Elemental Machines اینترنت اشیاء را به عملیات آزمایشگاهی می آورد تا میلیون ها دلار برای شرکت های بیوتکنولوژی صرفه جویی کند.

محصولات اینترنت اشیاء (IoT) – مانند سر دوش بلندگوی بلوتوثی یا یخچالی که مستقیماً از اینترنت سفارش می‌دهد – ممکن است ایده‌های حیله‌ای برای هدیه تعطیلات به نظر برسد. اما این شرکت یک مورد کاربردی کاربردی برای فناوری جدید پیدا کرده است: ماشین آلات عنصری، یک پلت فرم اطلاعات عملیات آزمایشگاهی، به تازگی $ 41 میلیون دلار افزایش یافته است در دور سرمایه گذاری سری B. این شرکت به آزمایشگاه‌های بیوتکنولوژی کمک می‌کند تا عملیات خود را ساده کنند و با کنترل متغیرهای محیطی میلیون‌ها دلار برای شرکت‌ها پس‌انداز کنند.

بنیانگذار آن، سریدار آیینگار، دانشجوی فارغ التحصیل دانشگاه کمبریج بود که پروژه دکترای او به یک مانع غیرمنتظره برخورد کرد: آزمایش معمولی که او صدها بار برای تحقیقاتش انجام داده بود، ناگهان از کار افتاد. پس از ماه‌ها کشیدن مو و فکر کردن به اینکه آیا او می‌تواند کار پایان‌نامه‌اش را کامل کند، سرانجام متوجه شد که دپارتمان برند مواد شوینده ظروف شیشه‌ای را که در ماشین‌های ظرفشویی خود استفاده می‌کرده، تغییر داده است. آن جزئیات به ظاهر ناچیز که تدارکات نتوانسته بود کسی را از آن مطلع کند، تأثیر عمیقی بر آزمایش داشت.

هر کسی که تا به حال در آزمایشگاه کار کرده است می تواند داستان مشابهی را به اشتراک بگذارد: درد طاقت فرسای تلاش برای کشف منابع تغییرپذیری در آزمایشات خود. این یک مشکل رایج است که حتی یک قانون ناگفته در بین دانشگاهیان وجود دارد: اگر آزمایش سه بار جواب داد، آن را منتشر کنید، زیرا تلاش برای تکرار مجدد آن شانس شما را می‌آزماید. مشکل این است که این خرد متعارف آکادمیک در صنعتی که فرآیند باید هر بار درست کار کند تا محصولات قابل اعتماد تولید شود، چندان خوب کار نمی کند. فضاهای "آزمایشگاه" که به آزمایش در دانشگاه دلالت دارند، بیشتر شبیه کارخانه‌های صنعت بیوتکنولوژی هستند و بنابراین باید استانداردهای کیفیت و تکرارپذیری بسیار بالاتری را رعایت کنند.

خوشبختانه برای سریدار، حادثه ناگوار مدرسه فارغ التحصیل او را از تبدیل شدن به یک مؤسس موفق استارتاپ فناوری که دارای بیش از 50 پتنت است، باز نداشت. Sridhar در نهایت به صنعت تجهیزات پزشکی رسید که در آن دقت و تکرارپذیری به همان اندازه در آزمایشگاه اهمیت دارد، اگر نه بیشتر. در سال 2001 تاسیس کرد آگاماتریکس، یک شرکت نظارت بر قند خون که قند سنج را برای مارک های فروشگاهی مانند CVS، Target تولید می کند.TGT
، و کروگرKR
. مانیتور آنها اولین دستگاه پزشکی مورد تایید FDA بود که می‌توانست مستقیماً به تلفن هوشمند شما متصل شود و عصر جدیدی از فناوری‌های سلامت دیجیتال را آغاز کند. شرکت دوم او، غیر متجانس با محیط، سازنده دستگاه های ردیاب تناسب اندام پوشیدنی و محصولات خانه هوشمند، در سال 2015 توسط فسیل به مبلغ 260 میلیون دلار خریداری شد.

