BioTender
Issue · AI4Bio Frontier
May 2026 · Vol. 1
Auto Research × 生物医药 × Benchmark 首发

全球首个!
AI 生物智能体迎来
真实生物医药
过程级大考

全球首个面向真实生物医药研究场景的过程级评估框架 BiomniBench 发布——100 道源自 Nature / Cell / Science 的真题、6 个评估维度、9 个前沿基础模型 × 4 个主流 Agent Harness 全员上场。

BioTender × Phylo × xbench × Humanlaya 联合发布 2026·05·12 | bioRxiv preprint
BiomniBench: Process-level Evaluation of LLM Agents for Real-world Biomedical Research
BiomniBench 论文署名页 · Phylo · Stanford · Princeton · Harvard · 北大 · Virginia Tech · Laude Institute · xbench · Humanlaya Data Lab

过去一年,AI 圈诞生了一位顶级"卷王"——AI Scientist。它从只会乖巧答题的大模型做题家,快速进化为自动化科研助手(Auto Research):自己提假设、查文献、写代码、跑实验、分析结果,甚至连论文都帮你写好。但从 demo 到应用,AI Scientist 领域正陷入一场集体尴尬:AI 做科研的时代已来,但谁会为它的研究买单?

这一次,我们把这个问题放进最难的行业场景之一:生物医药

Phylo、红杉中国 xbench、Humanlaya Data Lab 团队,联合斯坦福、哈佛、北大和头部药企的 100 位资深专家,耗时 1000 余小时,共同构建了全球首个面向真实生物医药研究场景的过程级评估框架——BiomniBench,并让 AI 从头到尾做一遍药企的真实数据分析(BiomniBench-DA)。

PART 01AI Scientist 实习生到底被派去做什么?

在药企,搞研究可不是那么简单——

比如:给你一组免疫治疗患者的单细胞测序数据和临床信息,你要判断某个 biomarker(生物标志物)是否值得进入下一轮实验验证。这听起来并不复杂,但实际要面对的是:数据清洗、样本筛选、统计方法、多重检验校正、生物学解释……

每一步都可能出错。

在生物学里,一个看似正确的结论可能建立在完全错误的分析过程之上——而等你发现的时候,药已经做失败了。

这句来自药企一线科学家的提示,为我们指向了一个关键问题:评价一个 AI Scientist 是否能胜任药企的工作,不能只看结果,还需要关注整个过程。

真实情况:跑通了不等于做对了

过去一段时间,AI Scientist 领域出现了大量 Benchmark,他们试图帮助我们衡量模型是否知道某篇论文、某种方法、某个基因,以及能否在知识问答中给出正确答案。

但这些 benchmark 几乎都只在评答案对不对

BiomniBench 旨在从根本上扭转当下 benchmark 的不足,不仅关注任务的结果,更关注测试是「模型会不会真的做研究」——从数据清洗、到方法选择、到统计检验、到生物学解释,每一步都测。达到了 Agent 测试的更深一步:process-level evaluation,过程级评测

Figure 1: Process-level vs outcome-level evaluation
Figure 1 | 过程级评测 vs 终态评测。 上:传统 outcome-only 评测只比较最终答案与参考答案。下:BiomniBench 的过程级评测对完整分析轨迹按任务定制 rubric 评分,输出六个维度的诊断报告,精确指出 agent 在哪一步出错。

PART 02首个考核任务 —— 生物医药数据分析

首个落地模块 BiomniBench-DA 聚焦数据分析任务(Data Analysis)——这是当前 AI Agent 在生物医学研究中最常见、也最贴近真实研发流程的使用场景。

这套 Benchmark 共 100 道题目,结合 Nature、Cell、Science 等高影响力论文的公开数据,由原论文作者或拥有 5 年以上行业经验的专家联合出题,把真实工作中常见的干扰因素和决策逻辑融入每一道题中,全面覆盖生物医药研究的 5 大疾病领域,和 17 类核心分析任务

100
道真题
21
篇顶刊论文
5
大疾病领域
17
类核心任务

在测试的过程中,AI 答题需要给出完整分析轨迹,包括:读了什么数据、做了哪些清洗、为什么选某个方法、统计结果怎么样、怎么解释。然后 LLM 裁判按专家写好的评分标准(Rubric),从六个维度打分——数据处理、方法选择、统计严谨性、生物学解释、科学推理、来源可靠性

当然,评分标准允许多条合理路径。很多生物学问题没有唯一答案,关键在于论证清晰、有据可循。Agent 不会因选择了与示例分析路径不同、但同样正确的方法而被扣分。

Figure 2: BiomniBench-DA overview - 5 大疾病领域 × 17 类任务
Figure 2 | BiomniBench-DA 任务分布。 上:五步出题流程(用户提问分析 → 论文筛选 → 专家出题 → ground truth 撰写 → rubric 设计)。左下:任务类型 × 疾病领域的覆盖矩阵。右下:按疾病领域(上)与按任务类型(下)的题目分布——肿瘤 47%、代谢与内分泌 17%、免疫 14%、通用生物 10%、神经 8%、心血管 4%。

