人工智能+虚拟细胞的构建
VIRTUAL CELL CONSTRUCTION · AI + VIRTUAL SIMULATION
技术路径覆盖从原始数据接入到教学评价输出的完整链路，每一段的输出都是下一段的可校验输入。
HTML5 网页界面，承担实验交互与结果可视化；支持 Chrome、Edge、Firefox 等主流浏览器，无需安装插件；分辨率 1920×1080 自适应，支持移动端访问。
负责任务调度、过程记录与赋分评价；全程记录操作日志、方案迭代轨迹与预测表现，自动生成过程性评分与能力画像。
模型服务层承担预训练细胞基础模型的推理、微调与评测；数据资源层维护百万级人类单细胞参考图谱、扰动评测数据集与知识库。
按照《“人工智能+”虚拟仿真实验教学项目技术接口规范（2026 版）》设计，用于与国家虚拟仿真实验教学课程共享平台进行数据联通；实际联通状态以联调测试和运行记录为准。
| 指标 | 内容 |
|---|---|
| 开发技术 | 二维动画、HTML5、预训练细胞基础模型推理服务 |
| 开发工具 | Python、PyTorch、FastAPI |
| 操作系统 | Ubuntu 22.04（Linux） |
| 数据库 | MySQL |
| 服务器 | CPU 16 核、内存 64 GB、磁盘 2000 GB、显存 24 GB、GPU：NVIDIA A10（单卡）；模型服务与应用服务同机部署（共 1 台） |
| 云渲染 | 不支持（无需云渲染） |
| 指标 | 内容 |
|---|---|
| 响应时间 | 模型推理单步响应时间秒级（不超过 5 秒） |
| 并发能力 | 支持 40—60 人（1—2 个教学班）同时在线并发操作 |
| 显示 | 网页分辨率 1920×1080 自适应显示 |
| 可用性 | 系统可用性不低于 99%；学生操作数据全程留痕、可回溯查询 |
| 带宽要求 | 下行带宽不低于 2 Mbps 即可流畅操作；平台提供在线带宽自检 |
| 客户端要求 | Windows 10/11、macOS 12 及以上；普通机房计算机（主频 2.0 GHz、内存 4 GB）即可，无需独立显卡 |
为保证教学期内同一任务可复现，平台对模型版本、数据与随机种子进行了固定并在“模型卡 / 数据卡”页面公布。
预训练细胞基础模型基于百万级人类单细胞参考图谱，以掩码建模自监督任务训练，学到基因共表达规律与细胞类型特征；底座采用开源预训练细胞模型的教学轻量化部署。模型名称与版本、权重校验值、默认参数与随机种子均在平台“模型卡”页面公布并固定教学版本。
各数据集的登录号、版本、样本清单、使用许可与预处理流程在“数据卡”页面公布；扰动评测数据取自公开的 Perturb-seq 高通量基因扰动测序数据集，核心评测目标为基因扰动响应预测。
测试集按扰动基因留一法划分并冻结，仅在最终评测使用，不参与训练、微调与参数选择；归一化、高变基因选择与批次校正等数据驱动步骤仅在训练数据上拟合，避免信息泄漏。
药物扰动模拟为拓展演示，其输出仅用于学习虚拟筛选流程并形成待验证假设，不作为研发依据；参数提示基于质控通行参考区间的规则引擎，答疑与解释均以知识库文献为依据并标注来源。
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 网站备案 | 已完成 ICP 备案，备案号：粤ICP备2026127462号（备案主体：岭南师范学院） |
| 等级保护定级备案 | 备案主体为项目所属学校（岭南师范学院）；定级备案与测评结论以随申报材料提交的正式证明为准 |
| 等保测评 | 待完成（按项目进度推进） |
| 数据使用规范 | 平台提示数据使用规范，学生须登记数据来源与使用许可；引导学生批判性使用模型结果 |
| 平台接口联通 | 按《“人工智能+”虚拟仿真实验教学项目技术接口规范（2026 版）》设计共享与接口层，用于与国家虚拟仿真实验教学课程共享平台进行数据联通；实际联通状态以联调测试和运行记录为准 |
| 知识产权 | 项目所属学校对本实验项目的一切资源享有著作权（软件著作权登记推进中） |