Create Device Skill

创建设备 Skill 指南

本 meta-skill 教你如何为任意 Uni-Lab-OS 设备创建完整的 API 操作技能（参考 unilab-device-api 的成功案例）。

数据源

• 设备注册表: unilabos_data/req_device_registry_upload.json
• 结构: { "resources": [{ "id": "<device_id>", "class": { "module": "<python_module:ClassName>", "action_value_mappings": { ... } } }] }
• 生成时机: unilab 启动并完成注册表上传后自动生成
• module 字段: 格式 unilabos.devices.xxx.yyy:ClassName，可转为源码路径 unilabos/devices/xxx/yyy.py，阅读源码可了解参数含义和设备行为

创建流程

Step 0 — 收集必备信息（缺一不可，否则询问后终止）

开始前必须确认以下 4 项信息全部就绪。如果用户未提供任何一项，立即询问并终止当前流程，等用户补齐后再继续。

向用户提问：「请提供你的 unilab 启动参数，我需要以下信息：」

必备项 ①：ak / sk（认证凭据）

来源：启动命令的 --ak --sk 参数，或 config.py 中的 ak = "..." sk = "..."。

获取后立即生成 AUTH token：

python ./scripts/gen_auth.py <ak> <sk>
# 或从 config.py 提取
python ./scripts/gen_auth.py --config <config.py>

认证算法：base64(ak:sk) → Authorization: Lab <token>

必备项 ②：--addr（目标环境）

决定 API 请求发往哪个服务器。从启动命令的 --addr 参数获取：

必备项 ③：req_device_registry_upload.json（设备注册表）

数据文件由 unilab 启动时自动生成，需要定位它：

推断 working_dir（即 unilabos_data 所在目录）：

按优先级搜索文件：

<推断的 working_dir>/unilabos_data/req_device_registry_upload.json
<推断的 working_dir>/req_device_registry_upload.json
<workspace 根目录>/unilabos_data/req_device_registry_upload.json

也可以直接 Glob 搜索：**/req_device_registry_upload.json

找到后必须检查文件修改时间并告知用户：「找到注册表文件 <路径>，生成于 <时间>。请确认这是最近一次启动生成的。」超过 1 天提醒用户是否需要重新启动 unilab。

如果文件不存在 → 告知用户先运行 unilab 启动命令，等日志出现 注册表响应数据已保存 后再执行本流程。终止。

必备项 ④：目标设备

用户需要明确要为哪个设备创建 skill。可以是设备名称（如「PRCXI 移液站」）或 device_id（如 liquid_handler.prcxi）。

如果用户不确定，运行提取脚本列出所有设备供选择：

python ./scripts/extract_device_actions.py --registry <找到的文件路径>

四项全部就绪后才进入 Step 1。

Step 1 — 列出可用设备

运行提取脚本，列出所有设备及 action 数量和 Python 源码路径，让用户选择：

# 自动搜索（默认在 unilabos_data/ 和当前目录查找）
python ./scripts/extract_device_actions.py

# 指定注册表文件路径
python ./scripts/extract_device_actions.py --registry <path/to/req_device_registry_upload.json>

脚本输出包含每个设备的 Python 源码路径（从 class.module 转换），可用于后续阅读源码理解参数含义。

Step 2 — 提取 Action Schema

用户选择设备后，运行提取脚本：

python ./scripts/extract_device_actions.py [--registry <path>] <device_id> ./skills/<skill-name>/actions/

脚本会显示设备的 Python 源码路径和类名，方便阅读源码了解参数含义。

每个 action 生成一个 JSON 文件，包含：

• type — 作为 API 调用的 action_type
• schema — 完整 JSON Schema（含 properties.goal.properties 参数定义）
• goal — goal 字段映射（含占位符 $placeholder）
• goal_default — 默认值

Step 3 — 写 action-index.md

按模板为每个 action 写条目（必须包含 action_type）：

### `<action_name>`

<用途描述（一句话）>

- **action_type**: `<从 actions/<name>.json 的 type 字段获取>`
- **Schema**: [`actions/<filename>.json`](actions/<filename>.json)
- **核心参数**: `param1`, `param2`（从 schema.required 获取）
- **可选参数**: `param3`, `param4`
- **占位符字段**: `field`（需填入物料信息，值以 `$` 开头）