PART 03AI Scientist 的药企实习结果

Insight One
谁是最强 AI Scientist 实习生

最强配置是 Claude Code + Opus 4.7,73.34 分。排在后面的是 Claude Code + Opus 4.6,69.83 分。第三名 Codex CLI + GPT-5.4,68.69 分。前三名里两个是 Claude Code 的配置。

作为参照,我们邀请了几位人类实习生在限定时间内作答部分题目,其平均得分在 40–50 分之间。这意味着最强的 AI Scientist 实习生表现已经超越了人类实习生平均水平

Insight Two
Agent Harness 对结果的影响,与基础模型一样重要

在药企数据分析这个场景下,Agent Harness 与模型能力对结果提升同等重要。在固定基础模型的情况下,更换 Agent Harness 会显著改变得分。最明显的案例是 GPT-5.4:

Codex CLI 下得分为 68.69;在 Terminus-2 下仅为 55.19

13.5 分的差距完全归因于 Agent Harness——超过了换一代基础模型带来的差距(Opus 4.7 vs Opus 4.6 仅 3.8 分)。

Insight Three
AI Scientist 更快更省

AI Scientist 单个任务平均用时 4.9–25 分钟,花 $0.92 到 $4.58;而人类完成同样的任务通常需要数小时甚至数十小时。在速度和成本上,AI 展现出一贯的优势。

对药企来说,这个进步还是很有价值的:大量探索性分析可以前置、并行化,然后丢给 AI,早期试错成本大幅降低

Insight Four
AI Scientist 也"偏科"

AI Scientist 在不同任务类型之间的表现差距显著。细胞组成分析最高分拿到 91 分、突变分析 88 分。边界清晰的任务是 AI 的专长。

GWAS-eQTL 分析只有 45 分,通路富集 64 分。需要判断统计方法、理解生物学上下文、和重科学推理的任务,AI 就稍显乏力了。

可见 AI 擅长计算,但对结果的生物学意义和科学深度理解还比较有限。短期内"AI 算 + 人类解释"可能是最安全的协作模式

Figure 3: 成本 vs 性能 Pareto front
Figure 3 | 成本 vs 性能 Pareto front。 横轴:单任务平均成本(USD,对数坐标);纵轴:平均 rubric 分数。位于虚线 Pareto 前沿上的配置在性价比维度无法被任何更便宜的方案碾压。Claude Code + Opus 4.7 居榜首,但也最贵;GLM-5.1 / Qwen 3.6 / Kimi K2.6 等开源配置则提供了一个低成本带状选择。
Figure 4: Anatomy of agent performance
Figure 4 | 表现解剖图。 (a) 六种配置在 13 类任务上的得分热力图(按难度从左到右排列)。最难:GWAS-eQTL、Pathway Enrichment、Cross-cohort Comparison;最容易:Mutation Analysis、Cell Composition。(b) 六个维度的雷达图——所有 agent 高度一致地呈现"来源可靠性最高、方法选择最低"的偏科曲线。
Figure 5: Biomni 用户提问分布
Figure 5 | Biomni 平台 32,014 条用户真实提问的类型分布。 数据分析(19,962 次,63.3%)是最主导的意图,远超文献调研、实验设计、快速问答、论文写作。这是首发模块选定为 BiomniBench-DA 的依据。

FINAL NOTE写在最后

BiomniBench 的真正意义,不在于给生物医药 AI Scientist 排一个名次,而希望回答一个更大的问题:当 AI Scientist 试图端到端地自动化科研流程时,我们该如何判断它是否在真的做研究?

过去的 benchmark 像一场考试,给题、给答案、判对错。而 Auto Research 需要的是上岗评测,给数据、给目标、看过程、看结果、看风险。问题的关键不再是"这个模型准不准",而是"这条分析链条,科学家敢不敢信"

AI Scientist 的进步,来自基础模型、Agent Harness、行业知识,以及 AI 研究者与领域专家共同构建的 Verification Loop。对 AI 研究者而言,我们希望为大家打开真实的药企场景视野,了解真实任务中的难点。对生物医药从业者来说,我们也希望提供一个更贴近真实部署、并能客观了解 AI 现阶段能力的视角。

当过程被看见、当推理被验证、当每一环都可追溯,AI 与科学家之间的信任,才真正开始建立。

所以,实习结束。

如果是这样一位 AI Scientist 实习生,你会让它转正吗?

关于本次评测的说明 本次测评主要聚焦数据分析任务(Data Analysis),生物医药行业拥有极其多元的角色与职能,本次测评结果不代表所有岗位的情况。未来将延续这套过程级评测框架,推出覆盖更多行业场景的 benchmark。
关于覆盖范围 本次 BiomniBench-DA 仅评估了部分模型与 Harness 组合。未来将覆盖更多模型及 AI Scientist 专业产品。同时,将开源部分题目供内部测试使用。如对产品在全部 100 道题上的评测结果感兴趣,欢迎联系。
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