Elemental Machines prináša internet vecí do laboratórnych operácií, aby ušetrili milióny dolárov pre biotechnologické spoločnosti

Produkty internetu vecí (IoT) – ako napríklad sprchová hlavica s reproduktorom Bluetooth alebo chladnička, ktorá si objednáva veci priamo z internetu – sa môžu zdať ako nezvyčajné nápady na darčeky na dovolenku. Táto spoločnosť však našla praktický prípad použitia novej technológie: Elementárne stroje, laboratórna prevádzková spravodajská platforma, má práve zvýšil milión USD o 41 v kole financovania série B. Spoločnosť pomáha biotechnologickým laboratóriám zefektívniť ich prevádzku a potenciálne ušetriť milióny dolárov spoločnostiam vďaka kontrole premenných prostredia.

Jeho zakladateľ Sridhar Iyengar bol postgraduálnym študentom na Cambridgeskej univerzite, keď jeho doktorandský projekt narazil na neočakávanú prekážku: rutinný experiment, ktorý pre svoj výskum vykonal stokrát, zrazu prestal fungovať. Po mesiacoch ťahania za vlasy a premýšľania, či bude schopný dokončiť svoju dizertačnú prácu, konečne zistil, že oddelenie zmenilo značku umývacieho prostriedku na sklo, ktorý sa používal v umývačkách riadu. Tento zdanlivo bezvýznamný detail, o ktorom obstarávanie nikoho neinformovalo, mal hlboký vplyv na experiment.

Každý, kto niekedy pracoval v laboratóriu, môže zdieľať podobný príbeh: neznesiteľnú bolesť pri pokuse zistiť zdroje variability v ich experimentoch. Je to taký častý problém, že medzi akademikmi dokonca existuje nevyslovené pravidlo: ak experiment vyjde trikrát, zverejnite ho, pretože pokus o jeho zopakovanie by otestoval vaše šťastie. Problém je v tom, že táto konvenčná akademická múdrosť nefunguje tak dobre v priemysle, kde proces musí vždy fungovať správne, aby sa vyrobili spoľahlivé produkty. „Laboratórne“ priestory, ktoré zahŕňajú experimentovanie na akademickej pôde, sú skôr továrňami pre biotechnologický priemysel, a preto musia dodržiavať oveľa vyššie štandardy kvality a reprodukovateľnosti.

Našťastie pre Sridhara, nešťastný incident na vysokej škole mu nezabránil stať sa úspešným zakladateľom technologického startupu, ktorý vlastní viac ako 50 patentov. Sridhar skončil v priemysle zdravotníckych pomôcok, kde sú presnosť a reprodukovateľnosť rovnako životne dôležité ako v laboratóriu, ak nie ešte viac. V roku 2001 založil Aga Matrix, spoločnosť na monitorovanie hladiny glukózy v krvi, ktorá vyrába glukomery pre obchodné značky ako CVS, TargetTGT
a KrogerKR
. Ich monitor bol prvým zdravotníckym zariadením schváleným FDA, ktoré sa dalo pripojiť priamo k vášmu smartfónu, čím sa začala nová éra digitálnych zdravotníckych technológií. Jeho druhá spoločnosť, minúť sa cieľom, výrobcu nositeľných fitness zariadení a produktov pre inteligentnú domácnosť, získala spoločnosť Fossil v roku 2015 za 260 miliónov dolárov.

Od čias Misfitu sa Sridhar vrátil do laboratória a všetko, čo sa naučil o budovaní senzorov a produktov prepojených s cloudom, teraz aplikuje na automatizáciu laboratórií. Tieto lekcie neboli vždy jednoduché: pri výrobe glukózových monitorov musela jeho spoločnosť čeliť takmer 20% stratám na strane výroby, čo ju stálo milióny dolárov. Aby mali lepšiu kontrolu nad kvalitou výroby, potrebovali vedieť, čo sa deje v továrni na polceste sveta. Dokázali nainštalovať jednoduché senzory vo výrobnom zariadení, zhromažďovať údaje o prostredí (ako je teplota a vlhkosť) a korelovať tieto premenné s kvalitou produktu, čo pomohlo znížiť výrobné straty z 20 % na menej ako 1 %.

Táto skúsenosť naučila Sridhara je, že každé laboratórium alebo výrobné prostredie by mohlo výrazne profitovať zo zlepšeného monitorovania a kontroly životného prostredia. Táto technológia urobila za posledných 15 rokov veľký pokrok: inteligentné domáce zariadenia sú súčasťou nášho každodenného života, tak prečo ich nepriviesť k zefektívneniu laboratórnych operácií? To je to, čo robí Elemental Machines, najnovšia spoločnosť Sridhar: vytvára hardvér, cloudové aplikácie a analytické produkty riadené AI, aby pomohli vedecky orientovaným podnikom zvýšiť ich efektivitu zhromažďovaním a extrahovaním významu z údajov o laboratórnych operáciách. Táto technológia by mohla chýbať, aby umožnila úspech biovýroby:

„Hranica medzi laboratóriami a továrňami sa stiera. A to znamená, že veľa prístupov, ktoré sa tradične používali vo výrobe, sa môže začať používať v laboratórnej práci,“ myslí si Sridhar. "Myslím si, že máme veľmi dobrú pozíciu na to, aby sme do vesmíru priniesli nejaké nové technológie."

