具身实验智能体的闭环溶液配置实验

概述

本阶段实验围绕“机器人能否在真实实验台上自主完成溶液目标配置”展开。任务要求智能体在已知母液条件下，从空烧杯或已有溶液状态出发，通过加水、加小苏打、加醋酸、测量五参数等操作，使溶液达到指定 pH 或 pH-EC 双目标范围。

与固定流程不同，系统在每次倾倒和测量后重新判断当前状态，并选择下一步动作。0511 总结中的实验覆盖重复性验证、目标泛化验证、双目标闭环控制，以及窄目标窗口下的精细微调。

实验设置

实验一：pH 单点重复实验

三轮实验使用相同母液，从头开始重复配置 pH=5.0±0.2 的目标溶液，用于评估系统是否能够稳定复现实验结果，并从反馈中形成更高效的策略。

Run 1

保守调节：先大体积加水，再多轮加酸

系统从约 103g 水开始，逐步加入醋酸，将 pH 从 7.03 调至目标范围。最终稳定结果为 pH=5.17，EC=187 uS/cm。

• 最终结果进入目标范围，但前期加水过多，导致后续调整较慢。
• 反馈指出接近目标时可以更大胆地调整，避免过小步幅造成低效。

Run 1. 先构建大体积水基底，再通过多轮小剂量醋酸逐步逼近 pH=5。

Run 2

减少初始水量，直接构建酸性体系

第二轮减少初始加水比例，更快进入目标附近。最终 pH=4.98，距离目标中心 5.0 仅 0.02。

• 系统学会不必先加到固定水量，可根据目标选择初始体系。
• 微调阶段应计入完整“加液-倾倒-测量”轮次，避免过度微调。

Run 2. 通过更合理的初始配比减少后续调整次数，最终逼近目标中心。

Run 3

允许超调，再用相反试剂修正

第三轮采用先大量加酸、再用小苏打回调、最后加酸微调的策略。最终 pH=4.97，EC=211 uS/cm。

• 实验显示系统可以处理超调后的回调过程。
• 同时暴露出微调轮数控制的重要性：应在达标后平衡精度与效率。

Run 3. 系统在超调后通过酸碱回调重新进入目标范围。

实验二：pH 多点实验

在相同母液条件下，系统分别从头配置 pH=5、pH=6、pH=8 三个目标点，用于验证单目标 pH 调节策略是否能迁移到不同酸碱区间。

pH=6 目标实验。系统使用少量加酸完成快速收敛。

pH=8 目标实验。小苏打用于提升 pH，最终进入目标窗口。

实验三：pH-EC 多点实验

双目标任务要求同时满足 pH 和 EC。由于小苏打会同时提高 pH 和 EC，醋酸主要降低 pH，水会稀释 EC，系统需要在多个控制方向之间动态权衡。

目标 pH=7.5、EC=300。系统先提高 EC，再通过醋酸和加水分别回调 pH 与 EC。

状态轨迹显示溶液从初始区域逐步进入 pH 和 EC 的双目标窗口。

目标 pH=7.5、EC=200。系统利用多轮小苏打精调进入目标区间。

双目标调节轨迹。系统在 pH 接近目标后继续微量提升 EC。

目标 pH=6.5、EC=300。系统采用“先水建基、再小苏打提 EC、最后醋酸降 pH”的策略。

最终达到 pH=6.38、EC=300 uS/cm，说明系统可在较低 pH 目标下同时保持 EC 达标。

实验四：pH-EC 精细微调实验

在粗调实验已经达到 pH=6.38、EC=300 uS/cm 的基础上，系统继续执行更窄目标窗口的精调任务：pH=6.3±0.05，EC=320±5 uS/cm。

精细微调阶段。系统在加小苏打、加水稀释和微量加酸之间切换。

窄窗口调节轨迹。系统最终达到 pH=6.30、EC=325 uS/cm。

合并轨迹。前后两段实验具有一致的收敛趋势。

精细微调总结图。展示最终阶段的状态变化和实验结果。

实验视频

页面只保留注释版视频，作为主要实验展示素材。由于该视频超过 GitHub 普通仓库单文件大小限制，请将视频上传到 GitHub Release 或外部存储后，把下面的 src 替换为视频 URL。

结论