از زمان نامناسب بودن، سریدار به آزمایشگاه برگشته است و اکنون همه چیزهایی را که در مورد ساخت حسگرها و محصولات متصل به ابر آموخته است، در اتوماسیون آزمایشگاه به کار می برد. این درس‌ها همیشه آسان نبودند: در حین ساخت نمایشگرهای گلوکز، شرکت او مجبور بود با ضرری نزدیک به 20 درصد در بخش تولید مواجه شود که میلیون‌ها دلار برای آنها هزینه داشت. برای اینکه کنترل بهتری بر کیفیت تولید داشته باشند، باید بدانند در نیمه راه در سراسر جهان در کارخانه چه اتفاقی می افتد. آنها توانستند حسگرهای ساده ای را در مرکز تولید نصب کنند، داده های محیطی (مانند دما و رطوبت) را جمع آوری کنند و این متغیرها را با کیفیت محصول مرتبط کنند که به کاهش تلفات تولید از 20٪ به کمتر از 1٪ کمک کرد.

آنچه آن تجربه به سریدار آموخت این بود که هر آزمایشگاه یا محیط تولیدی می‌تواند از نظارت و کنترل محیطی بهبودیافته بهره‌مند شود. این فناوری در 15 سال گذشته پیشرفت زیادی کرده است: دستگاه‌های خانه هوشمند بخشی از زندگی روزمره ما هستند، پس چرا آنها را به ساده‌سازی عملیات آزمایشگاهی نمی‌آوریم؟ این همان کاری است که Elemental Machines، جدیدترین شرکت Sridhar انجام می‌دهد: آنها در حال ساخت سخت‌افزار، برنامه‌های کاربردی ابری، و محصولات تحلیلی مبتنی بر هوش مصنوعی هستند تا به شرکت‌های علم محور کمک کنند تا با جمع‌آوری و استخراج معنا از داده‌های عملیات آزمایشگاه، کارایی خود را افزایش دهند. این فناوری ممکن است برای موفقیت در تولید زیستی از دست رفته باشد:

«خط بین آزمایشگاه ها و کارخانه ها محو شده است. و معنی آن این است که بسیاری از رویکردهایی که به طور سنتی در تولید مورد استفاده قرار می‌گرفتند، می‌توانند در کارهای آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گیرند.» من فکر می کنم که ما در موقعیت بسیار خوبی برای آوردن برخی فناوری های جدید به فضا هستیم.

Elemental Machines برای ارزیابی فعال محیط آزمایشگاهی کار می کند تا اطمینان حاصل کند که تیم ها، فرآیندها و تجهیزات به کارآمدترین روش ممکن استفاده می شوند. به عنوان مثال، برخی از ابزارها ممکن است بیشتر از سایر ابزارها استفاده شوند که نیاز به کالیبراسیون مکرر دارند. یخچال و فریزر نزدیک به نیمکت آزمایشگاه ممکن است بیشتر باز شود و منجر به نوسانات دما شود. همه این متغیرها را می توان با استفاده از حسگرهایی که در سراسر آزمایشگاه قرار داده شده اند اندازه گیری کرد و یک زیرساخت آزمایشگاهی هوشمند برای جمع آوری داده ها ایجاد کرد که می تواند برای بهینه سازی استفاده از منابع مورد استفاده قرار گیرد. تا به امروز، Elemental Machines بیش از 500 مشتری علوم زیستی را پشتیبانی کرده است، و جای تعجب نیست که اولین پذیرندگان فناوری آزمایشگاه هوشمند، شرکت‌های زیست‌شناسی مصنوعی پیشرفته مانند جینکو Bioworks.

