美国国家科学基金会（NSF）
X-Labs计划为没有实验室的团队提供共享实验室
美国国家科学基金会（NSF）正试图让那些专注于特定科学问题的小团队不再那么依赖完整的机构实验室。该机构宣布将建设共享的X-Labs设施，并投入最多7500万美元，用于开发面向数据和超级智能的数字优先仪器。如果这些设备能够产生可靠、可重复的结果，团队就可以在共享的社区实验室里开展实验，而不必拥有这些机器。
一个有好想法的小型研究团队，仍可能在第一次实验开始前就被挡住。它可能没有实验室空间、昂贵的仪器，或者愿意为它提供支持的机构。即使有资金可以提供帮助，通常也要经过缓慢的拨款评审才能发放；与此同时，实验室工作还依赖人们在机器和电子表格之间搬运数据。
瓶颈往往就是实验室本身
NSF的计划始于一个超越任何单一科学领域的问题：围绕研究建立的机构，可能比研究问题本身更难使用。独立研究人员和跨领域团队，可能需要先建起一个完整的实验室，才能验证一个经过仔细界定的想法。这让那些已经拥有设备、并能支付设备操作人员和维护费用的组织占据优势。
拟议方案的一部分是元科学。元科学是研究科学研究本身如何获得资助、接受评审、组织和评价。NSF正在成立元科学办公室，以测试新的提案评审和资金分配方式，然后公布这些实验发现的结果。NSF和英国研究与创新机构计划以共同的原则为基础开展这项工作。
这项计划还采用了奖金竞赛。这类竞赛可以吸引那些不在通常拨款网络中的人，尽管单靠奖金并不能建立长期研究计划，也不能提供制造成果的途径。NSF点名的科学领域包括量子计算和工程化多细胞生物学，而这两个领域仍面临重大的技术和可重复性挑战。
实验室可以成为团队共享的东西
NSF正在提议成立NSF X-Labs联盟，面向由研究人员、技术专家和创业者组成的独立团队，为他们追求具体挑战提供基于里程碑的联邦资金。联盟的创始合作伙伴代表的承诺金额超过3亿美元。联盟将向团队提供场地、仪器使用权和直接支持，而不是要求每个团队在开始之前都拥有一座完整的实验室。
同样的理念也延伸到了仪器本身。NSF计划通过可编程云实验室网络，为“超级智能原生仪器”征集提案，五年内投入最多7500万美元。材料将这些仪器描述为数字优先、面向数据和超级智能而构建的设备，但没有定义这个说法包含哪些技术能力。
从实际操作看，数字优先仪器的设计目标，是让实验能够自动化、受到监测，并与计算机系统连接。团队可以远程安排一次运行，接收计算机能够读取的格式的结果，再利用这些结果规划下一次运行。但自动化并不能免除校准设备、谨慎设计实验，或检查结果是否可信且可以重复的需要。
NSF还将启动两项“重大研究挑战”奖金竞赛。“量子+X”将邀请美国参与者开发量子算法和应用，涉及能源、生物技术和金融等领域。“合成多细胞性重大挑战奖”将要求参与者开发设计多细胞系统的计算和实验方法。
这些是拟议中的竞赛和支持结构，并不是科学发现或已部署的人工智能驱动仪器的报告。这项更广泛的公告还伴随着8月宣布的15亿美元基础研究投资。
一个更小的团队可以从一个问题开始
如果承诺的设施、资金和仪器能够到位，与云网络相连的社区实验室可能会呈现出不同于传统研究大楼的面貌。一个小团队可以远程安排实验，接收机器可读的结果，并在不花费数周时间往返搬运仪器和电子表格之间的信息的情况下，调整下一次运行。团队使用的是一座并不属于自己的实验室。
这种可能性取决于新的资助方式能否产生可靠的研究，也取决于自动化仪器能否生成科学家信任且可以重复的数据。这些仪器还必须价格可负担、运行可靠，并经过真实科研用途的验证。奖金无法取代这些条件。
NSF更广泛的计划还包括对可能使用这些系统的人的支持。“国家数学之星”将开发并测试一个数字平台，帮助家庭支持孩子学习数学，其投资将由私人慈善资金配套。“下一代劳动力”将开发加速的学士到博士培养路径，以及提供直接学生支持的跨学科研究生项目。
在厨房的餐桌旁，家长可以使用数学平台，为一个原本可能不会被发现其能力的孩子找到更高阶的学习内容——前提是该系统能够证明，它识别和支持学生的方式可以大规模奏效。在共享实验室里，一个没有机构实验室的团队可以尝试一个狭窄的科学挑战——前提是共享设备和数据管道都可靠。这正是这些计划背后更大的实验：政府能否通过改变科学周围的系统，而不只是改变科学内部的工具，让研究变得更快、更开放。