Elemental Machines въвежда Интернет на нещата в лабораторните операции, за да спести милиони долари за биотехнологичните компании

Продуктите на Интернет на нещата (IoT) – като Bluetooth високоговорител за душ или хладилник, който поръчва неща директно от интернет – може да изглеждат като измамни идеи за празнични подаръци. Но тази компания намери практическа употреба на новата технология: Елементални машини, платформа за разузнаване на лабораторни операции, току-що набра $ 41 милиона в кръг на финансиране от серия B. Компанията помага на биотехнологичните лаборатории да рационализират своите операции и потенциално спестяват милиони долари на компаниите, като контролират променливите на околната среда.

Неговият основател Шридхар Айенгар е бил студент в Кеймбриджкия университет, когато неговият докторантски проект се натъква на неочаквано препятствие: рутинен експеримент, който той е извършвал сто пъти за своето изследване, внезапно спря да работи. След месеци на скубане на коси и чудене дали ще успее да завърши дисертацията си, той най-накрая разбра, че отделът е сменил марката препарат за стъклени съдове, който е използван в съдомиялните машини. Тази на пръв поглед незначителна подробност, за която отделът за обществени поръчки не е успял да информира никого, оказа дълбок ефект върху експеримента.

Всеки, който някога е работил в лабораторията, може да сподели подобна история: мъчителната болка от опитите да разберат източниците на променливост в своите експерименти. Това е толкова често срещан проблем, че дори има негласно правило сред академиците: ако експериментът работи три пъти, публикувайте го, защото опитът да го възпроизведете отново би изпитал късмета ви. Проблемът е, че тази конвенционална академична мъдрост не работи толкова добре в индустрията, където процесът трябва да работи правилно всеки път, за да се направят надеждни продукти. „Лабораторните“ пространства, които предполагат експериментиране в академичните среди, са по-скоро като фабрики за биотехнологичната индустрия и следователно трябва да се придържат към много по-високи стандарти за качество и възпроизводимост.

За щастие на Sridhar, злощастният инцидент в следдипломното училище не му попречи да стане успешен основател на технологичен стартъп, който притежава над 50 патента. Шридхар се озовава в индустрията за медицински изделия, където прецизността и възпроизводимостта са също толкова жизненоважни, колкото и в лабораторията, ако не и повече. През 2001 г. той основава Aga Matrix, компания за измерване на кръвна захар, която произвежда глюкомери за марки магазини като CVS, TargetTGT
и КрогерKR
. Техният монитор беше първото одобрено от FDA медицинско устройство, което можеше да се свърже директно с вашия смартфон, поставяйки началото на нова ера на цифровите здравни технологии. Втората му компания, стои зле, производител на носими устройства за фитнес проследяване и продукти за интелигентен дом, беше придобит от Fossil през 2015 г. за 260 милиона долара.

От дните си на Misfit Шридхар се върна в лабораторията и сега прилага всичко, което е научил за изграждането на сензори и продукти, свързани с облака, към автоматизацията на лабораторията. Тези уроци не винаги са били лесни: докато произвежда глюкозни монитори, неговата компания трябваше да се сблъска с близо 20% загуби от страна на производството, което им струва милиони долари. За да имат по-добър контрол върху качеството на производството, те трябваше да знаят какво се случва във фабриката по средата на света. Те успяха да инсталират прости сензори в производственото съоръжение, да съберат данни за околната среда (като температура и влажност) и да свържат тези променливи с качеството на продукта, което помогна за намаляване на производствените загуби от 20% до по-малко от 1%.

Това, на което Шридхар научи този опит, е, че всяка лаборатория или производствена среда може да извлече голяма полза от подобрен мониторинг и контрол на околната среда. Технологията постигна голям напредък през последните 15 години: интелигентните домашни устройства са част от нашето ежедневие, така че защо да не ги използваме за рационализиране на лабораторните операции? Това е, което прави Elemental Machines, най-новата компания на Sridhar: те изграждат хардуер, облачни приложения и аналитични продукти, управлявани от AI, за да помогнат на ръководените от науката предприятия да повишат ефективността си чрез събиране и извличане на значение от данни за лабораторни операции. Тази технология може да липсва, за да позволи успеха на биопроизводството:

