2025 人工智能赋能智慧实验室的建设方案 人工智能发展历程 1956 年 达特茅斯会议 约翰 · 麦卡锡提出人工智 能标志 AI 的诞生 1957 年 罗森布切特发明感知机 Perceptron ，将人工智 能推向第一个高峰 1970 年 计算能力无法支持 大模型数据训练和 复杂任务， AI 进 入第一个低谷 第一次 浪潮 1960s 1980s 2000s 2020s 1982 物联网 云计算 自动化图像识别 高通量数据处理 检测智能化与自动化 个性化医疗 多指标联合分析 / 精准诊 断 大数据整合与模型预测 检测智能化与自动化 数字生物标志物解决临床应用挑战 实验室检测挑战 临床应用挑战 临床应用场景复杂 • 多指标组合困境 -DRG/DIP （如肺癌需 ProGRP+NSE 或 CEA+CYFRA21-1 组合） • 动态监测复杂性—治疗干扰，生物半衰期差异 人体免疫系统错误地攻击和损害自身细胞、组织和器官的一类疾病 • 临床症状重叠 , 诊断标准复杂 , 发病率逐年升高 • 患者的经济以及精神的负担都相对增大 • 早期诊断对于自身免疫疾病的治疗至关重要 科学目的：基于实验室指标构建自身免疫风湿病早期分类的 多分类模型  研究对象： 519 例 SLE 患者， 163 例 SS 患者， 243 例 IM 患者  研究指标：自身抗体、血常规、生化常规、临床特征

围绕药物发现、临床前研究管理、临床试验管理等环 节，应用数智技术提升新靶点和新药发现效率，加速药物 研发和临床试验进度。 1.精准靶点识别与筛选 面向疾病机制探究和药物靶点发现等业务活动，针对 传统实验方法在通量和成本方面的局限性问题，利用多组 学数据分析和文本挖掘方法，整合丰富的生物学数据，结 合自然语言处理、深度学习、图像识别以及大模型等人工 智能（AI）技术，构建新药研发知识图谱，开展复杂蛋白 能（AI）技术挖掘文献、数据库等，提高化合物筛选范围 和效果。 4.动物模型数据挖掘与虚拟动物实验 面向动物实验研究、药物测试等业务活动，针对动物 替代需求高、与人体结果一致性有偏差等问题，运用数据 挖掘、模拟技术，建立动物造模计算机仿真模型；基于动 物实验数据库，利用建模工具建立决策树、神经网络等不 同模型，对实验数据进行解析，指导药物研发，从而提高 决策质量、效率和成本效益。 5.中医药人用经验数据挖掘和决策模型研究 虚拟环境中模拟临床试验，预测药物反应，提高研发效率。 7.医药实验室数据集成管理 面向医药研发实验室管理标准化、数智化发展趋势， 围绕医药研发管理过程中涉及到的物料管理、样品管理、 科研数据管理、电子实验记录、文件管理等业务活动，部 署实验室管理系统；结合物联网、5G、人工智能（AI）等 技术，实现实验室仪器、设备、物料等信息的实时线上监 控、实验过程自动化与智能化控制、实验数据全过程自动 记录与分析，提高资源调度、试验实施、数据采集分析等

农村学生寄宿生比例场景举例............................................................................65 2.9.1.3、 教室、实验室的空置率/利用率场景举例...........................................................65 2.9.1.4、 学生体质健康达标率场景举例. ...................................................................................170 3.2.1、 虚拟仿真实验室.....................................................................................170 3.2.2、 网络直播课堂 1、 教育资源公共服务平台..........................................................................254 4.9.1.1、 实验教学现状...............................................................................................

6GHz 5G 网络 + 校园网关 +MEC 打造校园虚拟云网，覆盖普通教学科研；未来 4.9GHz 5G 网络成熟后，还可以 打 造校园物理云网，为高安全性应用保驾护航。 赛事直播 教学实验 高清摄像头 实验设备 录直播设备 事件组网 灵活组网 云桌面 服务器 智慧教室 科研教学 核心数据 安全监控 办公 OA 校园财务 信息融合 远程教育 VR 一体 机 校园无线网络 校务管理 教育云 内容服务 终端设备 B2B2C C 端 会员服务 内容服务 解决方案 ⚫ 基于 5G 网络的大带宽特性，面向政府相关部门、 K12 学校、职业院校、高等院校，为学生、老师提供虚拟实验室 训 练等场景的 VR/AR 应用平台。依托 Cloud XR 云平台，对接海量优质的 XR 内容和各形态终端设备，实现云端渲 染、 编辑和控制，可设计出多种交互式的 XR 教学产品，延展出丰富的教学教育场景。 育馆。 教学空间： AR/VR 实验室 ⚫ 为了解决传统实验室实验器材成本高、实验过程危险有毒等问题， AR/VR 实验室通过依托 Cloud XR 云平台，让学 生通过佩戴轻量级的 AR 眼镜终端进行虚拟实验课程学习，与此同时，云端强大的计算能力实现 AR 应用的运行、 渲 染、展现和控制，通过 5G 网络实时将 AR 影像传送到终端，从而完成虚拟实验操作、物体拆解等学习，培养学 生创