描述规则：

• 每个 action 必须标注 action_type（从 JSON 的 type 字段读取），这是 API #9 调用时的必填参数，传错会导致任务永远卡住
• 从 schema.properties 读参数列表（schema 已提升为 goal 内容）
• 从 schema.required 区分核心/可选参数
• 按功能分类（移液、枪头、外设等）
• 标注 placeholder_keys 中的字段类型：
  • unilabos_resources → ResourceSlot，填入 {id, name, uuid}（id 是路径格式，从资源树取物料节点）
  • unilabos_devices → DeviceSlot，填入路径字符串如 "/host_node"（从资源树筛选 type=device）
  • unilabos_nodes → NodeSlot，填入路径字符串如 "/PRCXI/PRCXI_Deck"（资源树中任意节点）
  • unilabos_class → ClassSlot，填入类名字符串如 "container"（从注册表查找）
  • unilabos_formulation → FormulationSlot，填入配方数组 [{well_name, liquids: [{name, volume}]}]（well_name 为目标物料的 name）
• array 类型字段 → [{id, name, uuid}, ...]
• 特殊：create_resource 的 res_id（ResourceSlot）可填不存在的路径

Step 4 — 写 SKILL.md

直接复用 unilab-device-api 的 API 模板，修改：

• 设备名称
• Action 数量
• 目录列表
• Session state 中的 device_name
• AUTH 头 — 使用 Step 0 中 gen_auth.py 生成的 Authorization: Lab <token>（不要硬编码 Api 类型的 key）
• Python 源码路径 — 在 SKILL.md 开头注明设备对应的源码文件，方便参考参数含义
• Slot 字段表 — 列出本设备哪些 action 的哪些字段需要填入 Slot（物料/设备/节点/类名）
• action_type 速查表 — 在 API #9 说明后面紧跟一个表格，列出每个 action 对应的 action_type 值（从 JSON type 字段提取），方便 agent 快速查找而无需打开 JSON 文件

API 模板结构：

## 设备信息

- device_id, Python 源码路径, 设备类名

## 前置条件（缺一不可）

- ak/sk → AUTH, --addr → BASE URL

## 请求约定

- Windows 平台必须用 curl.exe（非 PowerShell 的 curl 别名）

## Session State

- lab_uuid（通过 GET /edge/lab/info 直接获取，不要问用户）, device_name

## API Endpoints

# - #1 GET /edge/lab/info → 直接拿到 lab_uuid

# - #2 创建工作流 POST /lab/workflow/owner → 拼 URL 告知用户

# - #3 创建节点 POST /edge/workflow/node

# body: {workflow_uuid, resource_template_name: "<device_id>", node_template_name: "<action_name>"}

# - #4 删除节点 DELETE /lab/workflow/nodes

# - #5 更新节点参数 PATCH /lab/workflow/node

# - #6 查询节点 handles POST /lab/workflow/node-handles

# body: {node_uuids: ["uuid1","uuid2"]} → 返回各节点的 handle_uuid

# - #7 批量创建边 POST /lab/workflow/edges

# body: {edges: [{source_node_uuid, target_node_uuid, source_handle_uuid, target_handle_uuid}]}

# - #8 启动工作流 POST /lab/workflow/{uuid}/run

# - #9 运行设备单动作 POST /lab/mcp/run/action（⚠️ action_type 必须从 action-index.md 或 actions/<name>.json 的 type 字段获取，传错会导致任务永远卡住）

# - #10 查询任务状态 GET /lab/mcp/task/{task_uuid}

# - #11 运行工作流单节点 POST /lab/mcp/run/workflow/action

# - #12 获取资源树 GET /lab/material/download/{lab_uuid}

# - #13 获取工作流模板详情 GET /lab/workflow/template/detail/{workflow_uuid}

# 返回 workflow 完整结构：data.nodes[] 含每个节点的 uuid、name、param、device_name、handles

# - #14 按名称查询物料模板 GET /lab/material/template/by-name?lab_uuid=&name=

# 返回 res_template_uuid，用于 #15 创建物料时的必填字段

# - #15 创建物料节点 POST /edge/material/node

# body: {res_template_uuid(从#14获取), name(自定义), display_name, parent_uuid?(从#12获取), ...}

# - #16 更新物料节点 PUT /edge/material/node

# body: {uuid(从#12获取), display_name?, description?, init_param_data?, data?, ...}

## Placeholder Slot 填写规则

- unilabos_resources → ResourceSlot → {"id":"/path/name","name":"name","uuid":"xxx"}
- unilabos_devices → DeviceSlot → "/parent/device" 路径字符串
- unilabos_nodes → NodeSlot → "/parent/node" 路径字符串
- unilabos_class → ClassSlot → "class_name" 字符串
- unilabos_formulation → FormulationSlot → [{well_name, liquids: [{name, volume}]}] 配方数组
- 特例：create_resource 的 res_id 允许填不存在的路径
- 列出本设备所有 Slot 字段、类型及含义

