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Skill

research-lifecycle

orchestrate scientific research lifecycles

Published by MiniMax Updated Aug 21
Covers Research Productivity Automation Engineering

Description

当用户提出研究主题、想开始一项新研究、问"接下来该做什么"、或要求继续上次的研究流程时使用。本技能是科研工作台的元路由器:把一个研究主题拆解为 question(问题界定)→ literature(文献调研)→ hypothesis(假设形成)→ experiment(实验/计算)→ analysis(数据分析)→ writing(写作成稿)六个阶段,逐阶段调用相应插件的 skill 执行,每个阶段结束经 stage-gate 门禁审批后进入下一阶段。同义触发场景:开始研究、开题、走流程、研究流程、lifecycle、继续上次的研究、阶段推进、研究项目管理、六阶段、从选题到成稿。

SKILL.md

research-lifecycle:六阶段研究流程路由器

目的

把"我想研究 X"这句话变成一条可执行、可暂停、可恢复、可审查的流程。本技能不亲自做检索、不做计算、不写论文——它负责:

  1. 把研究主题规范化为 slug,建立项目级产物目录;
  2. 按六阶段顺序调度对应的 skill 或插件;
  3. 在每个阶段结束时移交给 stage-gate,等待用户审批后再推进;
  4. 跨会话恢复:通过 stage.yaml 知道"上次走到哪、是批了还是要改"。

前置检查

  1. 画像检查:读取 CLAUDE.md 研究画像。任何小节仍是 [填空] 时停止,引导用户先运行 cold-start-interview(guardrail:不带空白画像猜测默认值)。
  2. 工作区检查:确认当前目录符合 research-workspace 约定;不符合时先运行 research-workspace 的初始化清单,或征得用户同意后以当前状态继续。
  3. 参数解析argument-hint 传入研究主题。为空时向用户提问,不接受空主题启动。
  4. slug 生成:按下方 slug 契约计算项目标识,检查 output/ 下是否已有同名项目——有则询问用户"继续该项目"还是"换个主题"。
  5. 恢复检查:存在 output/<slug>/stage.yaml 时,读取 current_stagestatus,跳到对应阶段继续(见"恢复指引"),而不是从头开始。

slug 契约

项目标识 slug 的生成规则(全插件统一,research-workspace 与 stage-gate 依赖同一规则):

  1. 取用户输入的主题字符串,做 Unicode NFKC 规范化;
  2. 转小写,去除首尾空白,把内部连续空白压缩为单个空格;
  3. 对规范化后的 UTF-8 字节计算 SHA-1,取前 8 位十六进制字符作为 slug。

示例:主题 钠离子电池 层状氧化物 掺杂 → 规范化后同原样 → sha1 前 8 位(如 3f9a1c7e)。

同一主题(规范化后相同)永远得到同一 slug,与大小写、全半角、多余空格无关;不同主题几乎不会碰撞。slug 只用于目录命名与归类,不追求可读性;需要可读名时在项目 stage.yamlnote 或阶段产物标题中保留原始主题。

六阶段总览

阶段目标调用的能力主要产出物
question把模糊主题收敛为可研究的问题本技能内部执行research-question.md
literature摸清该问题的研究现状literature-search、literature-survey文献库 + 综述稿
hypothesis提出可检验的假设本技能内部执行hypothesis.md
experiment获取验证假设的数据人工执行 + provenance-record 记录实验/计算数据 + 运行记录
analysis从数据得出结论人工执行 + provenance-record 记录分析脚本 + 图表 + 结论
writing写成可交付的文稿review-writing + citation-verify论文/报告草稿

阶段之间一律经过 stage-gate:产出物落盘 → 生成 stage-report.md → 更新 stage.yaml 为 pending → 停止,等用户 approve / revise / reject。

1 · question:问题界定

目标:把"我想研究钠离子电池正极"收敛为"O3 型层状氧化物在钠离子电池中的循环衰减是否可以通过 Mg/Ti 共掺杂抑制"这样可研究、可证伪的问题。

执行规程

  1. 复述用户对主题的描述,确认理解一致;
  2. 从四个维度追问:对象(研究什么)、变量(操纵/测量什么)、范围(什么条件/体系)、动机(为什么值得做,应用还是机理);
  3. 起草 1-3 个候选研究问题,每个都标注"可检验性"自评:这个问题能否用数据回答?需要什么类型的证据?
  4. 与用户选定最终问题,写入 output/research-lifecycle/<slug>/latest/research-question.md,内容包括:最终问题、候选问题及取舍理由、预期贡献的一句话表述;
  5. 用 provenance-record 登记产物,然后调用 stage-gate。

不做文献检索——"这个问题别人做到哪了"是下一阶段的事,避免把 question 开成迷你综述。

2 · literature:文献调研

目标:回答三个问题:这个问题已被解决到什么程度?主流方法是什么?缺口(gap)在哪里?

