Elemental Machines sta portando l'Internet delle cose nelle operazioni di laboratorio per risparmiare milioni di dollari alle aziende biotecnologiche

I prodotti Internet of Things (IoT), come un soffione doccia con altoparlante Bluetooth o un frigorifero che ordina le cose direttamente da Internet, possono sembrare idee regalo ingannevoli per le vacanze. Ma questa azienda ha trovato un caso d'uso pratico per la nuova tecnologia: Macchine elementali, una piattaforma di intelligence per le operazioni di laboratorio, ha appena raccolto $ 41 milioni in un round di finanziamento di serie B. L'azienda sta aiutando i laboratori biotecnologici a semplificare le loro operazioni e potenzialmente a risparmiare milioni di dollari per le aziende controllando le variabili ambientali.

Il suo fondatore, Sridhar Iyengar, era uno studente laureato all'Università di Cambridge quando il suo progetto di dottorato ha incontrato un ostacolo inaspettato: un esperimento di routine che aveva eseguito cento volte per la sua ricerca ha improvvisamente smesso di funzionare. Dopo mesi passati a tirarsi i capelli ea chiedersi se sarebbe stato in grado di completare il suo lavoro di tesi, alla fine venne a scoprire che il dipartimento aveva cambiato la marca di detersivo per bicchieri che era stata utilizzata nelle lavastoviglie. Quel dettaglio apparentemente insignificante di cui l'approvvigionamento non aveva informato nessuno ebbe un profondo effetto sull'esperimento.

Chiunque abbia mai lavorato in laboratorio può condividere una storia simile: il dolore lancinante nel cercare di capire le fonti di variabilità nei propri esperimenti. È un problema così comune, che c'è anche una regola tacita tra gli accademici: se l'esperimento funziona tre volte, pubblicalo, perché provare a replicarlo di nuovo metterebbe alla prova la tua fortuna. Il problema è che questa saggezza accademica convenzionale non funziona così bene nell'industria in cui il processo deve funzionare bene ogni volta per realizzare prodotti affidabili. Gli spazi "laboratorio" che implicano la sperimentazione nel mondo accademico sono più simili a fabbriche per l'industria biotecnologica e quindi devono aderire a standard di qualità e riproducibilità molto più elevati.

Fortunatamente per Sridhar, lo sfortunato incidente della scuola di specializzazione non gli ha impedito di diventare un fondatore di una startup tecnologica di successo che detiene oltre 50 brevetti. Sridhar è finito nel settore dei dispositivi medici, dove la precisione e la riproducibilità sono di vitale importanza quanto in laboratorio, se non di più. Nel 2001 ha fondato Aga Matrix, una società di monitoraggio della glicemia che produce glucometri per marchi di negozi come CVS, TargetTGT
, e KrögerKR
. Il loro monitor è stato il primo dispositivo medico approvato dalla FDA in grado di connettersi direttamente al tuo smartphone, inaugurando una nuova era delle tecnologie sanitarie digitali. La sua seconda compagnia, Disadattato, il produttore di dispositivi fitness tracker indossabili e prodotti per la casa intelligente, è stato acquisito da Fossil nel 2015 per 260 milioni di dollari.

Sin dai tempi di Misfit, Sridhar è tornato in laboratorio e ora sta applicando tutto ciò che ha appreso sulla costruzione di sensori e prodotti connessi al cloud all'automazione di laboratorio. Quelle lezioni non sono state sempre facili: durante la realizzazione dei misuratori di glucosio, la sua azienda ha dovuto affrontare perdite di quasi il 20% dal lato della produzione, che le sono costate milioni di dollari. Per avere un controllo migliore sulla qualità della produzione, avevano bisogno di sapere cosa stava succedendo nella fabbrica dall'altra parte del mondo. Sono stati in grado di installare semplici sensori nell'impianto di produzione, raccogliere dati ambientali (come temperatura e umidità) e correlare tali variabili alla qualità del prodotto, il che ha contribuito a ridurre le perdite di produzione dal 20% a meno dell'1%.

Ciò che quell'esperienza ha insegnato a Sridhar è che qualsiasi laboratorio o ambiente di produzione potrebbe trarre grandi vantaggi da un migliore monitoraggio e controllo ambientale. La tecnologia ha fatto molti progressi negli ultimi 15 anni: i dispositivi domestici intelligenti fanno parte della nostra vita quotidiana, quindi perché non portarli per semplificare le operazioni di laboratorio? Questo è ciò che sta facendo Elemental Machines, l'ultima società di Sridhar: stanno costruendo l'hardware, le applicazioni cloud e i prodotti di analisi basati sull'intelligenza artificiale per aiutare le imprese guidate dalla scienza ad aumentare la loro efficienza raccogliendo ed estraendo significato dai dati delle operazioni di laboratorio. Questa tecnologia potrebbe essere il tassello mancante per consentire il successo della bioproduzione:

“Il confine tra laboratori e fabbriche si sta offuscando. Ciò significa che molti degli approcci tradizionalmente utilizzati nella produzione possono iniziare a essere utilizzati nel lavoro di laboratorio ", pensa Sridhar. "Penso che siamo molto ben posizionati per portare alcune nuove tecnologie nello spazio".