## 渐进加载策略

## 完整工作流 Checklist

Step 5 — 验证

检查文件完整性：

• SKILL.md 包含 API endpoint（#1 获取 lab_uuid、#2-#7 工作流/节点/边、#8-#11 运行/查询、#12 资源树、#13 工作流模板详情、#14-#16 物料管理）
• SKILL.md 包含 Placeholder Slot 填写规则（ResourceSlot / DeviceSlot / NodeSlot / ClassSlot / FormulationSlot + create_resource 特例）和本设备的 Slot 字段表
• action-index.md 列出所有 action 并有描述
• actions/ 目录中每个 action 有对应 JSON 文件
• JSON 文件包含 type, schema（已提升为 goal 内容）, goal, goal_default, placeholder_keys 字段
• 描述能让 agent 判断该用哪个 action

Action JSON 文件结构

{
  "type": "LiquidHandlerTransfer",    // → API 的 action_type
  "goal": {                           // goal 字段映射
    "sources": "sources",
    "targets": "targets",
    "tip_racks": "tip_racks",
    "asp_vols": "asp_vols"
  },
  "schema": {                         // ← 直接是 goal 的 schema（已提升）
    "type": "object",
    "properties": {                   // 参数定义（即请求中 goal 的字段）
      "sources": { "type": "array", "items": { "type": "object" } },
      "targets": { "type": "array", "items": { "type": "object" } },
      "asp_vols": { "type": "array", "items": { "type": "number" } }
    },
    "required": [...],
    "_unilabos_placeholder_info": {   // ← Slot 类型标记
      "sources": "unilabos_resources",
      "targets": "unilabos_resources",
      "tip_racks": "unilabos_resources"
    }
  },
  "goal_default": { ... },            // 默认值
  "placeholder_keys": {               // ← 汇总所有 Slot 字段
    "sources": "unilabos_resources",  //    ResourceSlot
    "targets": "unilabos_resources",
    "tip_racks": "unilabos_resources",
    "target_device_id": "unilabos_devices"  // DeviceSlot
  }
}

注意：schema 已由脚本从原始 schema.properties.goal 提升为顶层，直接包含参数定义。 schema.properties 中的字段即为 API 创建节点返回的 data.param 中的字段，PATCH 更新时直接修改 param 即可。

Placeholder Slot 类型体系

placeholder_keys / _unilabos_placeholder_info 中有 5 种值，对应不同的填写方式：

ResourceSlot（unilabos_resources）

最常见的类型。从资源树中选取物料节点（孔板、枪头盒、试剂槽等）：

• 单个：{"id": "/workstation/container1", "name": "container1", "uuid": "ff149a9a-..."}
• 数组：[{"id": "/path/a", "name": "a", "uuid": "xxx"}, ...]
• id 从 parent 计算的路径格式，根据 action 语义选择正确的物料

特例：create_resource 的 res_id，目标物料可能尚不存在，直接填期望路径，不需要 uuid。

DeviceSlot / NodeSlot / ClassSlot

• DeviceSlot（unilabos_devices）：路径字符串如 "/host_node"，仅 type=device 的节点
• NodeSlot（unilabos_nodes）：路径字符串如 "/PRCXI/PRCXI_Deck"，设备 + 物料均可选
• ClassSlot（unilabos_class）：类名字符串如 "container"，从 req_resource_registry_upload.json 查找

FormulationSlot（unilabos_formulation）

描述液体配方：向哪些容器中加入哪些液体及体积。

[
  {
    "sample_uuid": "",
    "well_name": "bottle_A1",
    "liquids": [{ "name": "LiPF6", "volume": 0.6 }]
  }
]

