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Biomni生物医学AI代理如何颠覆科研效率？三步解锁假设生成新纪元

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Biomni：通用生物医学 AI 代理，开启科研新征程

一、引言

在生物医学研究领域，科研人员常常面临着海量数据处理、复杂任务规划以及研究效率提升等诸多挑战。随着人工智能技术的飞速发展，一种新型的通用生物医学 AI 代理——Biomni 应运而生，为生物医学研究带来了新的曙光。它集成了先进的大语言模型推理、检索增强规划和基于代码的执行能力，有望帮助科学家显著提高研究生产力并生成可测试的假设。本文将详细介绍 Biomni 的各个方面，包括其概述、快速启动步骤、贡献方式、教程与示例、Web 界面、发布计划以及使用注意事项等内容。

Biomni Logo

二、Biomni 概述

2.1 什么是 Biomni

Biomni 是一个通用的生物医学 AI 代理，旨在自主执行广泛的研究任务，涵盖了生物医学的各个子领域。它就像是科研人员的得力助手，能够利用先进的技术手段，帮助科学家更高效地完成研究工作。通过将前沿的大语言模型（LLM）推理与检索增强规划和基于代码的执行相结合，Biomni 为生物医学研究带来了全新的解决方案。

2.2 Biomni 的优势

在传统的生物医学研究中，科研人员需要花费大量的时间和精力来处理数据、规划实验以及分析结果。而 Biomni 的出现，极大地改变了这一现状。它能够快速理解科研人员提出的自然语言任务，利用其强大的推理和执行能力，自动完成相关的研究任务。这不仅提高了研究效率，还能帮助科研人员发现一些可能被忽略的研究方向，生成可测试的假设，从而推动生物医学研究的发展。

三、Biomni 快速启动

3.1 安装步骤

Biomni 的软件环境较为庞大，不过开发者提供了一个简单的 setup.sh 脚本，方便用户进行环境搭建。具体步骤如下：
首先，用户需要按照 biomni_env/README.md 文件中的说明来设置环境。这个文件详细介绍了环境搭建的具体步骤和要求，用户只需按照其中的指引操作即可。

设置好环境后，需要激活环境 E1。可以使用以下命令：

conda activate biomni_e1

激活环境后，就可以安装最新的 Biomni 包了。有两种安装方式可供选择：

  • ☾ 使用 pip 安装最新版本：
pip install biomni --upgrade
  • ☾ 从 GitHub 源版本安装。

最后，还需要在 bash 配置文件 ~/.bashrc 中配置 API 密钥。代码如下：

export ANTHROPIC_API_KEY="YOUR_API_KEY"
export OPENAI_API_KEY="YOUR_API_KEY" # optional if you just use Claude

这里需要注意的是，如果只使用 Claude，OPENAI_API_KEY 是可选的。

3.2 基本用法

安装完成并配置好环境后，就可以开始使用 Biomni 了。以下是使用 Biomni 的基本代码示例：

from biomni.agent import A1

# Initialize the agent with data path, Data lake will be automatically downloaded on first run (~11GB)
agent = A1(path='./data', llm='claude-sonnet-4-20250514')

# Execute biomedical tasks using natural language
agent.go("Plan a CRISPR screen to identify genes that regulate T cell exhaustion, generate 32 genes that maximize the perturbation effect.")
agent.go("Perform scRNA-seq annotation at [PATH] and generate meaningful hypothesis")
agent.go("Predict ADMET properties for this compound: CC(C)CC1=CC=C(C=C1)C(C)C(=O)O")

从上述代码可以看出，使用 Biomni 非常简单。只需要导入 A1 类，初始化代理，并传入数据路径和所使用的大语言模型。然后就可以使用自然语言向代理发送生物医学任务，代理会自动执行并返回结果。

四、贡献 Biomni

4.1 开放科学倡议

Biomni 是一个开放科学倡议项目，它的发展离不开社区的贡献。开发者欢迎来自不同领域的科研人员和开发者为 Biomni 生态系统做出贡献。这种开放的模式不仅能够汇聚更多的智慧和资源，还能促进生物医学研究的共享和发展。

4.2 贡献类型

社区贡献的类型多种多样，主要包括以下几个方面：

  • ☾ 新工具：提供专门的分析函数和算法，这些新工具可以增强 Biomni 的功能，使其能够处理更多类型的生物医学研究任务。
  • ☾ 数据集：贡献经过精心整理的生物医学数据和知识库。丰富的数据集是 Biomni 进行准确推理和执行任务的基础，更多高质量的数据集将有助于提高 Biomni 的性能。
  • ☾ 软件：集成现有的生物医学软件包。通过将已有的优秀软件与 Biomni 集成，可以进一步拓展 Biomni 的应用范围。
  • ☾ 基准测试：提供评估数据集和性能指标。这些基准测试可以帮助开发者评估 Biomni 的性能，发现问题并进行改进。
  • ☾ 其他：包括教程、示例和用例等。这些内容可以帮助新用户更快地了解和使用 Biomni，同时也有助于推广 Biomni 的应用。

4.3 贡献方式

如果您有想要添加到 Biomni 中的特定工具、数据库或软件，可以参考 Contributing Guide 来了解如何为 Biomni 生态系统做出贡献。另外，也可以通过提交到 this form，Biomni 团队会对您的建议进行评估并实施。

