Mae Peiriannau Elfennol Yn Dod â'r Rhyngrwyd O Bethau I Weithrediadau Labordy I Arbed Miliynau O Doler Ar Gyfer Cwmnïau Biotechnoleg

Gall cynhyrchion Internet of Things (IoT) - fel pen cawod siaradwr Bluetooth neu oergell sy'n archebu pethau'n uniongyrchol o'r rhyngrwyd - ymddangos fel syniadau anrhegion gwyliau gimmicky. Ond mae'r cwmni hwn wedi dod o hyd i achos defnydd ymarferol ar gyfer y dechnoleg newydd: Peiriannau Elfennaidd, llwyfan gwybodaeth gweithrediadau labordy, yn unig Cododd $ 41 miliwn mewn rownd ariannu Cyfres B. Mae'r cwmni'n helpu labordai biotechnoleg i symleiddio eu gweithrediadau ac o bosibl arbed miliynau o ddoleri i gwmnïau trwy reoli newidynnau amgylcheddol.

Roedd ei sylfaenydd, Sridhar Iyengar, yn fyfyriwr graddedig ym Mhrifysgol Caergrawnt pan darodd ei brosiect PhD rwystr ffordd annisgwyl: daeth arbrawf arferol yr oedd wedi'i berfformio ganwaith ar gyfer ei ymchwil i ben yn sydyn. Ar ôl misoedd o dynnu gwallt a meddwl tybed a fyddai'n gallu cwblhau ei waith traethawd hir, daeth i ddarganfod o'r diwedd bod yr adran wedi newid y brand glanedydd llestri gwydr a ddefnyddiwyd yn ei pheiriannau golchi llestri. Cafodd y manylion ymddangosiadol di-nod hwnnw yr oedd caffael wedi methu â hysbysu unrhyw un ohonynt effaith ddofn ar yr arbrawf.

Gall unrhyw un sydd erioed wedi gweithio yn y labordy rannu stori debyg: y boen enbyd o geisio darganfod ffynonellau amrywioldeb yn eu harbrofion. Mae’n broblem mor gyffredin, bod hyd yn oed rheol ddi-lol ymhlith academyddion: os yw’r arbrawf yn gweithio deirgwaith, cyhoeddwch ef, oherwydd byddai ceisio ei ddyblygu eto’n profi eich lwc. Y broblem yw nad yw'r doethineb academaidd confensiynol hwn yn gweithio cystal mewn diwydiant lle mae'n rhaid i'r broses weithio'n iawn bob tro er mwyn gwneud cynhyrchion dibynadwy. Mae'r gofodau “labordy” sy'n awgrymu arbrofi yn y byd academaidd yn debycach i ffatrïoedd i'r diwydiant biotechnoleg ac felly mae'n rhaid iddynt gadw at safonau ansawdd ac atgynhyrchu llawer uwch.

Yn ffodus i Sridhar, ni wnaeth y digwyddiad anffodus mewn ysgol raddedig ei atal rhag dod yn sylfaenydd cychwyn technoleg llwyddiannus sy'n dal dros 50 o batentau. Daeth Sridhar i ben yn y diwydiant dyfeisiau meddygol lle mae manwl gywirdeb ac atgynhyrchedd yr un mor hanfodol bwysig ag yn y labordy, os nad yn fwy. Yn 2001, sefydlodd AgaMatrix, cwmni monitro glwcos gwaed sy'n gwneud mesuryddion glwcos ar gyfer brandiau siopau fel CVS, TargetTGT
, a KrogerKR
. Eu monitor oedd y ddyfais feddygol gyntaf a gymeradwywyd gan yr FDA a allai gysylltu'n uniongyrchol â'ch ffôn clyfar, gan gyflwyno cyfnod newydd o dechnolegau iechyd digidol. Ei ail gwmni, Camdriniaeth, gwneuthurwr dyfeisiau tracio ffitrwydd gwisgadwy a chynhyrchion cartref craff, wedi'i gaffael gan Fossil yn 2015 am $260 miliwn.