农村学生寄宿生比例场景举例............................................................................65 2.9.1.3、 教室、实验室的空置率/利用率场景举例...........................................................65 2.9.1.4、 学生体质健康达标率场景举例. ...................................................................................170 3.2.1、 虚拟仿真实验室.....................................................................................170 3.2.2、 网络直播课堂 1、 教育资源公共服务平台..........................................................................254 4.9.1.1、 实验教学现状...............................................................................................

达到实际效果。 公司研发了国内目前较为完善的高效课堂师生行为训练系统，形成了符合 学校工作实际的一套切实可行的高效课堂学生行为训练方案，能保证参与互动课 堂实验学校，快速建立符合自己学校特色的高效课堂模式。 为保证实验学校高效课堂的顺利执行，公司以训练方案为蓝本，指导学校建 立信息化课改小组，加大高效互动课堂推进力度。首先进行专家引领，解决教师 观念问题。其次以名师课题为示范，让教师明确操作细节。最后教研推广，形成 户接受的方案是设计者的首要任务。 94 教育信息化智能解决专家 所研制的 VRP 系列真三维虚拟演播室系统是目前世界上渲染能力最强的虚拟 三维演播室，是国内首家具有应用级的，满足学校教学实验要求的真三维虚拟演 播室。系统具有三维空间制作、三维模型制作和三维跟踪交互，广播级图像输出 可同时实时渲染数十万个三角面片、两百多兆纹理贴图、八盏全部类型的灯光及 指数型光照模型、多路活动视频 ，这需要有相应的课程 学习来达成，各个学段涉及到的课程内容由浅到深、循序渐进： 年级 学期 课程内容 培养能力 小学 四年级 上学期 Scratch 创意编程 软件编程能力 下学期 初级实验箱 智能电子认知能力 五年级 上学期 创意电子套件应用 Scratch 编程与传感器应用 101 教育信息化智能解决专家 下学期 初级 3D 结构设计 3D 结构设计能力 六年级 上学期

北大青鸟人工智能研究院 • 北大计算机学院元宇宙技术研究所 • 北大教育学院学习科学实验室 第1页 DeepSeek在教育和学术领域的 应用场景与案例（上） AI肖睿团队 （张惠军、孙苹、周嵘） 2025年5月20日 • 北大青鸟人工智能研究院 • 北大计算机学院元宇宙技术研究所 • 北大教育学院学习科学实验室 学习交流可加AI肖睿团队助理微信号（ABZ2829） 第2页 摘要 媲美Claude 3.5 Sonnet。 • 数学问题求解、科学推理和逻辑分析等需要复杂推理的场景。 Ø 强推理任务 • 需要基于大量知识，进行长链分析和强推理的复杂任务。 • 例如：工作方案、科研实验、病理诊断、命理玄学、市场分析、舆情分析、教育教学等。 Ø 中文要求高的任务 • 理解和使用中国文化背景、习惯用语、古文诗词（如生成春联） 。优于ChatGPT的中文能力。 • 语言风格：DeepSeek体（不明觉厉）。 家校沟通：建立高效沟通平台，提供亲子活动建议、心 理健康教育等资源，营造家校协同氛围 4.高等教育阶段 侧重：学生专业能力培养 教学模式变革：推进在线课程建设和资源共享；通过虚 拟仿真实验解决"三高三难"问题 科研能力提升：整合共享科研资源；高效数据采集分析 和可视化；借助数字化手段进行科研协同 个性化发展：提供丰富学术资源；文献检索与知识服务； 结合职业规划制定个性化学习方案

