用于纳米表征科学仪器操作的智能体AI

# 用于纳米表征科学仪器操作的智能体AI
来源：https://arxiv.org/abs/2608.26198  
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> 摘要：操作原子力显微镜（AFM）等科学仪器需要持续的专家决策。训练有素的用户需定义实验意图，将其转化为仪器指令，评估接收的数据，调整成像参数，并对最终图像进行后处理。现有的自动化方案通常仅通过硬编码流程、特定任务控制器或训练好的机器学习模型来解决该工作流的部分环节。本文提出一种智能体AI框架，利用通用型、工具增强的大语言模型，通过模型上下文协议（MCP）连接仪器功能，实现对AFM工作流可执行部分的自主操作。该框架包含3个基于MCP的智能体：AFM Messenger将自然语言指令转换为经过检查的仪器指令；AFM Pilot通过大语言模型评估图像质量，并在必要时调整成像参数；AFM Doctor诊断图像伪影，并从预批准的工具集中应用透明化的后处理。由于采用大语言模型而非固定标量目标函数或外部优化器进行图像评估，相同策略可跨样本类型和成像模式直接应用，无需专门重新训练。通过在执行前增加歧义检查层确保硬件操作安全。与微调模型及现成工具使用模型的基准测试表明，正是这种受保护的执行层（而非单纯模型能力提升）将错误指令执行率降至零。在不同样本的实时实验中，AFM Pilot在图像质量、迭代次数和调优时间方面与人类专家操作员表现相当，无显著差异。这些结果展示了科学仪器智能体操作的安全路径——实验意图仍由人类定义，而指令执行、基于图像的调优及后处理则交由AI智能体完成。

## 提交历史

来自：Georg Ernest Fantner \[查看邮箱 (https://arxiv.org/show-email/b1571bd5/2608.26198)\] **\[v1\]**2026年8月25日 星期二 14:55:40 UTC \(6,694 KB\)