Ers ei ddyddiau Misfit, mae Sridhar wedi cylchredeg yn ôl i'r labordy ac mae bellach yn cymhwyso popeth a ddysgodd am synwyryddion adeiladu a chynhyrchion sy'n gysylltiedig â chymylau i awtomeiddio labordy. Nid oedd y gwersi hynny bob amser yn hawdd: wrth wneud y monitorau glwcos, roedd yn rhaid i'w gwmni wynebu colledion o bron i 20% ar yr ochr gynhyrchu, gan gostio miliynau o ddoleri iddynt. Er mwyn cael gwell rheolaeth dros ansawdd gweithgynhyrchu, roedd angen iddynt wybod beth oedd yn digwydd yn y ffatri hanner ffordd o amgylch y byd. Roeddent yn gallu gosod synwyryddion syml yn y cyfleuster gweithgynhyrchu, casglu data amgylcheddol (fel tymheredd a lleithder), a chydberthyn y newidynnau hynny ag ansawdd y cynnyrch, a helpodd i leihau'r colledion cynhyrchu o 20% i lawr i lai nag 1%.

Yr hyn a ddysgodd y profiad hwnnw i Sridhar yw y gallai unrhyw labordy neu amgylchedd gweithgynhyrchu elwa'n fawr o well monitro a rheolaeth amgylcheddol. Mae'r dechnoleg wedi gwneud llawer o gynnydd yn y 15 mlynedd diwethaf: mae dyfeisiau cartref craff yn rhan o'n bywydau bob dydd, felly beth am ddod â nhw i symleiddio gweithrediadau labordy? Dyma beth mae Elemental Machines, cwmni diweddaraf Sridhar, yn ei wneud: maen nhw'n adeiladu'r caledwedd, cymwysiadau cwmwl, a chynhyrchion dadansoddeg a yrrir gan AI i helpu mentrau sy'n cael eu gyrru gan wyddoniaeth i gynyddu eu heffeithlonrwydd trwy gasglu a thynnu ystyr o ddata gweithrediadau labordy. Gallai'r dechnoleg hon fod yn ddarn coll i alluogi llwyddiant bio-weithgynhyrchu:

“Mae’r llinell rhwng labordai a ffatrïoedd yn aneglur. A beth mae hynny'n ei olygu yw y gall llawer o'r dulliau a ddefnyddiwyd yn draddodiadol mewn gweithgynhyrchu ddechrau cael eu defnyddio mewn gwaith labordy, ”meddai Sridhar. “Rwy’n meddwl ein bod mewn sefyllfa dda iawn i ddod â rhai technolegau newydd i’r gofod.”

Mae Peiriannau Elfennol yn gweithio i werthuso'r amgylchedd labordy cyfan yn rhagweithiol i sicrhau bod timau, prosesau ac offer yn cael eu defnyddio yn y ffordd fwyaf effeithlon bosibl. Er enghraifft, efallai y bydd rhai offerynnau yn cael eu defnyddio'n amlach nag eraill, sy'n gofyn am raddnodi amlach. Efallai y bydd yr oergell sydd agosaf at fainc y labordy yn cael ei hagor yn amlach, gan arwain at amrywiadau tymheredd. Gellir mesur yr holl newidynnau hyn gan ddefnyddio synwyryddion a osodir ledled y labordy, gan greu seilwaith labordy clyfar ar gyfer casglu data y gellir ei ddefnyddio i wneud y defnydd gorau o adnoddau. Hyd yn hyn, mae Elemental Machines wedi cefnogi dros 500 o gwsmeriaid gwyddorau bywyd, ac nid yw'n syndod mai mabwysiadwyr cyntaf y dechnoleg labordy smart yw'r cwmnïau bioleg synthetig blaengar megis Bioworks Ginkgo.