• well_name — 目标物料的 name（从资源树取，不是 id 路径）
• liquids[] — 液体列表，每条含 name（试剂名）和 volume（体积，单位由上下文决定；pylabrobot 内部统一 uL）
• sample_uuid — 样品 UUID，无样品传 ""
• 与 ResourceSlot 的区别：ResourceSlot 指向物料本身，FormulationSlot 引用物料名并附带配方信息

通过 API #12 获取资源树

curl -s -X GET "$BASE/api/v1/lab/material/download/$lab_uuid" -H "$AUTH"

注意 lab_uuid 在路径中（不是查询参数）。返回结构：

{
  "code": 0,
  "data": {
    "nodes": [
      {"name": "host_node", "uuid": "c3ec1e68-...", "type": "device", "parent": ""},
      {"name": "PRCXI", "uuid": "e249c9a6-...", "type": "device", "parent": ""},
      {"name": "PRCXI_Deck", "uuid": "fb6a8b71-...", "type": "deck", "parent": "PRCXI"}
    ],
    "edges": [...]
  }
}

• data.nodes[] — 所有节点（设备 + 物料），每个节点含 name、uuid、type、parent
• type 区分设备（device）和物料（deck、container、resource 等）
• parent 为父节点名称（空字符串表示顶级）
• 填写 Slot 时根据 placeholder 类型筛选：ResourceSlot 取非 device 节点，DeviceSlot 取 device 节点
• 创建/更新物料时：parent_uuid 取父节点的 uuid，更新目标的 uuid 取节点自身的 uuid

物料管理 API

设备 Skill 除了设备动作外，还需支持物料节点的创建和参数设定，用于在资源树中动态管理物料。

典型流程：先通过 #14 按名称查询模板 获取 res_template_uuid → 再通过 #15 创建物料 → 之后可通过 #16 更新物料 修改属性。更新时需要的 uuid 和 parent_uuid 均从 #12 资源树下载 获取。

API #14 — 按名称查询物料模板

创建物料前，需要先获取物料模板的 UUID。通过模板名称查询：

curl -s -X GET "$BASE/api/v1/lab/material/template/by-name?lab_uuid=$lab_uuid&name=<template_name>" -H "$AUTH"

返回 code: 0 时，data.uuid 即为 res_template_uuid，用于 API #15 创建物料。返回还包含 name、resource_type、handles、config_infos 等模板元信息。

模板不存在时返回 code: 10002，data 为空对象。模板名称来自资源注册表中已注册的资源类型。

API #15 — 创建物料节点

curl -s -X POST "$BASE/api/v1/edge/material/node" \
  -H "$AUTH" -H "Content-Type: application/json" \
  -d '<request_body>'

请求体：

{
  "res_template_uuid": "xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx",
  "name": "my_custom_bottle",
  "display_name": "自定义瓶子",
  "parent_uuid": "xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx",
  "type": "",
  "init_param_data": {},
  "schema": {},
  "data": {
    "liquids": [["water", 1000, "uL"]],
    "max_volume": 50000
  },
  "plate_well_datas": {},
  "plate_reagent_datas": {},
  "pose": {},
  "model": {}
}

container 的 data 格式

体积单位统一为 uL（微升）。pylabrobot 体系中所有体积值（max_volume、liquids 中的 volume）均为 uL。外部如果是 mL 需乘 1000 转换。

{
  "liquids": [["water", 1000, "uL"], ["ethanol", 500, "uL"]],
  "max_volume": 50000
}

• liquids — 液体列表，每条为 [液体名称, 体积(uL), 单位字符串]
• max_volume — 容器最大容量（uL），如 50 mL = 50000 uL

API #16 — 更新物料节点

curl -s -X PUT "$BASE/api/v1/edge/material/node" \
  -H "$AUTH" -H "Content-Type: application/json" \
  -d '<request_body>'

请求体：

{
  "uuid": "xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx",
  "parent_uuid": "xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx",
  "display_name": "新显示名称",
  "description": "新描述",
  "init_param_data": {},
  "data": {},
  "pose": {},
  "schema": {},
  "extra": {}
}

只传需要更新的字段，未传的字段保持不变。

最终目录结构

./<skill-name>/
├── SKILL.md              # API 端点 + 渐进加载指引
├── action-index.md       # 动作索引：描述/用途/核心参数
└── actions/              # 每个 action 的完整 JSON Schema
    ├── action1.json
    ├── action2.json
    └── ...