课题三面向新药创制的复杂多科学智能体协同编排与自洽系统一、立项背景以大模型为核心的智能体正在重塑新药研发范式单个智能体在分子生成、靶点识别等垂直任务上已显锋芒。然而从单点能力跃迁至多智能体协同系统时一个根本性瓶颈骤然凸显若要求单一智能体同时扮演化学家、生物学家、毒理学家等多重角色其上下文窗口将被无关信息污染推理链路因注意力稀释而出现灾难性衰减。多智能体系统的核心价值不在于堆砌模型数量而在于构建一套能够使异质智能体相互校验、自洽决策的协同编排与认知操作系统——编排层的设计水平对最终产出的影响远超单个智能体自身质量。本课题在整个项目中承担“科学智能体操作系统内核”的战略定位为课题一的知识底座、课题二的跨领域专业智能体、课题四的评测体系及课题五的全链条示范应用提供统一的运行基座与互联共生环境。其核心职能包括第一向下抽象异构能力向上承接复杂科研任务构建连接用户意图与底层多智能体能力的认知中间层第二实现多智能体在跨知识域场景下的协同决策与自洽裁决使系统能够从冲突中诞生更高置信度的科学认知第三解决大规模开放服务中的安全、可信、成本可控与审计追溯问题。特别地针对多智能体系统在长链条调用中Token成本易发散、异常行为级联放大的特殊风险本课题率先提出“Token预算传播—成本熔断—智能体级回滚”三位一体的韧性与经济控制机制为规模化产业落地提供坚实保障。二、研究目标面向新药创制复杂科研场景研制一套科学智能体操作系统开放支撑平台从能力封装与动态调度、跨知识域冲突自洽、集成治理与大规模服务三个维度实现系统性突破建成可信赖、可进化、可规模化运营的多智能体协同基础设施。目标的实现遵循严密的内在逻辑没有标准化的能力封装异构智能体便无法互联互通调度和冲突裁决无从发起调度的本质是处理任务间的复杂依赖而依赖执行必然暴露跨知识域冲突冲突裁决积累的认知痕迹若不能安全、可追溯地记录与治理系统便无法从“能协作”走向“可信赖自洽”。子任务目标高度耦合子任务1聚焦协同决策与冲突裁决让系统具备在矛盾信息中寻求科学真理的自洽能力子任务2聚焦能力封装与动态编排调度使系统能够将复杂新药创制流程自动编译为最优执行计划子任务3聚焦集成治理与大规模服务平台将所有能力安全、稳定、经济地面向三万科研用户开放。三、主要研究内容子任务1新药创制多智能体跨知识域协同决策与冲突裁决机制新药研发涉及靶点生物学、药物化学、ADMET、临床药理学等多个深度专业化的知识域各智能体天然持有局部证据与优化目标结论冲突是系统运行的常态而非异常。子任务1的使命是构建一套跨知识域协同决策与认知自洽系统使多智能体的群体智慧超越任何单一专家。1跨知识域冲突发现与烈度分级引擎构建冲突感知中间件实时监控不同智能体对同一科学实体如候选分子活性、靶点可成药性的断言差异。依据知识域间证据冲突的深度与不可调和程度自动分为三级轻度分歧参数层面差异可通过对齐证据消除、中度冲突方向性矛盾需引入新视角裁决和严重矛盾主路径关键节点出现根本对立现有计算手段不足以定论。系统依据冲突烈度触发递进式裁决程序。2三级递进认知裁决与自洽收敛机制第一级·信息对称消解对轻度分歧发起智能体间的双向信息交换协议冲突双方获取对方所依证据链与推理路径后重新决策通过消除知识不对称驱向认知收敛。第二级·联合陪审团仲裁对中度冲突动态组建第三方验证智能体阵列引入替代模型与独立数据源采用基于历史准确率加权的多数投票机制进行联合裁决。同时记录决策过程形成可解释的冲突裁决报告。第三级·高保真确定性裁决与湿实验仲裁建议对严重矛盾且处于关键决策节点调用最高精度的计算工具如自由能微扰、QM/MM进行确定性计算逼近真实值。