Elemental Machines Menghadirkan Internet Of Things Ke Operasi Lab Untuk Menghemat Jutaan Dolar Bagi Perusahaan Bioteknologi

Produk Internet of Things (IoT) – seperti pancuran speaker Bluetooth atau lemari es yang memesan barang langsung dari internet – mungkin tampak seperti ide hadiah liburan yang menarik perhatian. Tetapi perusahaan ini telah menemukan kasus penggunaan praktis untuk teknologi baru ini: Mesin Elemental, platform intelijen operasi lab, baru saja mengumpulkan $ 41 juta dalam putaran pendanaan Seri B. Perusahaan membantu laboratorium biotek merampingkan operasi mereka dan berpotensi menghemat jutaan dolar bagi perusahaan dengan mengendalikan variabel lingkungan.

Pendirinya, Sridhar Iyengar, adalah seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Cambridge ketika proyek PhD-nya menemui hambatan yang tidak terduga: percobaan rutin yang telah dia lakukan ratusan kali untuk penelitiannya tiba-tiba berhenti bekerja. Setelah berbulan-bulan menarik rambut dan bertanya-tanya apakah dia akan dapat menyelesaikan pekerjaan disertasinya, dia akhirnya mengetahui bahwa departemen tersebut telah mengganti merek deterjen gelas yang telah digunakan di mesin pencuci piringnya. Detail yang tampaknya tidak penting yang gagal diberitahukan oleh pengadaan kepada siapa pun memiliki efek mendalam pada percobaan.

Siapa pun yang pernah bekerja di lab dapat berbagi cerita serupa: rasa sakit yang luar biasa saat mencoba mencari tahu sumber variabilitas dalam eksperimen mereka. Ini adalah masalah yang umum, bahkan ada aturan tak terucapkan di kalangan akademisi: jika percobaan berhasil tiga kali, terbitkan, karena mencoba mengulanginya lagi akan menguji keberuntungan Anda. Masalahnya adalah kebijaksanaan akademik konvensional ini tidak bekerja dengan baik di industri di mana prosesnya harus bekerja dengan benar setiap saat untuk membuat produk yang andal. Ruang "laboratorium" yang menyiratkan eksperimen di dunia akademis lebih seperti pabrik untuk industri biotek dan oleh karena itu harus mematuhi standar kualitas dan reproduktifitas yang jauh lebih tinggi.

Beruntung bagi Sridhar, insiden sekolah pascasarjana yang malang tidak menahannya untuk menjadi pendiri startup teknologi yang sukses yang memegang lebih dari 50 paten. Sridhar berakhir di industri perangkat medis di mana presisi dan reproduktifitas sama pentingnya dengan di lab, jika tidak lebih. Pada tahun 2001, ia mendirikan Matriks Aga, perusahaan monitor glukosa darah yang membuat pengukur glukosa untuk merek toko seperti CVS, TargetTGT
, dan KrogerKR
. Monitor mereka adalah perangkat medis pertama yang disetujui FDA yang dapat terhubung langsung ke ponsel cerdas Anda, mengantarkan era baru teknologi kesehatan digital. Perusahaan keduanya, orang canggung, pembuat perangkat pelacak kebugaran yang dapat dikenakan dan produk rumah pintar, diakuisisi oleh Fossil pada tahun 2015 seharga $260 juta.

Sejak masa Misfit-nya, Sridhar telah kembali ke lab dan sekarang menerapkan semua yang dia pelajari tentang membuat sensor dan produk yang terhubung ke cloud ke otomatisasi lab. Pelajaran itu tidak selalu mudah: saat membuat monitor glukosa, perusahaannya harus menghadapi kerugian hampir 20% di sisi produksi, menelan biaya jutaan dolar. Untuk memiliki kontrol yang lebih baik atas kualitas manufaktur, mereka perlu mengetahui apa yang terjadi di pabrik di belahan dunia lain. Mereka dapat memasang sensor sederhana di fasilitas manufaktur, mengumpulkan data lingkungan (seperti suhu dan kelembapan), dan menghubungkan variabel tersebut dengan kualitas produk, yang membantu mengurangi kerugian produksi dari 20% menjadi kurang dari 1%.

Apa yang diajarkan oleh pengalaman itu kepada Sridhar adalah bahwa laboratorium atau lingkungan manufaktur mana pun dapat memperoleh manfaat besar dari pemantauan dan kontrol lingkungan yang lebih baik. Teknologi telah membuat banyak kemajuan dalam 15 tahun terakhir: perangkat rumah pintar adalah bagian dari kehidupan kita sehari-hari, jadi mengapa tidak membawanya untuk merampingkan operasi laboratorium? Inilah yang dilakukan Elemental Machines, perusahaan terbaru Sridhar: mereka membangun perangkat keras, aplikasi cloud, dan produk analitik berbasis AI untuk membantu perusahaan berbasis sains meningkatkan efisiensi mereka dengan mengumpulkan dan mengekstrak makna dari data operasi lab. Teknologi ini bisa menjadi bagian yang hilang untuk memungkinkan kesuksesan biomanufaktur:

“Garis antara laboratorium dan pabrik kabur. Artinya, banyak pendekatan yang secara tradisional digunakan dalam manufaktur dapat mulai digunakan dalam praktikum,” pikir Sridhar. "Saya pikir kami berada di posisi yang sangat baik untuk membawa beberapa teknologi baru ke luar angkasa."

