Elemental Machines запроваджує Інтернет речей у лабораторні роботи, щоб заощадити мільйони доларів для біотехнологічних компаній

Продукти Інтернету речей (IoT), як-от динамік Bluetooth або холодильник, який замовляє речі безпосередньо з Інтернету, можуть здатися химерними ідеями святкових подарунків. Але ця компанія знайшла практичне застосування нової технології: Елементарні машини, платформа аналізу лабораторних операцій, щойно підняли $ 41 мільйонів у раунді фінансування серії B. Компанія допомагає біотехнологічним лабораторіям оптимізувати свою роботу та потенційно заощадити мільйони доларів для компаній, контролюючи змінні середовища.

Його засновник, Шрідхар Айєнгар, був аспірантом Кембриджського університету, коли його кандидатська робота натрапила на неочікувану перешкоду: рутинний експеримент, який він проводив сто разів для свого дослідження, раптово перестав працювати. Після кількох місяців тягання за волосся та роздумів, чи зможе він завершити свою дисертацію, він нарешті дізнався, що департамент змінив бренд миючого засобу для скляного посуду, який використовувався в його посудомийних машинах. Ця, здавалося б, незначна деталь, про яку нікому не повідомили в закупівлях, сильно вплинула на експеримент.

Будь-хто, хто коли-небудь працював у лабораторії, може поділитися подібною історією: нестерпним болем від спроб з’ясувати джерела мінливості в своїх експериментах. Це настільки поширена проблема, що серед науковців існує навіть негласне правило: якщо експеримент спрацював тричі, опублікуйте його, тому що спроба повторити його ще раз означатиме випробування вашої долі. Проблема полягає в тому, що ця загальноприйнята академічна думка не дуже добре працює в промисловості, де кожен раз процес має працювати правильно, щоб створювати надійні продукти. «Лабораторії», які передбачають експерименти в академічних колах, більше схожі на фабрики для біотехнологічної промисловості, тому вони повинні відповідати значно вищим стандартам якості та відтворюваності.

На щастя для Шрідхара, невдалий інцидент в аспірантурі не завадив йому стати успішним засновником технологічного стартапу, який має понад 50 патентів. Шрідхар опинився в індустрії медичних приладів, де точність і відтворюваність так само життєво важливі, як і в лабораторії, якщо не більше. У 2001 році заснував Ага Матриця, компанія з вимірювання рівня глюкози в крові, яка виробляє глюкометри для торгових марок, таких як CVS, TargetTGT
і КрогерKR
. Їхній монітор був першим медичним пристроєм, схваленим FDA, який можна було підключити безпосередньо до вашого смартфона, відкривши нову еру цифрових технологій охорони здоров’я. Його друга компанія, Невдаха, виробник носимих фітнес-трекерів і продуктів для розумного дому, був придбаний компанією Fossil у 2015 році за 260 мільйонів доларів.

З часів Misfit Шрідхар повернувся до лабораторії і зараз застосовує все, що він дізнався про створення датчиків і продуктів, підключених до хмари, для автоматизації лабораторії. Ці уроки не завжди були легкими: під час виробництва моніторів рівня глюкози його компанії довелося зіткнутися з втратами близько 20% виробництва, що коштувало їй мільйони доларів. Щоб мати кращий контроль над якістю виробництва, їм потрібно було знати, що відбувається на фабриці на півдорозі світу. Вони змогли встановити прості датчики на виробничому підприємстві, зібрати дані про навколишнє середовище (такі як температура та вологість) і співвіднести ці змінні з якістю продукції, що допомогло знизити втрати виробництва з 20% до менш ніж 1%.

Цей досвід навчив Шрідхара тому, що будь-яка лабораторія чи виробниче середовище може отримати значну користь від покращеного моніторингу та контролю навколишнього середовища. Технологія значно прогресувала за останні 15 років: розумні домашні пристрої є частиною нашого повсякденного життя, то чому б не використати їх для оптимізації лабораторних операцій? Саме цим займається Elemental Machines, остання компанія Шрідхара: вони створюють апаратне забезпечення, хмарні додатки та аналітичні продукти на основі штучного інтелекту, щоб допомогти науковим підприємствам підвищити свою ефективність, збираючи та витягаючи значення з даних лабораторних операцій. Цій технології може бракувати, щоб забезпечити успіх біовиробництва:

«Межа між лабораторіями та фабриками стирається. А це означає, що багато підходів, які традиційно використовувалися у виробництві, можуть почати використовуватися в лабораторних роботах», — вважає Шрідхар. «Я вважаю, що ми маємо добрі можливості для впровадження нових технологій у космос».