Elemental Machines pracuje na proaktívne vyhodnocovaní celého laboratórneho prostredia, aby sa zabezpečilo, že tímy, procesy a vybavenie budú využívané najefektívnejším možným spôsobom. Napríklad niektoré prístroje sa môžu používať častejšie ako iné, čo si vyžaduje častejšiu kalibráciu. Chladnička najbližšie k laboratórnemu stolu sa môže otvárať častejšie, čo vedie k teplotným výkyvom. Všetky tieto premenné je možné merať pomocou senzorov umiestnených v celom laboratóriu, čím sa vytvorí inteligentná laboratórna infraštruktúra na zber údajov, ktorú možno využiť na optimalizáciu využívania zdrojov. K dnešnému dňu spoločnosť Elemental Machines podporila viac ako 500 zákazníkov v oblasti biologických vied a nie je žiadnym prekvapením, že prvými používateľmi inteligentnej laboratórnej technológie sú špičkové spoločnosti v oblasti syntetickej biológie, ako napr. Ginkgo Bioworks.

„V roku 2020 začala spoločnosť Ginkgo Bioworks využívať vzdialené monitorovanie od Elemental Machines. To nám umožňuje sledovať stav našich chladiarenských jednotiek tak, že sa pozrieme na čas cyklu kompresora, ako aj na počet otvorení dverí,“ povedala Anna Greenswag, vrchná manažérka laboratórnych operácií v Ginkgo Bioworks. „Dokázali sme jednoducho pripojiť výstrahy Elemental Machines do nášho procesu oznamovania, aby bolo možné problémy rýchlo riešiť. Ako sme rástli, Elemental Machines dokázala držať tempo a rozsah podľa potreby. Spoločnosť Elemental Machines je otvorená kontaktným bodom komunikácie podľa potreby Ginkga a zaujíma sa o iné spôsoby, ako preskúmať podporu riadenia laboratórií.

Potenciálny vplyv implementácie inteligentných laboratórnych technológií sa však neobmedzuje len na priemysel syntetickej biológie. Elemental Machines plánuje použiť 41 miliónov dolárov vyzbieraných v poslednom kole financovania na podporu komerčného rastu v oblasti výskumu, klinických služieb a laboratórnych služieb kontroly kvality, ako aj na podporu súvisiacich oblastí, ako je výroba, materiálová veda, potravinárska technológia, ag tech a ďalšie. odvetvia. „Sme nadšení, že môžeme stavať na obrovskom úspechu, ktorý sme dosiahli v oblasti výskumu a vývoja. Veríme, že naša technologická platforma je pripravená transformovať operačné prostredia prepojením takmer akéhokoľvek fyzického majetku s cloudom, čím operátorom umožní sústrediť sa na strategickejšie iniciatívy,“ povedal Sridhar. tlačová správa.

Laboratórium prepojené s cloudom sa ľahšie monitoruje v podmienkach vzdialenej práce a môže pomôcť znížiť ľudskú chybu. Laboratóriám GMP to môže znížiť náklady na dodržiavanie predpisov, optimalizovať prevádzkovú efektivitu a zvýšiť návratnosť investícií do biovýroby. Elemental Machines môže tiež pomôcť laboratóriám implementovať zelené iniciatívy znížiť environmentálnu stopu svojho výskumu. A možno v budúcnosti bude schopný diagnostikovať a opraviť problémy bez ľudského zásahu. Autonómne systémy sú neoddeliteľnou súčasťou štvrtej priemyselnej revolúcie, ktorá mení prostredie výskumu a vývoja. Zefektívnením bežných laboratórnych úloh, ako je napríklad kontrola teplôt, by sa vedci mohli sústrediť na „veľký obraz“.

Laboratórna automatizácia je možno menej sexi ako nositeľné zariadenia. Sridhar však vidí potenciál obrovského vplyvu v tom, že prinesie technológie Industry 4.0 do podnikov založených na vede. S úsilím o zvýšenie biovýrobnej kapacity v USA sú investície do automatizácie, komunikácie medzi strojmi a analýzy riadenej AI rozhodujúce pre získanie konkurenčnej výhody. Elemental Machines je istým spôsobom ako monitor zdravia – ale pre vaše laboratórium, ako aj iné sledovače, môže pomôcť posunúť vaše laboratórium do nových výšin.

Ďakujem Katia Tarasava pre ďalší výskum a správy o tomto článku. Som zakladateľom SynBioBeta a niektoré spoločnosti, o ktorých píšem, ako napríklad Ginkgo Bioworks, sú sponzormi Konferencia SynBioBeta a týždenný prehľad.