五、构建 Biomni – E2

5.1 Biomni – E1 的局限性

虽然 Biomni – E1 已经为生物医学研究带来了很多便利，但它只是生物医学行动空间中可能实现的一小部分。在实际应用中，仍然存在一些局限性，例如处理某些复杂任务的能力有限，对一些新型数据的适应性不足等。

5.2 Biomni – E2 的愿景

为了克服 Biomni – E1 的局限性，开发者正在构建 Biomni – E2，这是一个面向社区开发的下一代环境。开发者相信，通过社区的共同努力，定义和整理一个共享的标准生物医学行动库，可以加速每个人的科研进程。

5.3 参与 Biomni – E2 建设的福利

参与 Biomni – E2 建设的贡献者将获得一系列的福利。对于有重大影响的贡献者（例如，贡献 10 个以上重要且集成的工具或等效贡献），将被邀请作为共同作者参与即将发表在顶级期刊或会议上的论文。所有贡献者都将在出版物中得到认可，此外还有更多的贡献者福利等待着大家。

六、教程与示例

6.1 Biomni 101

为了帮助新用户快速入门，开发者提供了 Biomni 101 教程。这个教程涵盖了 Biomni 的基本概念和初步使用步骤，通过学习这个教程，用户可以对 Biomni 有一个初步的了解，并能够开始使用 Biomni 进行一些简单的生物医学研究任务。

6.2 更多教程待开发

除了现有的 Biomni 101 教程，开发者还计划开发更多的教程。这些教程将涉及更深入的使用技巧、复杂任务的处理方法等内容，以满足不同用户的需求。

七、Web 界面

7.1 无代码体验

对于那些不熟悉编程的用户，Biomni 提供了一个无代码的 Web 界面，用户可以通过访问 biomni.stanford.edu 来体验 Biomni 的功能。在这个界面上，用户可以像在传统的网页应用中一样，使用自然语言输入生物医学任务，而无需编写代码。

7.2 视频演示

为了让用户更好地了解 Web 界面的使用方法，开发者还提供了一个视频演示。用户可以通过点击 视频链接 观看视频，直观地了解如何在 Web 界面上使用 Biomni。

Web Interface

八、发布计划

8.1 待完成的任务

Biomni 的开发团队制定了详细的发布计划，目前还有一些任务有待完成，主要包括：

  • ☾ 发布 8 个真实世界研究任务的基准测试/排行榜。这个基准测试和排行榜可以帮助用户评估 Biomni 在实际研究任务中的性能，同时也为开发者提供了改进的方向。
  • ☾ 发布关于如何为 Biomni 做出贡献的教程。这个教程将详细介绍贡献的流程和方法，帮助更多的用户参与到 Biomni 的开发中来。
  • ☾ 发布关于基线代理的教程。基线代理教程可以帮助用户了解 Biomni 的基本工作原理和使用方法，为进一步深入使用 Biomni 打下基础。

8.2 已完成的任务

目前，Biomni A1 + E1 已经发布。这个版本的发布标志着 Biomni 在生物医学研究领域迈出了重要的一步，为科研人员提供了一个强大的工具。

九、使用注意事项

9.1 版本差异

需要注意的是，本次发布的版本是在 2025 年 4 月 15 日冻结的，因此它与当前的 Web 平台可能存在一些差异。用户在使用过程中，如果遇到问题，可以参考相关的文档或联系开发者获取帮助。

9.2 许可证问题

Biomni 本身采用 Apache 2.0 许可证，但某些集成的工具、数据库或软件可能具有更严格的商业许可证。因此，在进行任何商业使用之前，用户需要仔细审查每个组件的许可证，确保符合相关规定。

十、引用 Biomni

如果您在研究中使用了 Biomni，可以按照以下格式引用：

@article{huang2025biomni,
  title={Biomni: A General-Purpose Biomedical AI Agent},
  author={Huang, Kexin and Zhang, Serena and Wang, Hanchen and Qu, Yuanhao and Lu, Yingzhou and Roohani, Yusuf and Li, Ryan and Qiu, Lin and Zhang, Junze and Di, Yin and others},
  journal={bioRxiv},
  pages={2025--05},
  year={2025},
  publisher={Cold Spring Harbor Laboratory}
}

十一、总结

Biomni 作为一个通用的生物医学 AI 代理，为生物医学研究带来了诸多便利和新的机遇。它集成了先进的技术，能够帮助科研人员提高研究效率、生成可测试的假设。通过开放科学的模式，鼓励社区参与贡献，不断完善和拓展其功能。同时，开发者还为用户提供了详细的教程、无代码的 Web 界面以及明确的发布计划。在使用 Biomni 时，用户需要注意版本差异和许可证问题。相信随着 Biomni 的不断发展和完善，它将在生物医学研究领域发挥越来越重要的作用，推动生物医学科学的进步。无论是科研人员还是对生物医学研究感兴趣的开发者，都可以尝试使用 Biomni，开启生物医学研究的新征程。

希望通过本文的介绍，您对 Biomni 有了更深入的了解。如果您在使用过程中遇到任何问题或有任何建议，欢迎通过 Biomni 提供的各种渠道与开发者和社区进行交流。让我们一起期待 Biomni 在生物医学研究领域创造更多的价值！

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