立在已嵌入现有工作流程的清洁、可验证的数据之上。拥有先进模型和成熟基础设施的组织认识到,限制因素并非计算能力,而是数据准备情况。
《2026 年数据完整性与人工智能准备度状况报告》调查了美国及欧洲、中东和非洲地区大型企业中 500 多位高级数据与分析领导者。88% 的受访者表示其组织具备人工智能所需的数据准备度。然而,其中 43% 的领导者同时指出,数据准备度是部署的主要障碍。这些观点并存,凸显了一个根本性问题。
当企业声称其数据已准备就绪时,通常是指拥有了集中的数据湖、既定的治理政策和技术上互联的系统。虽然这些是企业级人工智能部署的必要条件,但在科学研发领域却远远不够。数据湖对人工智能准备度的洞察力有限。真正的衡量标准在于其中的科学知识是否经过结构化、协调且足够可靠,从而支持模型提供可操作的洞察。
对于制定企业级人工智能战略的研发组织而言,成功的关键不在于模型本身的复杂程度,而在于如何将科学数据层与研发的运营现实相匹配。
“如果研发团队花一年时间争论该使用哪种人工智能模型,那他们首先就解决错了问题。模型的复杂性只会放大训练数据中已有的内容。一个更强大的模型,如果运行在同样未经处理、缺乏背景的输入数据上,只会产生更严重的错误。杠杆点在于模型的前端。”
—— Andrea Jacobs,CAS 人工智能总监
人工智能就绪的科学数据需要科学专业知识
科学数据与商业数据有着本质区别。CRM 记录、金融交易和客户支持工单存在于定义明确的结构化模式中,而科学数据具有多模态、依赖背景且复杂的特性,这是通用平台无法应对的。
以下三个科学数据挑战始终决定着研发密集型组织的人工智能计划是成功还是停滞:
- 专有实验数据往往以不兼容的格式存在。实验室环境中的仪器输出采用多种文件格式和元数据约定,且不同团队、地点和系统对相同物质、反应或结果的描述可能各不相同。如果没有科学专业知识在数据进入人工智能管道前进行标准化处理,模型学习到的将是碎片化的信息,而非统一的科学背景。
- 科学学科、知识产权领域和存储系统之间存在知识孤岛。实验数据存储在电子实验记录本(ELN)中,文献存在于 CAS SciFinder® 等平台中,而分子和测定数据则维护在互不连通的内部数据库中。如果人工智能系统只能访问其中一个来源,生成的输出将是不完整且具有误导性的,仅反映了相关科学领域的一小部分。
- 监管可追溯性要求至关重要。在药物开发、材料鉴定和化学制造中,数据必须能够追溯到其来源,并具备完整的监管链文档。通用人工智能系统并非为满足这些要求而设计,导致人工智能生成的输出与监管机构、专利局和安全数据库的期望之间存在差距。
当人工智能模型在未经充分整理的科学数据上进行训练时,其输出结果在数值上可能看似合理,但在化学上可能无法实现,在生物学上可能前后矛盾,甚至直接与既有文献相悖。
“推理和知识是两种不同的能力。人工智能在推理方面取得了非凡的进步,但知识仍然完全取决于模型能够访问什么,以及这些信息被结构化、标准化和验证的程度如何。”
—— Andrea Jacobs,CAS 人工智能总监
数据准备不足会对研发组织产生连锁反应:
- 决策速度放缓,因为团队无法自信地根据人工智能生成的建议采取行动。
- 研发团队不愿在受控的试点环境之外部署人工智能系统。
- 随着组织不断投资于无法在研发工作流程中可靠扩展的人工智能计划,投资回报率(ROI)不断下降。
当人工智能驱动的工作流程未能达到预期效果时,人们往往归咎于模型本身,导致后续项目中潜在的问题依然未得到解决。
将科学数据基础与企业人工智能战略相结合
成功弥合人工智能愿景与实际表现之间差距的组织认识到,必须将科学专业知识融入数据基础设施,才能产出可靠的人工智能成果。然而,实现数据就绪并非一劳永逸。它需要一个分阶段的框架,并在每一步都嵌入科学专业知识。鉴于研发团队已因核心研究任务而分身乏术,该框架必须在不占用科研人才主要精力的情况下运行。
在科学研发领域实现企业人工智能的落地,需要具备四项基础能力,以确保科学知识在规模化应用中保持可靠、互联且可用:
- 量身定制的科学知识数据治理模型。 有效的治理不仅限于访问控制和元数据标记,还包括针对跨系统科学实体(例如:化合物、反应、靶点和分析类型)的标准化命名、分类和关联方法。每种数据类型都需要明确的策展标准,并界定所有权和责任制,以长期保持数据质量和一致性。当这些标准落实到位后,人工智能模型便能从科学知识本身而非其背后的不一致性中进行学习。
整合内部与外部科学知识。 专有的实验数据只是科学全貌的一部分。外部来源(包括同行评审文献、专利、反应数据和安全信息)提供了验证和推断内部发现所需的背景信息。能够整合内外部来源的组织,其人工智能系统具备跨全谱相关科学进行推理的能力,而不仅仅局限于内部生成的数据子集。这种互联的知识基础使研发团队能够更快速、更自信地做出决策。
与数据就绪度相匹配的用例排序。 研发领域的人工智能应用对数据要求各异。文献综合可以在数据清洗后进行,而生成式分子设计和预测毒理学则需要多模态、跨团队的数据以及严谨的验证基础设施。将数据就绪度与人工智能路线图保持一致的组织能够建立起发展势头。每个用例都为下一个用例奠定了基础,而不是反复暴露相同的潜在缺陷。
从一开始就嵌入验证基础设施。 研发领域人工智能模型输出的质量不能仅通过标准企业指标(准确率、延迟、正常运行时间)来评估。科学产出还必须评估其合理性、与既有知识的一致性,以及对支持决策的有效性。从项目伊始就纳入领域专业知识,可减少因产出不符合科学标准而导致的返工、延误和资源浪费。
在不透支研发团队的前提下扩展人工智能
那些将策展专业知识嵌入数据基础设施,而非仅依赖研发团队的组织,更有能力在不影响研发产出的前提下扩展其人工智能计划。然而,构建和维护这一基础需要深厚的领域专业知识,大多数研发组织若不将科学家从核心研究任务中抽调出来,便难以维持这一需求。
与专注于科学数据策展的组织合作,使研发团队能够在不占用关键科研人才从事高价值活动的情况下,加速人工智能就绪进程。2026年脱颖而出的研发组织,可能拥有的并非最先进的模型,而是使这些模型具备部署价值的稳健科学知识基础。
