OpenAI4S（Open AI for Scientist）是由北京大学\-元空 AI 联合实验室推出、对标 Claude Science 的开源科学研究 Agent，专为复杂、长时间运行的科学探索任务设计。与传统对话大模型不同，OpenAI4S 将大模型与持久化 Python / R 科学计算内核结合：Agent 不仅能够自主规划任务、检索信息，还可以直接编写并运行代码，调用 AlphaFold2、scGPT、ESM\-2 等多种前沿科研 Skills，以及 UniProt、RCSB PDB、PubChem、arXiv、OpenAlex 等科学数据源完成实际计算与分析。从文献研究、单细胞分析、分子结构预测，到大规模数据处理与可视化，OpenAI4S 能够在持续保留计算状态的环境中执行多步骤科研任务，并生成可追溯的分析结果与产物。OpenAI4S 可用于文献研究、科研数据分析、科学计算与建模、专业领域分析及科研可视化等场景。方舟 Agent Plan 支持在 OpenAI4S 中使用，可参考本文进行配置及使用。

注意

OpenAI4S 工具处于快速迭代阶段，本文使用的版本为 0.2.0，如实际使用与以下步骤存在差异，可参见 OpenAI4S GitHub。

# 一、前提条件 * 您已按需订阅 Agent Plan 套餐。如未，请访问 [开通管理-Agent Plan](https://console.volcengine.com/ark/region:cn-beijing/subscription/agent-plan?agentMode=close) 页面订阅套餐。 # 二、安装 OpenAI4S OpenAI4S 支持通过安装包或 PyPI 安装，不同安装方式的环境要求不同，请根据设备类型选择对应方式。 ## 方式一：安装包安装 macOS

说明

适用于搭载 Apple Silicon 芯片（M1/M2/M3/M4 等）的 Mac，推荐使用该方式。

安装包已内置 Python 及默认科学计算环境，无需额外安装 Python 或其他开发工具。

1. 从 [最新 Release](https://github.com/PKU-YuanGroup/OpenAI4S/releases/latest) 下载 `OpenAI4S--macos-arm64.dmg`。`` 为 OpenAI4S 版本号，如本教程使用 `0.2.0` 版本。

注意

.dmg 安装包仅支持 Apple Silicon 架构。

2. 安装 `.dmg` 后，在首次启动前，在终端执行以下命令。 ```Bash xattr -dr com.apple.quarantine /Applications/OpenAI4S.app ``` 3. 点击 OpenAI4S 应用图标启动。若未正常启动，可手动访问 `http://127.0.0.1:8760/`。 Linux

说明

适用于 Linux x86_64 设备，推荐使用该方式。

安装包已内置 Python 及默认科学计算环境，无需额外安装 Python 或其他开发工具。

1. 从 [最新 Release](https://github.com/PKU-YuanGroup/OpenAI4S/releases/latest) 下载 `OpenAI4S--linux-x86_64.tar.gz`。`` 为 OpenAI4S 版本号，如本教程使用 `0.2.0` 版本。

注意

.tar.gz 安装包仅支持 Linux x86_64 架构。

2. 解压安装包。 ```Bash tar -xzf OpenAI4S--linux-x86_64.tar.gz # 将替换为实际 OpenAI4S 版本号，例如本教程使用 0.2.0，则执行： # tar -xzf OpenAI4S-0.2.0-linux-x86_64.tar.gz ``` 3. 进入解压后的目录并启动 OpenAI4S。若未正常启动，可手动访问 `http://127.0.0.1:8760/`。 ```Bash ./OpenAI4S ``` ## 方式二：PyPI 安装

说明

适用于 Intel Mac、Linux，或希望通过 Python 环境安装 OpenAI4S 的用户。

环境要求：需要 Python 3.10 或更高版本。

1. 在终端中执行以下命令安装。 ```Bash pip install openai4s ``` 2. 安装完成后启动 OpenAI4S。若未正常启动，可手动访问 `http://127.0.0.1:8760/`。 ```Bash openai4s serve ``` # 三、配置 OpenAI4S ## 配置 Agent Plan 1. 进入 OpenAI4S，点击设置图标，进入 **设置** \- **通用** \- **模型与 API Key**。 ![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/1.png) ![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/2.png) 2. 点击 **配置**，按以下信息填写： * **名称**：自定义配置名称，如 `方舟 AgentPlan`。 * **兼容协议**：选择 `ark 兼容协议`。 * **Base URL**：`https://ark.cn-beijing.volces.com/api/plan/v3` * **模型 id**：替换为实际模型 ID，模型信息见 [支持模型及 Harness](https://docs.volcengine.com/docs/82379/2366394#3d801f5f)，需配置文本生成模型。 * **API Key**：[获取专属 API Key](https://console.volcengine.com/ark/region:cn-beijing/openManagement?LLM=%7B%7D&advancedActiveKey=agentPlan)。 ![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/console3-pic/ap-person-apikey.png) 3. 保存该配置后，选择需要的配置，点击 **设为当前**，完成配置。 ![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/3.png) ## 配置豆包搜索（可选） OpenAI4S 支持通过豆包搜索获取实时网页、文献及数据库信息。使用方舟 Agent Plan 时，可直接通过 Agent Plan 专属 API Key 完成联网搜索授权。 1. 进入 OpenAI4S，点击 **设置** \- **网络**。 2. 开启 **允许联网** 开关。 3. 在 **豆包搜索 Custom 版** 卡片中配置 Agent Plan 专属 API Key。 * 若当前使用的 Ark 模型已配置相同的 Agent Plan Key，OpenAI4S 会自动复用该 Key，无需重复填写。 * 若未自动获取，可手动粘贴 Agent Plan [专属 API Key](https://console.volcengine.com/ark/region:cn-beijing/openManagement?LLM=%7B%7D&advancedActiveKey=agentPlan)，并点击 **保存凭证**。