„Границата между лаборатории и фабрики се размива. А това означава, че много от подходите, които традиционно са били използвани в производството, могат да започнат да се използват в лабораторната работа“, смята Шридхар. „Мисля, че сме в много добра позиция да внесем някои нови технологии в космоса.“

Elemental Machines работи за проактивна оценка на цялата лабораторна среда, за да гарантира, че екипите, процесите и оборудването се използват по възможно най-ефективния начин. Например, някои инструменти може да се използват по-често от други, което изисква по-често калибриране. Хладилникът, който е най-близо до лабораторната маса, може да се отваря по-често, което води до температурни колебания. Всички тези променливи могат да бъдат измерени с помощта на сензори, разположени в цялата лаборатория, създавайки интелигентна лабораторна инфраструктура за събиране на данни, която може да се използва за оптимизиране на използването на ресурсите. Към днешна дата Elemental Machines е подкрепила над 500 клиенти в областта на науките за живота и не е изненадващо, че първите осиновители на интелигентната лабораторна технология са авангардните компании за синтетична биология като напр. Ginkgo Bioworks.

„През 2020 г. Ginkgo Bioworks започна да използва дистанционното наблюдение на Elemental Machines. Това ни позволява да наблюдаваме изправността на нашите хладилни камери, като гледаме времето на цикъла на компресора, както и броя на отварянията на вратите,” каза Анна Грийнсуаг, старши мениджър на лабораторни операции в Ginkgo Bioworks. „Успяхме лесно да свържем сигналите на Elemental Machines в нашия процес на уведомяване, така че проблемите да могат да бъдат адресирани бързо. С израстването ни Elemental Machines успя да поддържа темпото и да се мащабира според нуждите. Elemental Machines е отворена за комуникационни допирни точки, необходими на Ginkgo, и се интересува от други пътища за изследване на подпомагането на лабораторното управление.“

Но потенциалното въздействие от прилагането на интелигентни лабораторни технологии не се ограничава само до индустрията на синтетичната биология. Elemental Machines планира да използва 41 милиона долара, набрани в последния кръг на финансиране, за да подхранва търговския растеж в изследователски, клинични и лабораторни услуги за контрол на качеството, както и да подкрепи свързани области като производство, наука за материалите, хранителни технологии, земеделски технологии и други индустрии. „Развълнувани сме да надградим върху огромния успех, който постигнахме в областта на научноизследователската и развойна дейност. Вярваме, че нашата технологична платформа е готова да трансформира оперативните среди, като свързва почти всеки физически актив с облака и по този начин освобождава операторите да се съсредоточат върху по-стратегически инициативи“, каза Шридхар в съобщение за печата.

Лаборатория, свързана с облак, е по-лесна за наблюдение в условия на дистанционна работа и може да помогне за намаляване на човешките грешки. За GMP лабораториите може да намали разходите им за съответствие, да оптимизира оперативната ефективност и да увеличи възвръщаемостта на инвестициите в биопроизводството. Elemental Machines също може да помогне на лабораториите да внедрят зелени инициативи да намалят екологичния отпечатък от своите изследвания. И може би в бъдеще ще може да диагностицира и коригира проблеми без човешка намеса. Автономните системи са неразделна част от Четвъртата индустриална революция, която трансформира среди за изследвания и разработки. Чрез рационализиране на обикновените лабораторни задачи, като проверка на температурите, това може да освободи учените да се съсредоточат върху „голямата картина“.

Лабораторната автоматизация е може би по-малко секси от носимите устройства. Но Шридхар вижда потенциала за огромно въздействие чрез въвеждането на технологиите на Индустрия 4.0 в ръководени от науката предприятия. С натиска за увеличаване на капацитета за биопроизводство в САЩ, инвестициите в автоматизация, комуникация между машини и анализи, управлявани от AI, са от решаващо значение за получаване на конкурентно предимство. В известен смисъл Elemental Machines е като здравен монитор – но за вашата лаборатория, както и другите тракери, може да помогне да издигнете лабораторията ви до нови висоти.

Благодаря ви за Катя Тарасава за допълнителни изследвания и докладване на тази статия. Аз съм основателят на SynBioBeta и някои от компаниите, за които пиша, като Ginkgo Bioworks, са спонсори на Конференция SynBioBeta намлява седмичен дайджест.