“我们完全没有在提示词里告诉AI，带条纹的图片不是好图片。它自己识别出来了，还给出了重拍方案。”说这话时，科学北极星创始人潘予的语气里还带着点没散去的兴奋。

1933年鲁斯卡发明第一台电子显微镜至今，93年过去了。很多超级工厂早已实现高度自动化，而实验室里的电镜，仍要靠工程师三班倒值守：拍一个样品，快则5分钟，慢则30分钟甚至更久。

9月下旬，科学北极星品牌首次公开亮相，发布全球首款AI智能原生仪器：全自动操作扫描电子显微镜AiSEM F1，试图回答一个问题：在AI时代，这一切能否被改变？

“这是全世界第一台AI成为操作主体的仪器。也就是说我们打算让它自己‘上班’。”潘予在接受《中国科学报》专访时说。他的底气，来自12年创业积累，也来自一群电镜“老兵”的再聚首。

科学北极星全自动操作扫描电镜AiSEM F1

“大半夜看黑白噪点，颈椎不好还长痔疮”

潘予此前更为人熟知的身份，是科学指南针创始人——一个拥有100多台总原值超过3亿元的科研仪器、1100多位工程师的第三方科研服务平台。

潘予本科毕业于浙江大学光电学院，后来到瑞典皇家工学院读光子学，这段扎实的科班背景为他日后深耕科学仪器领域埋下了最初的种子。

创业前，他曾供职赛默飞和蔡司公司，做销售工程师。那时他卖电镜，卖得越多，心里越有个问题放不下：为什么电镜总是外国人造的？“中国也有这么多优秀的工程师，这么完整的制造业基础，难道我们就不能自己做一台好用的电镜吗？”

2014年他创办科学指南针，从卖电镜的销售变成买电镜的大客户。12年间，公司拍摄了几百万份样品照片，服务了百万科研用户。

他一次又一次看到两组矛盾的景象：用户对电镜拍图效果和周期的期待越来越高，而电镜工程师们长期重复操作、熬夜加班：“我的同事们大半夜还在实验室盯着屏幕，看黑白噪点看得头昏眼花，颈椎不好，甚至久坐还长痔疮。”

“电镜1933年发明，到现在93年，在自动化方面却没有太大进步。要实现24小时拍图，还是需要3位工程师一天三班倒。”潘予说。

时代的变革，仿佛与电镜无关。

转折发生在两年前。潘予遇到了两位在蔡司共事时就志同道合的老朋友，3个人在不同的道路走出了各自的精彩，但他们发现大家的想法仍然惊人地一致：要做一台能让操作员解放的AI智能原生电镜。

顶峰相见，为了同样的理念又走到一起：“很多老板把电镜当作实现目标手段，而我们就是热爱电镜，因此把造一台好的电镜当成目标本身。”2025年，他们共同创立科学北极星。

科学北极星实验室

“一米八的阳光开朗大男孩”

潘予用4个词总结AiSEM F1的性格：皮实、聪明、高效、开放。他把它比作一个“阳光开朗大男孩”——一个聪明的大“脑袋”，一个能眨巴“眼睛”的屏幕，两条“腿”，1.8米左右的“个头”。“我们希望它是科研人员在实验室里的朋友、战友，在孤独的夜晚陪伴大家，而不只是冰冷的机器。”

“电镜是非常精密的仪器，要保持敬畏。”潘予坦言，进口厂商做了这么多年，国产厂商短期内要在硬件基础上谈超越并不现实，而“机器状态如果老不稳定，后面加再多AI，也没有意义。所以‘皮实’是放在第一位要保障的”。

因此AiSEM F1采用了最经典、久经验证的镜筒内减速和静电-电磁复合物镜电子光学设计，同时配齐“一身腱子肉”：一体化天然花岗岩承载平台、气浮隔振、低温低噪集成电路、全包覆电磁抗扰外壳。仪器分辨率0.9纳米（15kV），满足主流测试需求。

这台电镜的“聪明”，来自名为“XLING星灵”的原生智能体。它可实现全自动拍摄，更重要的是，它还能把操作经验总结为可复用的Skills，在不同仪器间流转，“0代码”实现经验传承。