若计算成本过高或仍无法收敛系统则生成完整的“湿实验仲裁建议包”明确输出争议焦点、双方论据摘要及建议实验方案将最终裁决权以结构化、可执行的形式移交真实实验实现人机闭环决策的完美接口。3多目标帕累托自洽决策与在线进化建立多目标优化决策模型在活性、选择性、代谢稳定性、可合成性等相互制衡指标之间求解帕累托前沿输出一组均衡最优的候选分子集而非单一偏置解。该模型通过与课题五湿实验反馈的闭环联动实现在线进化定期比对预测值与实验值动态调整各目标权重系数——预测偏差持续偏大的指标自动降权高精准指标增益信任使系统决策偏好持续逼近生物物理真实。4审计溯源与自洽性评估将每一例冲突、每一步裁决、每一次反馈自适应所形成的决策链记录为防篡改的认知审计日志。这些真实运行中产生的冲突与裁决案例直接作为课题四可解释性评测与认知自洽性评估的高价值素材实现从“压力测试”中驱动系统的认知进化。子任务2新药创制科学智能体及工具能力封装与动态编排调度体系子任务2是课题的运筹中枢负责将原子化的智能体及科学工具能力编排为可执行、可自愈的复杂科研流程其本质是构建一套面向科学发现的神经符号动态编排引擎。1四层统一能力封装协议栈与即插即用规范针对课题一知识服务、课题二专业智能体、课题五工具链的异构性制定面向新药创制的四层协议栈使所有核心资产可统一接入、动态发现数据访问协议层统一知识图谱、湿实验数据、文献证据的存取与权限控制确保跨课题数据流转受控可追溯。智能体能力描述层定义标准化元数据能力标识、I/O规格、领域知识域、性能基准、预估耗时等支撑自动能力发现与匹配。模型服务接口层统一大模型与专用科学模型如扩散分子生成、AlphaFold等的调用规范内嵌Token预算传播机制为每个子任务分配不可超支的算力份额。工具调用层封装分子对接、药效团筛选等所有外部工具强制超时沙箱隔离防止单点故障拖垮整个编排链。2基于依赖超图的复杂科研任务动态分解与闭环编排面向新药创制从靶点发现到临床前候选物提名的长链严苛偏序关系研制动态编排内核目标结构化分解接收高层目标如“发现针对XX靶点的共价抑制剂”调用课题一的知识图谱进行前置条件验证将目标编译为带输入/输出和严格依赖关系的有向无环超图执行计划。规划-执行-验证-反思-重规划闭环编排器解析超图并行分发所有就绪任务。每个任务产出后由子任务1协同的审查者智能体进行有效性与合理性验证。验证未通过任务并不简单失败而是携带审查者的具体批评与失败记忆重新入队触发局部约束修正或全局路径重规划。此闭环使系统具备根据中间结果动态调整研发路径的“思考”能力而非机械执行预设流程。模板固化与低代码科研基于课题一的科研范式建模成果将典型新药创制流程如共价抑制剂发现、PROTAC设计固化为可复用编排模板。用户仅需指定靶点或疾病类型平台自动注入知识上下文和智能体能力一键启动全链条协同研发。子任务3新药创制科学智能体集成治理与大规模服务开放平台子任务3将上述协同编排与自洽决策能力封装为安全、稳健、经济的大规模服务系统是面向三万科研用户的交互中枢与可信基座。1三位一体成本与韧性控制引擎针对多智能体大规模服务的独特风险首创“Token预算传播—成本熔断—智能体级回滚”控制中枢。编排起始即为整个请求注入总Token预算逐层传播至每个子任务实时监控Token消耗速率与成本累积设定多级熔断阈值一旦触发实施精细化断流而非全系统宕机对于已熔断的复杂流程支持智能体级别的选择性回滚与接续执行保障代价高昂的科研计算不因偶发异常而全盘废弃。2纵深防护与零信任安全治理实施严格的RBAC权限隔离保护课题一未公开生物学关系、课题二模型权重及课题五药企敏感数据。自动化所主导的模型安全体系植入平台底层对抗逆向、投毒等高级威胁。