虚拟实验室

虚拟实验室是一种用于科学研究的人工智能与人类协作平台。在虚拟实验室中，一位研究人员与一组大型语言模型（LLM）代理共同开展科研工作。研究人员与 LLM 代理之间的交互通过一系列 团队会议 和 个人会议 进行：在团队会议上，所有 LLM 代理会讨论由研究人员提出的科学议题；而在个人会议上，研究人员则与单个 LLM 代理互动，以解决特定的科学任务。

有关虚拟实验室及其在 SARS-CoV-2 纳米抗体设计中的应用，请参阅我们的论文《AI 代理虚拟实验室设计新型 SARS-CoV-2 纳米抗体》（Nature, 2025）。doi:10.1038/s41586-025-09442-9。

如果您使用了虚拟实验室，请按以下方式引用我们的工作：

Swanson, K., Wu, W., Bulaong, N.L. 等. AI 代理虚拟实验室设计新型 SARS-CoV-2 纳米抗体. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09442-9

虚拟实验室在纳米抗体设计中的应用

作为实际应用示例，我们将虚拟实验室应用于设计针对 SARS-CoV-2 最新变体之一的纳米抗体（详见 nanobody_design）。虚拟实验室构建了一条由 ESM、AlphaFold-Multimer 和 Rosetta 组成的计算流程，并利用该流程设计出 92 种经实验验证的纳米抗体。

请参阅笔记本 nanobody_design/run_nanobody_design.ipynb，了解如何使用虚拟实验室创建代理并组织团队会议和个人会议的示例。

安装

虚拟实验室可以通过 pip 安装，也可以通过克隆仓库并安装所需依赖来完成安装。整个安装过程通常只需几分钟。

可选步骤：首先创建一个 Conda 环境。

conda create -y -n virtual_lab python=3.14
conda activate virtual_lab

然后，您可以通过 pip 安装虚拟实验室：

pip install virtual-lab

若需在本地安装最新版本的虚拟实验室，可先克隆仓库，再进行安装：

git clone https://github.com/zou-group/virtual_lab.git
cd virtual_lab
pip install -e .

OpenAI API 密钥

目前，虚拟实验室默认使用 OpenAI 的 GPT-5.2 模型。请将您的 OpenAI API 密钥保存为环境变量 OPENAI_API_KEY。例如，您可以将 export OPENAI_API_KEY=<your_key> 添加到您的 .bashrc 或 .bash_profile 文件中。

Virtual Lab 快速上手指南

Virtual Lab 是一个用于科学研究的 AI 与人协作平台。在该系统中，人类研究者与一组大型语言模型（LLM）**智能体（Agents）**协同工作。交互通过两种会议形式进行：

• 团队会议 (Team Meetings)：所有 LLM 智能体共同讨论由人类研究者提出的科学议程。
• 个人会议 (Individual Meetings)：人类研究者与单个 LLM 智能体互动，以解决特定的科学任务。

环境准备

• 操作系统：Linux / macOS / Windows (WSL 推荐)
• Python 版本：3.10 及以上（官方示例使用 Python 3.14）
• 依赖项：
  • pip 包管理工具
  • (可选) conda 用于创建隔离环境
• API 密钥：需要有效的 OpenAI API Key（默认使用 GPT-5.2 模型）

安装步骤

1. 创建虚拟环境（推荐）

建议使用 Conda 创建独立的 Python 环境以避免依赖冲突。

conda create -y -n virtual_lab python=3.14
conda activate virtual_lab

2. 安装 Virtual Lab

方式一：通过 PyPI 安装（稳定版）

pip install virtual-lab

方式二：从源码安装（最新版） 如需获取最新功能或进行开发，可克隆仓库并本地安装。

git clone https://github.com/zou-group/virtual_lab.git
cd virtual_lab
pip install -e .

提示：国内用户若遇到下载缓慢，可添加清华或阿里镜像源加速安装： pip install virtual-lab -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

基本使用

1. 配置 API 密钥

Virtual Lab 默认调用 OpenAI 的 GPT-5.2 模型。请将您的 API Key 设置为环境变量。

临时设置（当前终端会话有效）：

export OPENAI_API_KEY=<your_key>

永久设置（写入配置文件）： 将以下内容添加到 ~/.bashrc 或 ~/.bash_profile 中：

export OPENAI_API_KEY=<your_key>

注意：请将 <your_key> 替换为您实际的 OpenAI API 密钥。

2. 运行示例

安装完成后，您可以参考官方提供的纳米抗体设计示例来学习如何创建智能体并召开会议。

查看示例 Notebook：

# 进入示例目录（如果是源码安装）
cd nanobody_design

# 启动 Jupyter Notebook 查看 run_nanobody_design.ipynb
jupyter notebook run_nanobody_design.ipynb

在该 Notebook 中，您将看到如何：

1. 初始化不同的科学任务智能体。
2. 发起团队会议让智能体们讨论实验方案。
3. 发起个人会议指派特定任务给单个智能体执行。

更多详细应用场景请参考项目仓库中的 nanobody_design 目录及相关论文。