Elemental Machines bekerja untuk secara proaktif mengevaluasi seluruh lingkungan laboratorium untuk memastikan bahwa tim, proses, dan peralatan digunakan dengan cara yang seefisien mungkin. Misalnya, beberapa instrumen mungkin lebih sering digunakan daripada yang lain, sehingga membutuhkan kalibrasi yang lebih sering. Lemari es yang paling dekat dengan bangku lab dapat dibuka lebih sering, menyebabkan fluktuasi suhu. Semua variabel ini dapat diukur menggunakan sensor yang ditempatkan di seluruh lab, menciptakan infrastruktur lab cerdas untuk pengumpulan data yang dapat dimanfaatkan untuk mengoptimalkan penggunaan sumber daya. Hingga saat ini, Elemental Machines telah mendukung lebih dari 500 pelanggan life sciences, dan tidak mengherankan jika pengadopsi pertama teknologi smart lab adalah perusahaan biologi sintetik mutakhir seperti Biowork Ginkgo.

“Pada tahun 2020, Ginkgo Bioworks mulai menggunakan pemantauan jarak jauh Elemental Machines. Hal ini memungkinkan kami untuk memantau kesehatan unit penyimpanan dingin kami dengan melihat waktu siklus kompresor serta melihat jumlah bukaan pintu,” kata Anna Greenswag, Manajer Senior Operasi Laboratorium di Ginkgo Bioworks. “Kami dapat dengan mudah menghubungkan peringatan Mesin Elemental ke dalam proses notifikasi kami sehingga masalah dapat diatasi dengan cepat. Seiring pertumbuhan kami, Mesin Elemental mampu mengimbangi kecepatan dan skala sesuai kebutuhan. Elemental Machines terbuka untuk titik sentuh komunikasi yang dibutuhkan oleh Ginkgo dan tertarik pada jalan lain untuk mengeksplorasi manajemen laboratorium pendukung.”

Namun dampak potensial penerapan teknologi lab cerdas tidak terbatas hanya pada industri biologi sintetik. Elemental Machines berencana untuk menggunakan $41 juta yang terkumpul dalam putaran pendanaan terakhir untuk mendorong pertumbuhan komersial dalam penelitian, klinis, dan layanan lab kontrol kualitas, serta mendukung bidang terkait seperti manufaktur, ilmu material, teknologi makanan, teknologi ag, dan lainnya industri. “Kami sangat bersemangat untuk membangun keberhasilan luar biasa yang kami miliki di ruang R&D. Kami percaya bahwa platform teknologi kami siap untuk mengubah lingkungan operasional dengan menghubungkan hampir semua aset fisik ke cloud, dan dengan demikian membebaskan operator untuk fokus pada inisiatif yang lebih strategis,” kata Sridhar dalam sebuah pernyataan. tekan rilis.

Lab yang terhubung ke cloud lebih mudah dipantau dalam kondisi kerja jarak jauh dan dapat membantu mengurangi kesalahan manusia. Untuk laboratorium GMP, ini dapat mengurangi biaya kepatuhan, mengoptimalkan efisiensi operasional, dan meningkatkan ROI biomanufaktur. Mesin Elemental juga dapat membantu implementasi lab inisiatif hijau untuk mengurangi jejak lingkungan penelitian mereka. Dan mungkin di masa mendatang, ini akan dapat mendiagnosis dan memperbaiki masalah tanpa campur tangan manusia. Sistem otonom merupakan aspek integral dari Revolusi Industri Keempat yang mengubah lingkungan penelitian dan pengembangan. Dengan merampingkan tugas-tugas laboratorium biasa, seperti memeriksa suhu, itu bisa membebaskan para ilmuwan untuk fokus pada "gambaran besar".

Otomatisasi lab mungkin kurang seksi dibandingkan perangkat yang dapat dikenakan. Namun Sridhar melihat potensi dampak yang luar biasa dengan menghadirkan teknologi Industri 4.0 ke perusahaan yang digerakkan oleh sains. Dengan dorongan untuk meningkatkan kapasitas biomanufaktur AS, investasi dalam otomatisasi, komunikasi mesin-ke-mesin, dan analitik berbasis AI sangat penting untuk mendapatkan keunggulan kompetitif. Di satu sisi, Elemental Machines seperti monitor kesehatan – tetapi untuk lab Anda, dan seperti pelacak lainnya, dapat membantu mendorong lab Anda ke tingkat yang lebih tinggi.

Terima kasih kepada Katya Tarasava untuk penelitian dan pelaporan tambahan pada artikel ini. Saya pendiri SynBioBeta, dan beberapa perusahaan yang saya tulis, seperti Ginkgo Bioworks, adalah sponsor dari Konferensi SynBioBeta dan intisari mingguan.