Elemental Machines přináší internet věcí do laboratorních operací, aby ušetřil miliony dolarů pro biotechnologické společnosti

Produkty internetu věcí (IoT) – jako je sprchová hlavice s reproduktorem Bluetooth nebo lednička, která si objednává věci přímo z internetu – se mohou zdát jako nezvyklé nápady na vánoční dárky. Tato společnost však našla praktický případ použití nové technologie: Elementární stroje, laboratorní operační zpravodajská platforma, má právě vynaložil milion dolarů v kole financování série B. Společnost pomáhá biotechnologickým laboratořím zefektivnit jejich provoz a potenciálně ušetřit miliony dolarů pro společnosti řízením proměnných prostředí.

Její zakladatel Sridhar Iyengar byl postgraduálním studentem Cambridgeské univerzity, když jeho doktorandský projekt narazil na nečekanou překážku: rutinní experiment, který pro svůj výzkum provedl stokrát, náhle přestal fungovat. Po měsících tahání vlasů a přemýšlení, zda bude schopen dokončit svou dizertační práci, konečně zjistil, že oddělení změnilo značku mycího prostředku na sklo, který se používal v myčkách nádobí. Tento zdánlivě bezvýznamný detail, o kterém se nepodařilo nikoho informovat, měl na experiment hluboký vliv.

Každý, kdo někdy pracoval v laboratoři, může sdílet podobný příběh: nesnesitelnou bolest ze snahy zjistit zdroje variability v jejich experimentech. Je to tak častý problém, že mezi akademiky dokonce existuje nevyslovené pravidlo: pokud experiment vyjde třikrát, publikujte ho, protože pokus o jeho opakování by otestoval vaše štěstí. Problém je v tom, že tato konvenční akademická moudrost nefunguje tak dobře v průmyslu, kde musí proces vždy fungovat správně, aby byly vyrobeny spolehlivé produkty. „Laboratoř“ prostory, které implikují experimentování na akademické půdě, jsou spíše továrnami pro biotechnologický průmysl, a proto musí dodržovat mnohem vyšší standardy kvality a reprodukovatelnosti.

Naštěstí pro Sridhara, nešťastný incident na postgraduální škole mu nezabránil stát se úspěšným zakladatelem technologického startupu, který je držitelem více než 50 patentů. Sridhar skončil v průmyslu lékařských přístrojů, kde jsou přesnost a reprodukovatelnost stejně životně důležité jako v laboratoři, ne-li více. V roce 2001 založil Aga Matrix, společnost zabývající se monitorem hladiny glukózy v krvi, která vyrábí glukometry pro obchodní značky jako CVS, TargetTGT
a KrogerKR
. Jejich monitor byl prvním zdravotnickým zařízením schváleným FDA, které bylo možné připojit přímo k vašemu smartphonu, a zahájilo tak novou éru digitálních zdravotnických technologií. Jeho druhá společnost, Minout se cílem, výrobce nositelných fitness trackerů a produktů pro chytrou domácnost, byl získán společností Fossil v roce 2015 za 260 milionů dolarů.

Od svých Misfit dnů se Sridhar vrátil do laboratoře a nyní aplikuje vše, co se naučil o vytváření senzorů a cloudových produktech, na automatizaci laboratoře. Tyto lekce nebyly vždy snadné: při výrobě glukometrů musela jeho společnost čelit téměř 20% ztrátám na straně výroby, což ji stálo miliony dolarů. Aby měli lepší kontrolu nad kvalitou výroby, potřebovali vědět, co se děje v továrně na půli světa. Byli schopni instalovat jednoduché senzory ve výrobním závodě, shromažďovat údaje o prostředí (jako je teplota a vlhkost) a korelovat tyto proměnné s kvalitou produktu, což pomohlo snížit výrobní ztráty z 20 % na méně než 1 %.

Tato zkušenost Sridhara naučila, že jakákoli laboratoř nebo výrobní prostředí by mohlo výrazně těžit z lepšího monitorování a kontroly prostředí. Tato technologie udělala za posledních 15 let velký pokrok: chytrá domácí zařízení jsou součástí našeho každodenního života, tak proč je nepřivést k zefektivnění laboratorních operací? To je to, co Elemental Machines, nejnovější společnost Sridhar, dělá: staví hardware, cloudové aplikace a analytické produkty řízené umělou inteligencí, aby pomohly vědecky řízeným podnikům zvýšit jejich efektivitu shromažďováním a získáváním významu z dat laboratorních operací. Tato technologie by mohla chybět, aby umožnila úspěch biovýroby:

„Hranice mezi laboratořemi a továrnami se stírá. A to znamená, že mnoho přístupů, které se tradičně používaly ve výrobě, se může začít používat v laboratorní práci,“ myslí si Sridhar. "Myslím, že jsme velmi dobře připraveni přinést do vesmíru nějaké nové technologie."