Elemental Machines lavora per valutare in modo proattivo l'intero ambiente di laboratorio per garantire che i team, i processi e le attrezzature siano utilizzati nel modo più efficiente possibile. Ad esempio, alcuni strumenti possono essere utilizzati più spesso di altri, richiedendo una calibrazione più frequente. Il frigorifero più vicino al banco del laboratorio può essere aperto più frequentemente, causando fluttuazioni di temperatura. Tutte queste variabili possono essere misurate utilizzando sensori posizionati in tutto il laboratorio, creando un'infrastruttura di laboratorio intelligente per la raccolta dei dati che può essere sfruttata per ottimizzare l'uso delle risorse. Ad oggi, Elemental Machines ha supportato oltre 500 clienti nel settore delle scienze della vita e non sorprende che i primi ad adottare la tecnologia smart lab siano le aziende di biologia sintetica all'avanguardia come Ginkgo Bioworks.

“Nel 2020, Ginkgo Bioworks ha iniziato a utilizzare il monitoraggio remoto di Elemental Machines. Questo ci consente di monitorare lo stato di salute delle nostre celle frigorifere osservando il tempo di ciclo del compressore e vedendo il numero di aperture delle porte ", ha affermato Anna Greenswag, Senior Manager of Laboratory Operations presso Ginkgo Bioworks. “Siamo stati in grado di collegare facilmente gli avvisi di Elemental Machines al nostro processo di notifica in modo che i problemi possano essere risolti rapidamente. Man mano che siamo cresciuti, Elemental Machines è stata in grado di tenere il passo e ridimensionarsi secondo necessità. Elemental Machines è aperto ai punti di contatto della comunicazione secondo necessità di Ginkgo ed è interessato ad altre strade da esplorare a supporto della gestione del laboratorio.

Ma il potenziale impatto dell'implementazione delle tecnologie di laboratorio intelligenti non si limita solo all'industria della biologia sintetica. Elemental Machines prevede di utilizzare i 41 milioni di dollari raccolti nell'ultimo round di finanziamento per alimentare la crescita commerciale nei servizi di laboratorio di ricerca, clinica e controllo qualità, nonché supportare campi correlati come produzione, scienza dei materiali, tecnologia alimentare, tecnologia agricola e altri industrie. “Siamo entusiasti di costruire sull'enorme successo che abbiamo avuto nello spazio di ricerca e sviluppo. Riteniamo che la nostra piattaforma tecnologica sia pronta a trasformare gli ambienti operativi collegando quasi tutte le risorse fisiche al cloud e consentendo così agli operatori di concentrarsi su iniziative più strategiche ", ha affermato Sridhar in un comunicato stampa.

Un laboratorio connesso al cloud è più facile da monitorare in condizioni di lavoro remoto e può contribuire a ridurre l'errore umano. Per i laboratori GMP, può ridurre i costi di conformità, ottimizzare l'efficienza operativa e aumentare il ROI della bioproduzione. Le macchine elementali possono anche aiutare i laboratori a implementare iniziative verdi per ridurre l'impatto ambientale della loro ricerca. E forse in futuro sarà in grado di diagnosticare e risolvere i problemi senza l'intervento umano. I sistemi autonomi sono un aspetto integrante della quarta rivoluzione industriale che sta trasformando gli ambienti di ricerca e sviluppo. Semplificando le banali attività di laboratorio, come il controllo delle temperature, potrebbe consentire agli scienziati di concentrarsi sul "quadro generale".

L'automazione di laboratorio è forse meno sexy dei dispositivi indossabili. Ma Sridhar vede il potenziale per un enorme impatto portando le tecnologie dell'Industria 4.0 alle imprese guidate dalla scienza. Con la spinta ad aumentare la capacità di bioproduzione degli Stati Uniti, gli investimenti nell'automazione, nella comunicazione da macchina a macchina e nell'analisi basata sull'intelligenza artificiale sono fondamentali per ottenere un vantaggio competitivo. In un certo senso, Elemental Machines è come un monitor della salute, ma per il tuo laboratorio, e come fanno altri tracker, può aiutarti a spingere il tuo laboratorio a nuovi livelli.

Grazie a voi Katia Tarasava per ulteriori ricerche e rapporti su questo articolo. Sono il fondatore di SynBioBeta e alcune delle aziende di cui scrivo, come Ginkgo Bioworks, sono sponsor del Conferenza SynBioBeta ed digest settimanale.