执行规程

  1. 从 research-question.md 提取检索关键词(中英文各一组,画像中的关键词并入);
  2. 调用 literature-search 按画像中的数据源偏好检索(画像写"无权限"的库不碰);
  3. 调用 literature-survey 生成综述稿,所有论断必须带来源标签(guardrail 第 1 条),检索未覆盖的判断标 [模型知识—待核实]
  4. 综述稿末尾必须有一节"研究缺口与本文定位",把缺口与 question 阶段的研究问题显式挂钩;
  5. 产物落盘(output/literature-search/<slug>/output/literature-survey/<slug>/),登记 provenance,调用 stage-gate。

revise 常见原因:关键词太宽/太窄、漏掉某篇关键文献、缺口论证不足。revise 意见注入后重跑本阶段,原稿归档不覆盖。

3 · hypothesis:假设形成

目标:基于文献缺口提出 1-3 个可证伪的假设,并为每个假设设计验证思路。

执行规程

  1. 重读 research-question.md 与综述的"研究缺口"一节;
  2. 每个假设写成"在条件 C 下,对对象 O 施加干预 I,将观察到效应 E"的结构化句式;
  3. 为每个假设列出:所需数据类型、可行方法(实验/计算/统计)、预期判别标准(什么结果算支持、什么算证伪)、风险(最可能失败在哪);
  4. 与用户选定主假设(最多保留一个备选),写入 output/research-lifecycle/<slug>/latest/hypothesis.md
  5. 登记 provenance,调用 stage-gate。

诚实性要求:假设可以错——写明判别标准的意义就在于允许被证伪。禁止把假设写成"必然正确的结论预告"。

4 · experiment:实验与计算

目标:获取能检验假设的数据。

执行模式:计算能力由本包计算类 skill 提供(python-analysis / r-analysis / remote-compute / hpc-slurm / run-monitor)。本阶段的做法:

  1. 根据 hypothesis.md 生成实验/计算方案书experiment-plan.md):步骤、参数、对照设置、样本量或计算规模估算、预期产物清单;
  2. 方案经 stage-gate 批准后执行:本地分析调用 python-analysis / r-analysis,远程提交与长任务调用 remote-compute / hpc-slurm / run-monitor;无可用算力环境时,由用户在画像所述的算力环境中人工执行
  3. 每完成一个关键步骤,用户(或助手代劳)运行 provenance-recordrecord_run.py 登记产物;远程/长任务必须抓回环境信息(调度系统作业号、软件版本、节点信息)写入 note;
  4. 涉及远程提交、批量下载的动作一律按 guardrail 第 8 条先向用户说明并确认;
  5. 原始数据放入 data/ 后立即视为只读(research-workspace 约定),任何清洗都生成新文件。

产物:实验/计算方案书、原始数据(data/)、provenance.jsonl 运行记录。

5 · analysis:数据分析

目标:从 experiment 阶段的数据中得出对假设的判定。

计算能力:分析计算优先调用本包计算类 skill——本地分析用 python-analysis / r-analysis,远程与长任务用 remote-compute / hpc-slurm / run-monitor。

执行规程

  1. 分析代码放 scripts/notebooks/,读取 data/ 的原始数据(只读),结果输出到 output/analysis/<slug>/
  2. 每个关键图表或统计结果生成后立即 record_run 登记(tool 填实际用的工具,如 "python scripts/analyze.py");
  3. 产出 analysis-report.md,必须包含:数据概况(样本量、缺失情况)、方法与参数、关键结果(数字与图)、对假设的判定(支持/不支持/无法判定,并写明依据的判别标准——来自 hypothesis.md)、局限性;
  4. 判定为"无法判定"是合法结论,写明缺什么证据、建议补什么实验;
  5. 统计显著性、效应量等数字必须与脚本输出逐项核对,禁止凭印象转述(guardrail 第 3 条:证据优先);
  6. 登记 provenance,调用 stage-gate。

与 experiment 的往返:analysis 发现数据不足时,stage-report 的"建议"一节写明"回到 experiment 补做 X",由用户决定是否回退阶段(见决策树)。