所有外部工具调用约束在资源隔离沙箱中。构建全息审计链记录每一次任务分解、每一次智能体调用、每一次工具执行与每一次裁决不仅满足合规更为科学发现的可复现与药物审评的证据链提供无可辩驳的技术背书。3云原生大规模开放服务平台与生态对接采用微服务网格架构将课题一知识服务、课题二智能体群、课题四评测引擎及课题五示范应用作为一等公民注册入平台实现统一服务发现、弹性伸缩与流量治理。搭建统一开放服务门户提供智能体全生命周期管理、在线编排画布与成果展示场。无缝完成与主责单位跨学科科学发现系统的标准对接使平台作为其高阶智能体协同引擎。最终支撑超过三万科研用户的并发、稳定、安全使用使本课题成为科学智能体协同领域的事实性工业标准。四、拟解决的关键技术问题对应子任务子任务1跨知识域认知冲突的自洽化收敛如何在靶点、药化、药代等知识域间智能体结论相互矛盾时实现从信息对称到联合仲裁再到湿实验移交的分级决策使系统认知在博弈中趋于自洽置信度不低于单领域专家。子任务2长链路任务不确定性下的动态编排如何应对新药研发中中间结果突变导致的路径依赖变化实现从预设工作流向基于失败记忆的反思重规划闭环的跃迁确保编排成功率与科学合理性。子任务2异构能力与工具的语义统一封装如何设计跨越知识图谱、大模型、科学计算工具的协议栈使松耦合、多框架资产实现即插即用的互联互通消除后期集成崩塌风险。子任务3大规模开放服务下的极限成本控制与韧性如何在并发智能体调用中通过Token预算、熔断与回滚机制将成本指数级增长风险扼杀在萌芽同时保障平台7×24小时高可用。五、考核指标及评测手段提炼强化封装与编排指标形成覆盖四层协议栈的完整标准支持课题二全部四类智能体及20种新药创制工具的标准化接入与动态编排。基于课题一模板库的典型任务≥5类编排成功率≥95%经课题四专家团队科学合理性评审。协同决策与冲突裁决指标建立三级冲突裁决机制在模拟和真实新药研发冲突场景中多智能体协同决策质量结合湿实验反馈验证不低于单一顶尖专家判断水平。积累高价值冲突裁决审计日志支撑课题四评测。大规模服务与安全指标100并发下单智能体调用成功率≥99%72小时压测稳定。系统7×24小时平稳运行MTBF≥720小时。开放服务门户支撑三万注册用户成功对接主责单位系统。平台在运行中出现成本异常波动时熔断机制启动响应时间低于1秒。科学突破产出平台标准或形成事实行业标准或支撑其他课题产生CNS子刊级科学发现并联合署名。六、参加单位任务分工与子任务关联哈尔滨工业大学深圳课题承担单位经费300万全面牵头。主导子任务2中的动态编排引擎与四层协议栈总体设计负责子任务1冲突裁决引擎与多目标决策模型核心研发承担子任务3平台架构、三位一体成本熔断机制与全系统集成部署并对接主责系统。四川大学经费50万深度参与子任务2。负责新药创制领域知识图谱数据访问协议规范与封装验证确保课题一知识底座以标准化服务融入协议栈提供药学领域知识支撑冲突裁决规则设计。中国科学院自动化研究所经费50万主导子任务3的安全治理。负责模型安全防护、对抗攻击防御与可信推理验证实施平台安全评估与渗透测试确保多智能体模型在开放平台上的抗打击能力。七、与课题五示范应用的协同闭环课题五作为终极裁判与价值出口与课题三构成“平台与验证”的双子星座。开发期课题五共价抑制剂发现等示范场景作为用例驱动编排引擎与冲突裁决模块的设计。运行期课题五研究人员通过本课题门户获得无缝的统一药物设计工作台体验底层多智能体调度、跨知识域冲突消解全部对用户透明。验证期课题五湿实验数据回流预测偏差触发子任务1多目标模型权重自适应典型冲突案例丰富裁决策略三者共同构成“计算预测→协同决策→实验仲裁→模型自进化”的研产合一完美飞轮。