说明

保存后的 API Key 不会在 OpenAI4S 界面中回显。

4. 真实调用豆包搜索，成功返回搜索结果后，即表示联网搜索配置完成。 ![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/5.png) ## 配置专业数据集 DataPro（可选） OpenAI4S 支持通过 Agent Plan 的专业数据集 Harness 获取专业科研数据。使用方舟 Agent Plan 时，可直接通过 Agent Plan 专属 API Key 完成专业数据集授权。 1. 进入 OpenAI4S，点击 **设置** \- **连接器**。 2. 在 **火山方舟专业数据集 DataPro** 卡片中配置 Agent Plan 专属 API Key。 * 若当前使用的 Ark 模型已配置相同的 Agent Plan Key，OpenAI4S 会自动复用该 Key，无需重复填写。 * 若未自动获取，可手动粘贴 Agent Plan [专属 API Key](https://console.volcengine.com/ark/region:cn-beijing/openManagement?LLM=%7B%7D&advancedActiveKey=agentPlan)，并点击 **保存凭证**。

说明

保存后的 API Key 不会在 OpenAI4S 界面中回显。

3. 真实调用专业数据集，成功返回查询结果后，即表示专业数据集配置完成。 ![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/4.png)

注意

如返回 4011，可能为 API Key 无效、额度不足，或当前 Agent Plan 未开启专业数据集 Harness。

## 配置 R 内核（可选） OpenAI4S 安装包默认已内置 Python 科学计算环境，无需额外配置。若需要使用 R 执行数据分析等科研任务，可额外配置 R 内核。

注意

配置 R 内核前，需确保设备已安装以下任一 Conda 环境管理工具：Micromamba / mamba / conda。可通过对应命令确认是否已安装。

```Bash conda --version micromamba --version mamba --version ```

1. 将 OpenAI4S CLI 添加到系统命令路径。 * 若通过 PyPI 安装，则可跳过本步骤。 * 若通过 `.dmg` 安装包安装，则需在终端内执行以下命令。 ```Bash sudo ln -sf /Applications/OpenAI4S.app/Contents/Resources/runtime/bin/openai4s /usr/local/bin/openai4s ``` 2. 初始化 R 核心环境。 ```Bash openai4s setup ``` 3. 配置完成后，重新启动 OpenAI4S 即可使用 R 内核。 # 四、使用 OpenAI4S OpenAI4S 主要面向复杂科研场景，覆盖生命科学、生物医药、化学材料、计算机与人工智能、机械自动化等多学科领域。OpenAI4S 结合大模型、专业科研数据源及 Skill、持久化 Python / R 科学计算环境，完成文献研究、数据分析、算法设计与建模、参数优化、仿真辅助、可视化等多步骤研究任务。 ## 核心科研能力 |能力 |说明 | |---|---| |文献研究 |检索、分析和比较科研资料，完成跨论文比较、证据整理与引用回溯。 | |数据分析 |对实验及科研数据进行检查、清洗、统计分析和结果验证。 | |科学计算与建模 |通过持久化 Python / R 内核执行代码，完成数值计算、建模及参数分析。 | |专业领域分析 |调用蛋白质、基因组、单细胞、化学与材料等专业科研 Skill 完成领域任务。 | |科研可视化 |根据分析结果生成图表，并支持进一步调整和迭代。 | |成果整理 |整理研究过程中的数据、代码、图表及分析结果，生成可追溯的科研产物。 | ## 使用方法完成配置后，即可通过自然语言向 OpenAI4S 提交科研任务。例如，新建对话并输入以下研究任务： > 获取人胰岛素（UniProt P01308）的蛋白质信息，概括其各条链及主要结构特征，并绘制残基疏水性分布图。 OpenAI4S 可根据研究目标自主完成蛋白质数据获取、链信息整理、残基特征分析及可视化，并将任务过程中生成的代码、图表及分析结果整理为可查看的科研产物。 ## 效果演示 |**Live API 工作流**

从 UniProt / RCSB 到 3D 结构和报告的端到端演示。

![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/demo-01-hd.gif) |**真实数据分析**

以人胰岛素 INS 为例，从 UniProt / RCSB 到生成可复现分析报告。

![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/demo-05-hd.gif) | |---|---| |**可视化 Artifact 编辑**

一句话把 confidence 阈值线抬到 75，直接在图表上迭代。

![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/demo-02-hd.gif) |**注释驱动图表编辑**

在图表上圈选目标区域，OpenAI4S 自动重绘图例配色。

![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/demo-06-hd.gif) | |**计划模式科研分析**

以青蒿素与紫杉醇为例，进行溶解度预测的多步骤计划模式分析。

![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/demo-03-hd.gif) |**蛋白质工程**

从序列到突变候选与结构解释的蛋白质工程流程演示。

![图片](https://arkdoc.tos-cn-beijing.volces.com/images/Ai4s/demo-04-hd.gif) |