协同办公 一卡通 资产管理 …… 数字化课程平台及资源 虚拟仿真 虚拟现实 实习管理 在线考试 数字图书 师资培训 资源制作 …… 校园网络 校园文化 数据分析 智慧教室 校园广播 实验实训室建设 录播教室 …… 专业建设 教学诊改 专业共建 技能提升 …… 校园自助服务终端 云桌面 / 多媒体教室 统一应用入口 平台支撑层 统一权限管理 大数据决策分析 物联网集成 Unreal,SketchUp,3DsMax 职业教育智慧校园整体解决方案 建设内容 > 智慧教学体系 > 在线教学平台 职业教育智慧校园整体解决方案 建设内容 > 智慧教学体系 > 工业机器人实验室 企业学院 专业共建 技能培训 在线教学 实习实训 课程资源 基础运营 人才输出 为学校在电子信息、物联网、智能硬件、无人机、工业 机器人与智能制造等信息与智能技术领域提供的一体化解决 虚拟现实实验室 地下空间结构的高还原度虚拟仿真 火灾情境的实时演算与模拟 上汽集团 - 数字化汽车展示 专注于三维渲染、虚拟仿真和高质量 Web3D ， 为学校提供定制化的实验、实训、科研综合解决方案， 全方位支撑虚拟现实教学及科研需求，打造沉浸式教学 方式提供的一站式解决方案 。 职业教育智慧校园整体解决方案 建设内容 > 智慧教学体系 > 大数据应用实验室

靶点发现，候选药物筛选，候选药物 优化，临床前研究，临床实验，以及市场化等步骤 [1]。靶点发现作为整个流程 的第一步，是新药研发中决定成败的一步，成功的靶点识别可以为后续的药物设 计提供方向。不仅能提高新药的研发效率，也能极大地改善患者治疗期间的生活 质量。 药物研发生产流程，图片引自[1] 传统方法在靶点识别中的局限性 在AI的第三次浪潮之前，靶点的识别通常依赖多组学实验方法或者计算机辅 助药物设计的方法 助药物设计的方法。多组学方法主要通过对病例组和对照组进行基因组、蛋白质 组等组学数据差异性比较，提取出可能致病的基因或蛋白靶点。这一方法通常有 着较高的准确性，但整体策略既费时又费力，且实验结果严重受到生物样本质量 的限制。 计算机辅助的方法主要包括反向对接，结构相似性分析等。这些计算技术能 够一定程度上加速靶点的筛选速度，但同样存在自身的局限性。如反向对接需要 在大量的蛋白质目标中进行对接，这会极大的消耗计算资源和时间。结构相似性 型可以整合海量的医疗研究相关文本，通过在文本中提取潜在的关联信息，发现 人类可能忽视的模式或连接。目前已有研究通过向大语言模型提问的方式，提取 出针对特定疾病的潜在靶点，从而避免一些不必要的组学实验。此外，AI模型完 成训练之后，可以将类似反向对接技术的时间复杂度降低到线性级别，甚至提高 精度。AI也可以进行蛋白质结构的预测，从而帮助结构相似性分析等技术的实 现。 基于上述所提的AI在靶点发

协同办公 一卡通 资产管理 …… 数字化课程平台及资源 虚拟仿真 虚拟现实 实习管理 在线考试 数字图书 师资培训 资源制作 …… 校园网络 校园文化 数据分析 智慧教室 校园广播 实验实训室建设 录播教室 …… 专业建设 教学诊改 专业共建 技能提升 …… 校园自助服务终端 云桌面 / 多媒体教室 统一应用入口 平台支撑层 统一权限管理 大数据决策分析 物联网集成 Unreal,SketchUp,3DsMax 职业教育智慧校园整体解决方案 建设内容 > 智慧教学体系 > 在线教学平台 职业教育智慧校园整体解决方案 建设内容 > 智慧教学体系 > 工业机器人实验室 企业学院 专业共建 技能培训 在线教学 实习实训 课程资源 基础运营 人才输出 为学校在电子信息、物联网、智能硬件、无人机、工业 机器人与智能制造等信息与智能技术领域提供的一体化解决 虚拟现实实验室 地下空间结构的高还原度虚拟仿真 火灾情境的实时演算与模拟 上汽集团 - 数字化汽车展示 专注于三维渲染、虚拟仿真和高质量 Web3D ， 为学校提供定制化的实验、实训、科研综合解决方案， 全方位支撑虚拟现实教学及科研需求，打造沉浸式教学 方式提供的一站式解决方案 。 职业教育智慧校园整体解决方案 建设内容 > 智慧教学体系 > 大数据应用实验室