Demokratisierung von KI-Wissenschaftlern durch ToolUniverse

Democratizing AI scientists using ToolUniverse

September 27, 2025

papers.authors: Shanghua Gao, Richard Zhu, Pengwei Sui, Zhenglun Kong, Sufian Aldogom, Yepeng Huang, Ayush Noori, Reza Shamji, Krishna Parvataneni, Theodoros Tsiligkaridis, Marinka Zitnik

cs.AI

papers.abstract

KI-Wissenschaftler entwickeln zunehmend computergestützte Systeme, die als kollaborative Partner in der Entdeckung dienen. Der Aufbau dieser Systeme bleibt jedoch eine Herausforderung, da sie maßgeschneidert sind, an starre Arbeitsabläufe gebunden sind und es an gemeinsamen Umgebungen mangelt, die Werkzeuge, Daten und Analysen in ein einheitliches Ökosystem integrieren. In der Omik-Forschung haben einheitliche Ökosysteme die Forschung revolutioniert, indem sie Interoperabilität, Wiederverwendung und gemeinschaftliche Entwicklung ermöglichten; KI-Wissenschaftler benötigen vergleichbare Infrastrukturen. Wir präsentieren ToolUniverse, ein Ökosystem zur Erstellung von KI-Wissenschaftlern aus beliebigen Sprachen oder Denkmodellen, sei es offen oder geschlossen. TOOLUNIVERSE standardisiert, wie KI-Wissenschaftler Werkzeuge identifizieren und aufrufen, und integriert mehr als 600 maschinelle Lernmodelle, Datensätze, APIs und wissenschaftliche Pakete für Datenanalyse, Wissensabruf und experimentelles Design. Es verfeinert automatisch Werkzeugschnittstellen für die korrekte Nutzung durch KI-Wissenschaftler, erstellt neue Werkzeuge aus natürlichen Sprachbeschreibungen, optimiert iterativ Werkzeugspezifikationen und kombiniert Werkzeuge zu agentenbasierten Arbeitsabläufen. In einer Fallstudie zur Hypercholesterinämie wurde ToolUniverse verwendet, um einen KI-Wissenschaftler zu erstellen, der ein wirksames Analogon eines Medikaments mit günstigen vorhergesagten Eigenschaften identifizierte. Das Open-Source-ToolUniverse ist unter https://aiscientist.tools verfügbar.

English

AI scientists are emerging computational systems that serve as collaborative partners in discovery. These systems remain difficult to build because they are bespoke, tied to rigid workflows, and lack shared environments that unify tools, data, and analyses into a common ecosystem. In omics, unified ecosystems have transformed research by enabling interoperability, reuse, and community-driven development; AI scientists require comparable infrastructure. We present ToolUniverse, an ecosystem for building AI scientists from any language or reasoning model, whether open or closed. TOOLUNIVERSE standardizes how AI scientists identify and call tools, integrating more than 600 machine learning models, datasets, APIs, and scientific packages for data analysis, knowledge retrieval, and experimental design. It automatically refines tool interfaces for correct use by AI scientists, creates new tools from natural language descriptions, iteratively optimizes tool specifications, and composes tools into agentic workflows. In a case study of hypercholesterolemia, ToolUniverse was used to create an AI scientist to identify a potent analog of a drug with favorable predicted properties. The open-source ToolUniverse is available at https://aiscientist.tools.