“Yn 2020, dechreuodd Ginkgo Bioworks ddefnyddio monitro o bell Elemental Machines. Mae hyn yn ein galluogi i wylio iechyd ein hunedau storio oer trwy edrych ar amser beicio'r cywasgydd yn ogystal â gweld nifer yr agoriadau drysau,” meddai Anna Greenswag, Uwch Reolwr Gweithrediadau Labordy yn Ginkgo Bioworks. “Roeddem yn gallu cysylltu rhybuddion Peiriannau Elfennol yn hawdd â’n proses hysbysu fel y gellir mynd i’r afael â materion yn gyflym. Wrth i ni dyfu, mae Peiriannau Elfennol wedi gallu cadw i fyny ac i raddfa yn ôl yr angen. Mae Elemental Machines yn agored i bwyntiau cyffwrdd cyfathrebu yn ôl yr angen gan Ginkgo ac mae ganddo ddiddordeb mewn ffyrdd eraill o archwilio cefnogi rheolaeth labordy.”

Ond nid yw effaith bosibl gweithredu technolegau labordy clyfar yn gyfyngedig i ddiwydiant bioleg synthetig yn unig. Mae Peiriannau Elfennol yn bwriadu defnyddio'r $41 miliwn a godwyd yn y rownd ariannu ddiwethaf i hybu twf masnachol mewn ymchwil, clinigol, a gwasanaethau labordy rheoli ansawdd, yn ogystal â meysydd cysylltiedig â chymorth megis gweithgynhyrchu, gwyddor deunyddiau, technoleg bwyd, technoleg a thechnoleg, ac eraill. diwydiannau. “Rydym yn gyffrous i adeiladu ar y llwyddiant aruthrol rydym wedi'i gael yn y gofod Ymchwil a Datblygu. Credwn fod ein platfform technoleg yn barod i drawsnewid amgylcheddau gweithredol trwy gysylltu bron unrhyw ased ffisegol â'r cwmwl, a thrwy hynny ryddhau gweithredwyr i ganolbwyntio ar fentrau mwy strategol, ”meddai Sridhar mewn datganiad. Datganiad i'r wasg.

Mae labordy sy'n gysylltiedig â'r cwmwl yn haws i'w fonitro mewn amodau gwaith o bell a gall helpu i leihau gwallau dynol. Ar gyfer labordai GMP, gall leihau eu cost cydymffurfio, gwneud y gorau o effeithlonrwydd gweithredol, a chynyddu ROI bio-weithgynhyrchu. Gall Peiriannau Elfennol hefyd helpu labordai i weithredu mentrau gwyrdd lleihau ôl troed amgylcheddol eu hymchwil. Ac efallai yn y dyfodol, bydd yn gallu gwneud diagnosis a thrwsio problemau heb ymyrraeth ddynol. Mae systemau ymreolaethol yn agwedd annatod ar y Pedwerydd Chwyldro Diwydiannol sy'n trawsnewid amgylcheddau ymchwil a datblygu. Trwy symleiddio tasgau labordy cyffredin, fel gwirio tymereddau, gallai ryddhau gwyddonwyr i ganolbwyntio ar y “darlun mawr”.

Efallai bod awtomeiddio labordy yn llai rhywiol na nwyddau gwisgadwy. Ond mae Sridhar yn gweld y potensial ar gyfer effaith aruthrol trwy ddod â thechnolegau Diwydiant 4.0 i fentrau sy'n cael eu gyrru gan wyddoniaeth. Gyda'r ymdrech i gynyddu gallu bio-weithgynhyrchu'r Unol Daleithiau, mae buddsoddiadau mewn awtomeiddio, cyfathrebu peiriant-i-beiriant, a dadansoddeg a yrrir gan AI yn hanfodol i ennill mantais gystadleuol. Mewn ffordd, mae Peiriannau Elfennol fel monitor iechyd - ond i'ch labordy, ac fel y mae tracwyr eraill yn ei wneud, gall helpu i yrru'ch labordy i uchder newydd.

Diolch i chi Katia Tarasava am ymchwil ac adroddiadau ychwanegol ar yr erthygl hon. Fi yw sylfaenydd SynBioBeta, ac mae rhai o'r cwmnïau yr wyf yn ysgrifennu amdanynt, megis Ginkgo Bioworks, yn noddwyr y Cynhadledd SynBioBeta ac crynhoad wythnosol.