6 · writing:写作成稿

目标:把前五个阶段的积累写成可交付的文稿。

执行规程

  1. 确定文稿类型(期刊论文/学位论文章节/项目报告/综述)与目标读者,参考画像中的写作语言、目标期刊与引用格式;
  2. 调用 review-writing 生成大纲并逐节成稿;所有事实性论断必须带来源标签(guardrail 第 1 条),来自本流程的产物标 [实验数据] 并注明文件路径;
  3. 参考文献条目生成后,调用 citation-verify 逐条核验(DOI、作者、年份、期刊),核验未通过的条目不得进入终稿;
  4. 论文级结论定型时,按 evidence-capsule 冻结支撑该结论的产物集合;
  5. 草稿完成后按 reviewer-protocol 做发布前审查(guardrail 第 7 条),error 清零后才算本阶段完成;
  6. 产物落盘 output/review-writing/<slug>/,登记 provenance,调用 stage-gate。

阶段间门禁

每个阶段的最后一步固定相同:

  1. 确认本阶段全部产物已落盘并登记 provenance;
  2. 生成 stage-report.md(四节:本阶段做了什么/关键结果/风险与疑虑/建议);
  3. 更新 output/<slug>/stage.yaml(status: pending);
  4. 停止输出,把审批三选项(approve / revise "意见" / reject)交给用户。

详细规程见 stage-gate SKILL.md。本技能不替用户做审批决定,也不在没有 stage.yaml 记录的情况下跳到下一阶段。

恢复指引

新会话中用户说"继续上次的研究"时:

  1. 列出 output/ 下所有含 stage.yaml 的项目,让用户确认是哪一个(只有一个时直接用);
  2. 读取 stage.yaml:status: pending → 向用户重述 stage-report 摘要并等待审批;status: approved → 进入下一阶段;status: revise_requested → 携带 note 中的意见重跑当前阶段;status: rejected → 展示结题说明,询问是否开启新项目;
  3. 恢复时顺带检查 provenance.jsonl 的最后记录时间,向用户报告"距上次活动已 N 天"。

完整流程决策树

开始:研究主题
  │
  ├─ 画像完整? ──否──→ cold-start-interview ──→ 回到开始
  │是
  ├─ slug 已存在? ──是──→ 读 stage.yaml 恢复到对应阶段
  │否
  ▼
[question] ──产出 research-question.md──→ stage-gate
  │ approve                                        ▲
  ▼                                                │ revise(意见注入,重跑)
[literature] ──检索+综述──→ stage-gate ────────────┘
  │ approve
  ▼
[hypothesis] ──产出 hypothesis.md──→ stage-gate
  │ approve
  ▼
[experiment] ──方案书→人工执行→数据──→ stage-gate
  │ approve
  ▼
[analysis] ──analysis-report.md──→ stage-gate
  │ approve                    │ revise 意见为"数据不足"
  ▼                            ▼
[writing]              回到 [experiment] 补做(stage-gate 记录回退原因)
  │ approve
  ▼
交付(writing 产物 + 证据胶囊 + reviewer 通过记录)

任意阶段 reject ──→ 写结题说明,流程终止,产物保留

输出模板

阶段推进时向用户输出的固定格式:

## 阶段推进:<stage 名>(项目 <slug>)

- 本阶段目标:…
- 将调用:…
- 预计产物:…

(阶段完成后)

## 阶段待审批:<stage 名>

- stage-report:output/<slug>/reports/stage-report-<stage>.md
- 关键结果一句话:…
- 请选择:approve(进入 <下一阶段>)/ revise "你的意见" / reject

本技能不做什么

  • 不亲自检索文献、不亲自跑计算、不亲自写论文正文——这些委托给对应插件与 skill,本技能只做调度与状态管理。
  • 不跳过 stage-gate:即使产物看起来完美,也必须停下来等用户审批。
  • 不替用户决定研究问题或假设:所有关键取舍(选哪个问题、信哪个假设)都以用户确认为准。
  • 不修改其他阶段的归档产物:revise 是重跑并归档旧版,不是原地覆盖。
  • 不亲自执行远程任务提交、批量下载等计算动作:这些委托给计算类 skill(remote-compute / hpc-slurm / run-monitor),本技能只做调度与状态管理。

收尾与下一步

  • 项目 writing 阶段 approve 后:提醒用户证据胶囊是否已冻结、reviewer 审查记录是否随稿保存、投稿/交付属于对外动作需用户亲自执行。
  • 全流程结束后询问:"是否把本项目的关键产物整理进证据胶囊长期保存?"以及"是否开启新主题?"
  • 任何阶段卡住超过一次 revise:主动建议用户考虑 customize 调整画像(例如数据源权限限制了 literature 质量),或缩小研究问题的范围。

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