Elemental Machines bringt das Internet der Dinge in den Laborbetrieb, um Millionen von Dollar für Biotech-Unternehmen einzusparen

Die Produkte des Internet der Dinge (IoT) – wie ein Duschkopf mit Bluetooth-Lautsprecher oder ein Kühlschrank, der Dinge direkt aus dem Internet bestellt – mögen wie ausgefallene Weihnachtsgeschenkideen erscheinen. Aber dieses Unternehmen hat einen praktischen Anwendungsfall für die neue Technologie gefunden: Elementare Maschinen, eine Lab Operations Intelligence-Plattform, hat gerade erhöhte $ 41 Millionen in einer Finanzierungsrunde der Serie B. Das Unternehmen hilft Biotech-Laboren, ihre Abläufe zu rationalisieren und potenziell Millionen von Dollar für Unternehmen einzusparen, indem es Umweltvariablen kontrolliert.

Sein Gründer Sridhar Iyengar war Doktorand an der Universität Cambridge, als sein Promotionsprojekt auf eine unerwartete Hürde stieß: Ein Routineexperiment, das er hundertmal für seine Forschung durchgeführt hatte, funktionierte plötzlich nicht mehr. Nachdem er monatelang an den Haaren gezogen und sich gefragt hatte, ob er seine Dissertationsarbeit fertigstellen würde, fand er schließlich heraus, dass die Abteilung die Glasreinigermarke gewechselt hatte, die in ihren Geschirrspülern verwendet worden war. Dieses scheinbar unbedeutende Detail, über das die Beschaffung niemanden informiert hatte, hatte tiefgreifende Auswirkungen auf das Experiment.

Jeder, der jemals im Labor gearbeitet hat, kann eine ähnliche Geschichte erzählen: der unerträgliche Schmerz beim Versuch, die Quellen der Variabilität in ihren Experimenten herauszufinden. Es ist ein so häufiges Problem, dass es unter Wissenschaftlern sogar eine unausgesprochene Regel gibt: Wenn das Experiment dreimal funktioniert, veröffentlichen Sie es, denn eine erneute Wiederholung wäre eine Glücksprobe. Das Problem ist, dass diese herkömmliche akademische Weisheit in der Industrie nicht so gut funktioniert, wo der Prozess jedes Mal richtig funktionieren muss, um zuverlässige Produkte herzustellen. Die „Labor“-Räume, die Experimente in der Wissenschaft implizieren, sind eher wie Fabriken für die Biotech-Industrie und müssen daher viel höhere Qualitäts- und Reproduzierbarkeitsstandards einhalten.

Zum Glück für Sridhar hielt ihn der unglückliche Vorfall an der Graduiertenschule nicht davon ab, ein erfolgreicher Gründer eines Technologie-Startups zu werden, der über 50 Patente hält. Sridhar landete in der Medizingeräteindustrie, wo Präzision und Reproduzierbarkeit genauso wichtig sind wie im Labor, wenn nicht sogar noch wichtiger. 2001 gründete er AgaMatrix, ein Unternehmen für Blutzuckermessgeräte, das Blutzuckermessgeräte für Handelsmarken wie CVS und Target herstelltTGT
, und KrögerKR
. Ihr Monitor war das erste von der FDA zugelassene medizinische Gerät, das sich direkt mit Ihrem Smartphone verbinden konnte und damit eine neue Ära digitaler Gesundheitstechnologien einleitete. Sein zweites Unternehmen, Außenseiter, der Hersteller von tragbaren Fitness-Trackern und Smart-Home-Produkten, wurde 2015 von Fossil für 260 Millionen US-Dollar übernommen.

Seit seinen Misfit-Tagen kehrt Sridhar zurück ins Labor und wendet nun alles, was er über den Bau von Sensoren und Cloud-verbundenen Produkten gelernt hat, auf die Laborautomatisierung an. Diese Lektionen waren nicht immer einfach: Bei der Herstellung der Glukosemessgeräte musste sein Unternehmen fast 20 % Verluste auf der Produktionsseite hinnehmen, was sie Millionen von Dollar kostete. Um die Fertigungsqualität besser kontrollieren zu können, mussten sie wissen, was in der Fabrik auf der anderen Seite der Welt vor sich ging. Sie konnten einfache Sensoren in der Produktionsanlage installieren, Umgebungsdaten (wie Temperatur und Feuchtigkeit) sammeln und diese Variablen mit der Produktqualität korrelieren, was dazu beitrug, die Produktionsverluste von 20 % auf weniger als 1 % zu reduzieren.

Diese Erfahrung hat Sridhar gelehrt, dass jedes Labor oder jede Produktionsumgebung von einer verbesserten Umgebungsüberwachung und -kontrolle stark profitieren könnte. Die Technologie hat in den letzten 15 Jahren große Fortschritte gemacht: Smart-Home-Geräte sind Teil unseres täglichen Lebens, warum also nicht auch den Laborbetrieb optimieren? Das ist es, was Elemental Machines, Sridhars neuestes Unternehmen, tut: Sie entwickeln Hardware, Cloud-Anwendungen und KI-gesteuerte Analyseprodukte, um wissenschaftsorientierten Unternehmen zu helfen, ihre Effizienz zu steigern, indem sie Laborbetriebsdaten sammeln und aussagekräftige Daten extrahieren. Diese Technologie könnte ein fehlendes Stück sein, um den Erfolg der biologischen Herstellung zu ermöglichen:

„Die Grenze zwischen Laboren und Fabriken verschwimmt. Und das bedeutet, dass viele der Ansätze, die traditionell in der Fertigung verwendet wurden, in der Laborarbeit zum Einsatz kommen können“, meint Sridhar. „Ich denke, wir sind sehr gut positioniert, um einige neue Technologien in den Weltraum zu bringen.“

Elemental Machines arbeitet an der proaktiven Bewertung der gesamten Laborumgebung, um sicherzustellen, dass Teams, Prozesse und Geräte so effizient wie möglich genutzt werden. Beispielsweise können einige Instrumente häufiger verwendet werden als andere, was eine häufigere Kalibrierung erfordert. Der Kühlschrank, der dem Labortisch am nächsten ist, kann häufiger geöffnet werden, was zu Temperaturschwankungen führt. Alle diese Variablen können mit Sensoren gemessen werden, die im gesamten Labor platziert sind, wodurch eine intelligente Laborinfrastruktur für die Datenerfassung entsteht, die zur Optimierung der Ressourcennutzung genutzt werden kann. Bis heute hat Elemental Machines über 500 Life-Science-Kunden unterstützt, und es ist keine Überraschung, dass die ersten Anwender der Smart-Lab-Technologie die hochmodernen Unternehmen der synthetischen Biologie sind, wie z Ginkgo Bioworks.

„Im Jahr 2020 begann Ginkgo Bioworks, die Fernüberwachung von Elemental Machines zu nutzen. Dadurch können wir den Zustand unserer Kühlräume beobachten, indem wir die Zykluszeit des Kompressors sowie die Anzahl der Türöffnungen betrachten“, sagte Anna Greenswag, Senior Manager of Laboratory Operations bei Ginkgo Bioworks. „Wir konnten Warnungen von Elemental Machines problemlos in unseren Benachrichtigungsprozess integrieren, sodass Probleme schnell behoben werden können. Während wir gewachsen sind, konnte Elemental Machines Schritt halten und nach Bedarf skalieren. Elemental Machines ist offen für Kommunikationskontaktpunkte, die von Ginkgo benötigt werden, und ist an anderen Wegen interessiert, um das unterstützende Labormanagement zu erkunden.“

Die potenziellen Auswirkungen der Implementierung intelligenter Labortechnologien sind jedoch nicht nur auf die Industrie der synthetischen Biologie beschränkt. Elemental Machines plant, die in der letzten Finanzierungsrunde gesammelten 41 Millionen US-Dollar zu verwenden, um das kommerzielle Wachstum in den Bereichen Forschung, Klinik und Labordienstleistungen für die Qualitätskontrolle voranzutreiben und verwandte Bereiche wie Fertigung, Materialwissenschaft, Lebensmitteltechnologie, Agrartechnologie und andere zu unterstützen Branchen. „Wir freuen uns, auf dem enormen Erfolg aufzubauen, den wir im F&E-Bereich hatten. Wir glauben, dass unsere Technologieplattform bereit ist, Betriebsumgebungen zu verändern, indem sie nahezu alle physischen Assets mit der Cloud verbindet und dadurch den Betreibern die Möglichkeit gibt, sich auf strategischere Initiativen zu konzentrieren“, sagte Sridhar in a Pressemitteilung.

Ein mit der Cloud verbundenes Labor ist unter Remote-Arbeitsbedingungen einfacher zu überwachen und kann dazu beitragen, menschliche Fehler zu reduzieren. Für GMP-Labore kann es die Compliance-Kosten senken, die Betriebseffizienz optimieren und den ROI der Bioherstellung steigern. Elemental Machines kann Labors auch bei der Implementierung helfen grüne Initiativen um den ökologischen Fußabdruck ihrer Forschung zu verringern. Und vielleicht wird es in Zukunft in der Lage sein, Probleme ohne menschliches Eingreifen zu diagnostizieren und zu beheben. Autonome Systeme sind ein wesentlicher Aspekt der Vierten Industriellen Revolution, die Forschungs- und Entwicklungsumgebungen verändert. Durch die Rationalisierung alltäglicher Laboraufgaben wie der Überprüfung von Temperaturen könnte es den Wissenschaftlern die Möglichkeit geben, sich auf das „große Ganze“ zu konzentrieren.

Laborautomatisierung ist vielleicht weniger sexy als Wearables. Aber Sridhar sieht das Potenzial für enorme Auswirkungen, indem es Industrie 4.0-Technologien in wissenschaftsorientierte Unternehmen bringt. Angesichts des Bestrebens, die Kapazität der US-amerikanischen Bioproduktion zu erhöhen, sind Investitionen in Automatisierung, Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und KI-gesteuerte Analytik entscheidend, um einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen. In gewisser Weise ist Elemental Machines wie ein Gesundheitsmonitor – aber für Ihr Labor, und wie andere Tracker es tun, kann es Ihnen helfen, Ihr Labor zu neuen Höhen zu führen.

Wir danken Ihnen, Katia Tarasava für weitere Recherchen und Berichte zu diesem Artikel. Ich bin der Gründer von SynBioBeta, und einige der Unternehmen, über die ich schreibe, wie Ginkgo Bioworks, sind Sponsoren von SynBioBeta SynBioBeta-Konferenz und wöchentliche Verdauung.