در سال 2020، Ginkgo Bioworks شروع به استفاده از نظارت از راه دور Elemental Machines کرد. آنا گرینسواگ، مدیر ارشد عملیات آزمایشگاهی در Ginkgo Bioworks گفت: این ما را قادر می‌سازد تا با نگاه کردن به زمان چرخه کمپرسور و همچنین مشاهده تعداد دهانه‌های درب، سلامت واحدهای سردخانه خود را تماشا کنیم. "ما توانستیم به راحتی هشدارهای Elemental Machines را به فرآیند اعلان خود متصل کنیم تا بتوانیم به سرعت به مشکلات رسیدگی کنیم. همانطور که ما رشد کرده ایم، Elemental Machines توانسته است سرعت و مقیاس خود را در صورت نیاز حفظ کند. Elemental Machines در صورت نیاز Ginkgo به نقاط تماس ارتباطی باز است و به راه‌های دیگر برای کشف پشتیبانی از مدیریت آزمایشگاهی علاقه دارد.

اما تأثیر بالقوه پیاده‌سازی فناوری‌های آزمایشگاهی هوشمند فقط به صنعت زیست‌شناسی مصنوعی محدود نمی‌شود. Elemental Machines قصد دارد از 41 میلیون دلار جمع‌آوری شده در آخرین دور بودجه برای تقویت رشد تجاری در خدمات آزمایشگاهی تحقیقاتی، بالینی و کنترل کیفیت، و همچنین حمایت از زمینه‌های مرتبط مانند تولید، علم مواد، فناوری مواد غذایی، فناوری ag و موارد دیگر استفاده کند. صنایع "ما هیجان زده هستیم که بر اساس موفقیت فوق العاده ای که در فضای تحقیق و توسعه به دست آورده ایم، بسازیم. ما معتقدیم که پلتفرم فناوری ما آماده است تا محیط های عملیاتی را با اتصال تقریباً هر دارایی فیزیکی به ابر تغییر دهد و در نتیجه اپراتورها را آزاد کند تا بر ابتکارات استراتژیک تر تمرکز کنند. اطلاعیه مطبوعاتی.

نظارت بر آزمایشگاه متصل به ابر در شرایط کار از راه دور آسان تر است و می تواند به کاهش خطای انسانی کمک کند. برای آزمایشگاه‌های GMP، می‌تواند هزینه انطباق آنها را کاهش دهد، کارایی عملیاتی را بهینه کند و ROI تولید زیستی را افزایش دهد. Elemental Machines همچنین می تواند به آزمایشگاه ها در پیاده سازی کمک کند ابتکارات سبز تا ردپای زیست محیطی تحقیقات خود را کاهش دهند. و شاید در آینده قادر به تشخیص و رفع مشکلات بدون دخالت انسان باشد. سیستم های خودمختار جنبه جدایی ناپذیر انقلاب صنعتی چهارم هستند که محیط های تحقیق و توسعه را متحول می کند. با ساده‌سازی وظایف عادی آزمایشگاهی، مانند بررسی دما، می‌تواند دانشمندان را آزاد کند تا روی «تصویر بزرگ» تمرکز کنند.

اتوماسیون آزمایشگاهی شاید کمتر از ابزارهای پوشیدنی جذاب باشد. اما Sridhar پتانسیل تاثیرگذاری فوق‌العاده را با آوردن فناوری‌های Industry 4.0 به شرکت‌های علم محور می‌بیند. با فشار برای افزایش ظرفیت تولید زیستی ایالات متحده، سرمایه گذاری در اتوماسیون، ارتباطات ماشین به ماشین، و تجزیه و تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی برای به دست آوردن مزیت رقابتی بسیار مهم است. به نوعی، Elemental Machines مانند یک مانیتور سلامت است – اما برای آزمایشگاه شما، و مانند سایر ردیاب‌ها، می‌تواند به پیشرفت آزمایشگاه شما به ارتفاعات جدید کمک کند.

با تشکر از شما کتیا تاراساوا برای تحقیق و گزارش بیشتر در مورد این مقاله. من بنیانگذار SynBioBeta هستم و برخی از شرکت هایی که درباره آنها می نویسم، مانند Ginkgo Bioworks، حامیان مالی هستند. کنفرانس SynBioBeta و هضم هفتگی.