Elemental Machines bringer tingenes internet til laboratoriedrift for at spare millioner af dollars for biotekvirksomheder

Internet of Things (IoT) produkter - som et brusehoved med Bluetooth-højttaler eller køleskab, der bestiller ting direkte fra internettet - kan virke som gimmicky julegaveideer. Men dette firma har fundet en praktisk use case for den nye teknologi: Elementære maskiner, en efterretningsplatform for laboratorieoperationer, har netop indsamlet $ 41 millioner i en serie B-finansieringsrunde. Virksomheden hjælper bioteklaboratorier med at strømline deres drift og potentielt spare millioner af dollars for virksomheder ved at kontrollere miljøvariabler.

Dens grundlægger, Sridhar Iyengar, var kandidatstuderende ved Cambridge University, da hans ph.d.-projekt ramte en uventet vejspærring: Et rutineeksperiment, han havde udført hundrede gange for sin forskning, holdt pludselig op med at virke. Efter måneders hårtrækning og spekulerer på, om han ville være i stand til at færdiggøre sit afhandlingsarbejde, fandt han endelig ud af, at afdelingen havde skiftet det glasopvaskemiddel, der var blevet brugt i dets opvaskemaskiner. Den tilsyneladende ubetydelige detalje, som indkøbet ikke havde informeret nogen om, havde en dybtgående effekt på eksperimentet.

Enhver, der nogensinde har arbejdet i laboratoriet, kan dele en lignende historie: den ulidelige smerte ved at forsøge at finde ud af kilderne til variation i deres eksperimenter. Det er så almindeligt et problem, at der endda er en uudtalt regel blandt akademikere: Hvis eksperimentet virker tre gange, så publicer det, for at prøve at replikere det igen ville være at teste dit held. Problemet er, at denne konventionelle akademiske visdom ikke fungerer så godt i industrien, hvor processen skal fungere rigtigt hver gang for at lave pålidelige produkter. De "lab"-rum, der indebærer eksperimentering i den akademiske verden, ligner mere fabrikker for biotekindustrien og skal derfor overholde meget højere kvalitets- og reproducerbarhedsstandarder.

Heldigvis for Sridhar holdt den uheldige graduate school-hændelse ham ikke tilbage fra at blive en succesfuld tech startup-grundlægger, som har over 50 patenter. Sridhar endte i den medicinske udstyrsindustri, hvor præcision og reproducerbarhed er lige så afgørende som i laboratoriet, hvis ikke mere. I 2001 grundlagde han AgaMatrix, et blodsukkermonitorfirma, der laver glukosemålere til butiksmærker som CVS, TargetTGT
, og KrogerKR
. Deres skærm var den første FDA-godkendte medicinske enhed, der kunne oprette forbindelse direkte til din smartphone, hvilket indvarslede en ny æra af digitale sundhedsteknologier. Hans andet firma, Misfit, producenten af ​​bærbare fitness-tracker-enheder og smart home-produkter, blev købt af Fossil i 2015 for 260 millioner dollars.

Siden hans Misfit-dage har Sridhar cirklet tilbage til laboratoriet og anvender nu alt, hvad han lærte om at bygge sensorer og sky-forbundne produkter til laboratorieautomatisering. Disse lektioner var ikke altid nemme: Mens han lavede glukosemonitorerne, måtte hans virksomhed stå over for tæt på 20 % tab på produktionssiden, hvilket kostede dem millioner af dollars. For at have bedre kontrol over produktionskvaliteten var de nødt til at vide, hvad der skete på fabrikken halvvejs rundt om i verden. De var i stand til at installere simple sensorer i produktionsfaciliteten, indsamle miljødata (såsom temperatur og fugtighed) og korrelere disse variable til produktkvalitet, hvilket hjalp med at reducere produktionstabene fra 20 % ned til mindre end 1 %.

Hvad den erfaring lærte Sridhar er, at ethvert laboratorium eller produktionsmiljø kunne drage stor fordel af forbedret miljøovervågning og -kontrol. Teknologien har gjort store fremskridt i de sidste 15 år: Smart home-enheder er en del af vores daglige liv, så hvorfor ikke bringe dem til at strømline laboratoriedrift? Dette er, hvad Elemental Machines, Sridhars seneste virksomhed, gør: de bygger hardware, cloud-applikationer og AI-drevne analyseprodukter for at hjælpe videnskabsdrevne virksomheder med at øge deres effektivitet ved at indsamle og udtrække mening fra laboratoriedriftsdata. Denne teknologi kan mangle brik for at muliggøre succes med biofremstilling:

"Grænsen mellem laboratorier og fabrikker udviskes. Og det betyder, at mange af de metoder, der traditionelt blev brugt i fremstillingen, kan begynde at blive brugt i laboratoriearbejde,” mener Sridhar. "Jeg tror, ​​vi er meget godt positioneret til at bringe nogle nye teknologier til rummet."