科学北极星AI智能原生电镜全自动拍摄中

潘予分享了AI让他有些震撼的两件事。一次暑假演示中，一位老师的孩子不小心扶了一下电镜主机，图像立刻出现条纹。“我想：糟糕，这张图片拍砸了。结果还没等我们要下指令，星灵弹出一条思考：‘我注意到这张图片有条纹，可能是拍摄环境不稳定导致的，后面我可以安排重拍一下。’”潘予说，团队从未在提示词中告诉AI什么是“好”图片，“它自己识别出来了”。

还有在一次早期演示中，有专家即兴给星灵出了道题：识别极片样品中的碳纳米管，拍摄10万倍照片。

这对经验丰富的老手来说也是极其费时的“选区”挑战，起初，星灵找了半天却一无所获，没能顺利完成。但过了几天，它已经摸索出了从低倍率寻找目标、到高倍率确认拍摄的方法。

又经过几轮实践，潘予发现，星灵已经能精准识别并拍摄了放大10万倍的碳纳米管。“这一次，过程和结果都对了。”潘予问产品经理做了什么训练，答复是：就是让它拍过几次极片里的碳纳米管，拍得不对就纠正一下，仅此而已。

潘予坦陈，面对选区问题，星灵确实还不能保证100%顺利，但“它真的是在不断进步”。

“高效”体现在标配38个样品位的大容量快换样品台，这意味着一次可以同时拍摄38个样品，自动采集304张电镜图，用时约5个半小时，整个过程只需要进行1次任务部署。相当于，下班前把样品放进去，第二天早上收结果。

“开放”是潘予特别强调的——AiSEM F1提供API接口全面免费开放，支持接入不同的大模型、AI平台和外部系统。“我有个大胆的预测：未来所有的大型仪器，必须配备AI友好的API免费开放接口。”

潘予解释了他的判断：“因为未来的智能仪器一定会进入更大的智能实验系统。它要接受外部任务，也要把状态、图像和结果交给其他系统继续处理。API会像网络接口一样，成为一项基础能力。”

目前，AiSEM F1核心零部件国产化率超过98%，长期目标是100%。“这个数字的背后，是国家供应链体系的不断成熟。”潘予举例：二次电子探测器等核心部件过去只能进口，如今我们通过自研，可以替代；而灯丝作为电镜核心耗材，进口价格每根超过1万美金，能用1-2年，现在国内供应链一半的价格即可达到相近效果。

让中国方案成为“绕不开的选择”

谈及未来，潘予的规划分两条主线：一是继续研发更高端型号的电镜，更高分辨率的电镜，甚至是透射电镜；二是持续深耕AI智能原生仪器的新架构范式。

“这套架构今天首先落在扫描电镜上，但是它所解决的问题并不只属于扫描电镜。光谱、质谱、色谱，所有的分析仪器，也许都值得被AI重做一遍，让AI从软件工具进入仪器内部，成为仪器原生的一部分。”潘予说。

在这背后，是他对行业更深层的判断：分辨率提升已20年没有本质进展，下一代电镜的核心竞争力是数据产出效率。现在AI智能原生仪器还只是初级阶段，还有很大的潜力。“AI4S的一条重要路径是高通量的‘暴力穷举—验证’闭环。就像图灵借Bombe破译机破解恩尼格玛密码，破解材料科学的密码，需要高通量的数据。”

他也谈到了国际化。“第三世界国家是非常明显的机会。过去中国科学仪器都是跟随：性能做到进口厂商的90%、价格是其80%，现在我们有机会去定义下一代AI科学仪器的范式。”潘予甚至期待，“我们第一次有机会从跟随到原创。如果进口厂商跟随，那是好事，说明我们定义了行业标准，中国方案将成为全世界绕不开的选择。”

科学北极星创始人潘予

至于“AI会不会让电镜工程师下岗”，潘予的回答是：工程师的工作会回归本来的样子：探索未知。因为，一张电镜照片包含无穷的信息，“工程师对电镜的热爱，是任何仪器或AI都无法代替的，更不应该被一遍又一遍的重复操作消耗掉。让仪器去完成操作，让人重新拥有时间”。

“我们都是平凡人，但我们想做不平凡的产品。”潘予说，“我们希望AiSEM F1能够成为科研人手里一件真正好用的工具。更希望未来有越来越多中国原创的科学仪器，走进全世界的实验室，帮助人类看得更小、看得更远，也看得更深。”