Elemental Machines працює над тим, щоб проактивно оцінювати все лабораторне середовище, щоб переконатися, що команди, процеси та обладнання використовуються найбільш ефективним способом. Наприклад, деякі прилади можуть використовуватися частіше, ніж інші, що вимагає більш частого калібрування. Холодильник, найближчий до лабораторного столу, може відкриватися частіше, що призводить до коливань температури. Усі ці змінні можна виміряти за допомогою датчиків, розміщених по всій лабораторії, створюючи інтелектуальну інфраструктуру лабораторії для збору даних, яку можна використовувати для оптимізації використання ресурсів. На сьогоднішній день Elemental Machines обслуговує понад 500 клієнтів у сфері наук про життя, і не дивно, що першими, хто прийняв технологію розумних лабораторій, є передові компанії синтетичної біології, такі як Біопраці Гінкго.

«У 2020 році Ginkgo Bioworks почала використовувати віддалений моніторинг Elemental Machines. Це дає нам змогу спостерігати за справністю наших холодильних камер, дивлячись на тривалість циклу компресора, а також на кількість відкриттів дверей», — сказала Анна Грінсуаг, старший менеджер з лабораторних операцій Ginkgo Bioworks. «Ми змогли легко підключити сповіщення Elemental Machines до нашого процесу сповіщень, щоб проблеми можна було швидко вирішувати. У міру того, як ми зростали, Elemental Machines змогла йти в ногу з темпом і масштабуватися за потреби. Elemental Machines відкрита до комунікаційних точок, які потрібні Ginkgo, і зацікавлена ​​в інших шляхах вивчення підтримки управління лабораторією».

Але потенційний вплив впровадження технологій розумних лабораторій не обмежується лише промисловістю синтетичної біології. Elemental Machines планує використати 41 мільйон доларів, зібраних під час останнього раунду фінансування, для сприяння комерційному зростанню досліджень, клінічних послуг і послуг лабораторій контролю якості, а також підтримки суміжних галузей, таких як виробництво, матеріалознавство, харчові технології, сільськогосподарські технології та інші. промисловості. «Ми раді розвивати надзвичайний успіх, якого ми досягли в сфері досліджень і розробок. Ми віримо, що наша технологічна платформа готова трансформувати операційне середовище, підключаючи майже будь-які фізичні активи до хмари, і таким чином звільняє операторів зосередитися на більш стратегічних ініціативах», – сказав Шрідхар у прес-реліз.

Лабораторію, підключену до хмари, легше контролювати в умовах віддаленої роботи, і вона може допомогти зменшити людські помилки. Для лабораторій GMP це може зменшити витрати на відповідність вимогам, оптимізувати операційну ефективність і підвищити рентабельність інвестицій біовиробництва. Elemental Machines також може допомогти лабораторіям упровадити зелені ініціативи зменшити екологічний слід своїх досліджень. І, можливо, у майбутньому він зможе діагностувати та виправляти проблеми без втручання людини. Автономні системи є невід’ємним аспектом Четвертої промислової революції, яка трансформує середовище досліджень і розробок. Завдяки оптимізації звичайних лабораторних завдань, таких як перевірка температури, це може звільнити вчених зосередитися на «загальній картині».

Автоматизація лабораторії, мабуть, менш сексуальна, ніж носіння. Але Шрідхар бачить потенціал для величезного впливу, запровадивши технології Індустрії 4.0 на наукові підприємства. У зв’язку зі збільшенням потужностей біовиробництва в США інвестиції в автоматизацію, міжмашинний зв’язок і аналітику на основі штучного інтелекту мають вирішальне значення для отримання конкурентної переваги. У певному сенсі Elemental Machines схожий на монітор здоров’я, але для вашої лабораторії, як і інші трекери, може допомогти підняти вашу лабораторію на нові висоти.

Спасибі Катя Тарасава для додаткових досліджень і звітів щодо цієї статті. Я є засновником SynBioBeta, і деякі компанії, про які я пишу, як-от Ginkgo Bioworks, є спонсорами Конференція SynBioBeta та дайджест щотижня.