Elemental Machines arbejder på proaktivt at evaluere hele laboratoriemiljøet for at sikre, at teams, processer og udstyr bliver brugt på den mest effektive måde. For eksempel kan nogle instrumenter bruges oftere end andre, hvilket kræver hyppigere kalibrering. Køleskabet tættest på laboratoriebænken kan åbnes oftere, hvilket fører til temperaturudsving. Alle disse variabler kan måles ved hjælp af sensorer placeret i hele laboratoriet, hvilket skaber en smart laboratorieinfrastruktur til dataindsamling, som kan udnyttes til at optimere brugen af ​​ressourcer. Til dato har Elemental Machines støttet over 500 life science-kunder, og det er ingen overraskelse, at de første brugere af smart lab-teknologien er de banebrydende syntetiske biologivirksomheder som f.eks. Ginkgo Bioworks.

"I 2020 begyndte Ginkgo Bioworks at bruge Elemental Machines' fjernovervågning. Dette sætter os i stand til at overvåge sundheden for vores køleenheder ved at se på kompressorens cyklustid samt se antallet af døråbninger,” sagde Anna Greenswag, Senior Manager for Laboratory Operations hos Ginkgo Bioworks. "Vi var i stand til nemt at forbinde Elemental Machines-alarmer i vores notifikationsproces, så problemer kan løses hurtigt. Efterhånden som vi er vokset, har Elemental Machines været i stand til at holde trit og skalere efter behov. Elemental Machines er åben for kommunikationsberøringspunkter efter behov af Ginkgo og er interesseret i andre muligheder for at udforske understøttende laboratorieledelse."

Men den potentielle virkning af at implementere smarte laboratorieteknologier er ikke begrænset til kun syntetisk biologiindustri. Elemental Machines planlægger at bruge de 41 millioner dollars, der blev rejst i den sidste finansieringsrunde til at fremme kommerciel vækst inden for forskning, kliniske og kvalitetskontrol laboratorietjenester, samt støtte relaterede områder såsom fremstilling, materialevidenskab, fødevareteknologi, ag tech og andre industrier. "Vi er glade for at bygge videre på den enorme succes, vi har haft inden for F&U-området. Vi mener, at vores teknologiplatform er klar til at transformere operationelle miljøer ved at forbinde næsten ethvert fysisk aktiv til skyen og derved frigøre operatører til at fokusere på mere strategiske initiativer," sagde Sridhar i en pressemeddelelse.

Et cloud-forbundet laboratorium er lettere at overvåge under fjernarbejdsforhold og kan hjælpe med at reducere menneskelige fejl. For GMP-laboratorier kan det reducere deres omkostninger ved overholdelse, optimere driftseffektivitet og øge ROI af biofremstilling. Elemental Machines kan også hjælpe laboratorier med at implementere grønne initiativer at reducere miljøaftrykket af deres forskning. Og måske i fremtiden vil den være i stand til at diagnosticere og løse problemer uden menneskelig indgriben. Autonome systemer er et integreret aspekt af den fjerde industrielle revolution, der transformerer forsknings- og udviklingsmiljøer. Ved at strømline verdslige laboratorieopgaver, som at kontrollere temperaturer, kan det frigøre forskerne til at fokusere på det "store billede".

Labautomatisering er måske mindre sexet end wearables. Men Sridhar ser potentialet for en enorm effekt ved at bringe Industry 4.0-teknologier til videnskabsdrevne virksomheder. Med presset på at øge den amerikanske bioproduktionskapacitet er investeringer i automatisering, maskine-til-maskine kommunikation og AI-drevet analyse afgørende for at opnå en konkurrencefordel. På en måde er Elemental Machines som en sundhedsmonitor - men for dit laboratorium, og som andre trackere gør, kan det hjælpe med at drive dit laboratorium til nye højder.

Tak til Katia Tarasava for yderligere forskning og rapportering om denne artikel. Jeg er grundlæggeren af ​​SynBioBeta, og nogle af de virksomheder, som jeg skriver om, såsom Ginkgo Bioworks, er sponsorer af SynBioBeta-konference , ugentlig fordøjelse.