Elemental Machines pracuje na proaktivním vyhodnocování celého laboratorního prostředí, aby zajistila, že týmy, procesy a vybavení jsou využívány co nejefektivnějším způsobem. Některé přístroje mohou být například používány častěji než jiné, což vyžaduje častější kalibraci. Chladnička nejblíže laboratorní lavici se může otevírat častěji, což vede ke kolísání teploty. Všechny tyto proměnné lze měřit pomocí senzorů umístěných po celé laboratoři a vytvořit tak chytrou laboratorní infrastrukturu pro sběr dat, kterou lze využít k optimalizaci využití zdrojů. K dnešnímu dni společnost Elemental Machines podpořila více než 500 zákazníků z oblasti biologických věd a není žádným překvapením, že prvními uživateli technologie chytrých laboratoří jsou špičkové společnosti zabývající se syntetickou biologií, jako je např. Ginkgo Bioworks.

„V roce 2020 začala společnost Ginkgo Bioworks využívat vzdálené monitorování Elemental Machines. To nám umožňuje sledovat stav našich chladírenských jednotek pohledem na dobu cyklu kompresoru a také na počet otevření dveří,“ řekla Anna Greenswag, vrchní manažerka laboratorních operací ve společnosti Ginkgo Bioworks. „Dokázali jsme snadno propojit výstrahy Elemental Machines do našeho oznamovacího procesu, takže problémy lze rychle řešit. Jak jsme rostli, Elemental Machines dokázala držet tempo a rozsah podle potřeby. Elemental Machines je otevřená komunikačním kontaktním bodům, jak to Ginkgo potřebuje, a zajímá se o další způsoby, jak prozkoumat podporu řízení laboratoře.

Potenciální dopad implementace technologií inteligentních laboratoří se však neomezuje pouze na průmysl syntetické biologie. Elemental Machines plánuje použít 41 milionů dolarů získaných v posledním kole financování na podporu komerčního růstu v oblasti výzkumu, klinických služeb a laboratorních služeb pro kontrolu kvality a také na podporu souvisejících oborů, jako je výroba, věda o materiálech, potravinářská technologie, ag tech a další. průmyslová odvětví. „Jsme nadšeni, že můžeme stavět na obrovském úspěchu, kterého jsme dosáhli v oblasti výzkumu a vývoje. Věříme, že naše technologická platforma je připravena transformovat provozní prostředí připojením téměř jakéhokoli fyzického aktiva ke cloudu, a tím uvolnit operátory, aby se mohli soustředit na strategičtější iniciativy,“ řekl Sridhar v prohlášení. tisková zpráva.

Laboratoř připojená ke cloudu se snáze monitoruje v podmínkách vzdálené práce a může pomoci snížit lidskou chybu. Pro laboratoře GMP to může snížit náklady na dodržování předpisů, optimalizovat provozní efektivitu a zvýšit návratnost investic do biovýroby. Elemental Machines mohou také pomoci laboratořím implementovat zelené iniciativy snížit ekologickou stopu svého výzkumu. A možná v budoucnu bude schopen diagnostikovat a opravit problémy bez lidského zásahu. Autonomní systémy jsou integrálním aspektem čtvrté průmyslové revoluce, která mění prostředí výzkumu a vývoje. Zefektivněním všedních laboratorních úkolů, jako je kontrola teplot, by to mohlo vědcům umožnit soustředit se na „velký obrázek“.

Automatizace laboratoří je možná méně sexy než nositelná zařízení. Sridhar však vidí potenciál obrovského dopadu tím, že přinese technologie Průmyslu 4.0 do podniků založených na vědě. S tlakem na zvýšení americké biovýrobní kapacity jsou investice do automatizace, komunikace mezi stroji a analytiky řízené umělou inteligencí zásadní pro získání konkurenční výhody. Elemental Machines je svým způsobem jako monitor zdraví – ale pro vaši laboratoř, a stejně jako ostatní sledovací zařízení, může pomoci posunout vaši laboratoř do nových výšin.

Děkuji Katia Tarasava pro další výzkum a zprávy o tomto článku. Jsem zakladatelem SynBioBeta a některé společnosti, o kterých píšu, jako je Ginkgo Bioworks, jsou sponzory Konference SynBioBeta a týdenní přehled.