Elemental Machines brengt het internet der dingen naar laboratoriumactiviteiten om miljoenen dollars te besparen voor biotechbedrijven

De Internet of Things (IoT)-producten, zoals een douchekop met Bluetooth-luidspreker of een koelkast die dingen rechtstreeks via internet bestelt, lijken misschien gimmicky ideeën voor vakantiegeschenken. Maar dit bedrijf heeft een praktische use case gevonden voor de nieuwe technologie: Elementaire machines, een lab operations intelligence-platform, heeft net verhoogde $ 41 miljoen in een serie B-financieringsronde. Het bedrijf helpt biotech-laboratoria hun activiteiten te stroomlijnen en mogelijk miljoenen dollars te besparen voor bedrijven door omgevingsvariabelen te beheersen.

De oprichter, Sridhar Iyengar, was een afgestudeerde student aan de universiteit van Cambridge toen zijn promotieproject op een onverwachte hindernis stuitte: een routine-experiment dat hij voor zijn onderzoek honderd keer had uitgevoerd, werkte plotseling niet meer. Na maanden van haren trekken en zich afvragen of hij zijn dissertatiewerk zou kunnen afmaken, kwam hij er eindelijk achter dat de afdeling het merk wasmiddel voor glaswerk had veranderd dat in de vaatwassers was gebruikt. Dat ogenschijnlijk onbeduidende detail waarover inkoop niemand had geïnformeerd, had een diepgaand effect op het experiment.

Iedereen die ooit in het lab heeft gewerkt, kan een soortgelijk verhaal delen: de ondragelijke pijn van het proberen de bronnen van variabiliteit in hun experimenten te achterhalen. Het is zo'n algemeen probleem dat er onder academici zelfs een onuitgesproken regel bestaat: als het experiment drie keer werkt, publiceer het dan, want als je het nog een keer probeert te repliceren, zou je geluk op de proef worden gesteld. Het probleem is dat deze conventionele academische wijsheid niet zo goed werkt in de industrie waar het proces altijd goed moet werken om betrouwbare producten te maken. De 'lab'-ruimtes die experimenten in de academische wereld impliceren, zijn meer fabrieken voor de biotech-industrie en moeten daarom voldoen aan veel hogere kwaliteits- en reproduceerbaarheidsnormen.

Gelukkig voor Sridhar weerhield het ongelukkige schoolincident hem er niet van om een ​​succesvolle tech-startup-oprichter te worden die meer dan 50 patenten bezit. Sridhar kwam terecht in de medische hulpmiddelenindustrie waar precisie en reproduceerbaarheid net zo belangrijk zijn als in het laboratorium, zo niet belangrijker. In 2001 richtte hij op Aga Matrix, een bloedglucosemeterbedrijf dat glucosemeters maakt voor winkelmerken zoals CVS, TargetTGT
, en KrogerKR
. Hun monitor was het eerste door de FDA goedgekeurde medische apparaat dat rechtstreeks verbinding kon maken met uw smartphone, waarmee een nieuw tijdperk van digitale gezondheidstechnologieën werd ingeluid. Zijn tweede bedrijf Buitenbeentje, de maker van draagbare fitness-tracker-apparaten en smart home-producten, werd in 2015 overgenomen door Fossil voor $ 260 miljoen.

Sinds zijn Misfit-dagen is Sridhar teruggekeerd naar het lab en past hij nu alles wat hij heeft geleerd over het bouwen van sensoren en cloud-verbonden producten toe op laboratoriumautomatisering. Die lessen waren niet altijd gemakkelijk: tijdens het maken van de glucosemeters moest zijn bedrijf bijna 20% verliezen aan de productiekant, wat hen miljoenen dollars kostte. Om de productiekwaliteit beter te kunnen controleren, moesten ze weten wat er in de fabriek aan de andere kant van de wereld gebeurde. Ze waren in staat om eenvoudige sensoren in de productiefaciliteit te installeren, omgevingsgegevens te verzamelen (zoals temperatuur en vochtigheid) en die variabelen te correleren met de productkwaliteit, waardoor de productieverliezen konden worden teruggebracht van 20% tot minder dan 1%.

Wat die ervaring Sridhar heeft geleerd, is dat elk laboratorium of elke productieomgeving enorm kan profiteren van verbeterde omgevingsmonitoring en -controle. De technologie heeft de afgelopen 15 jaar veel vooruitgang geboekt: slimme apparaten voor thuisgebruik maken deel uit van ons dagelijks leven, dus waarom zou u ze niet gebruiken om laboratoriumactiviteiten te stroomlijnen? Dit is wat Elemental Machines, het nieuwste bedrijf van Sridhar, aan het doen is: ze bouwen de hardware, cloudapplicaties en AI-gestuurde analyseproducten om door wetenschap gedreven ondernemingen te helpen hun efficiëntie te vergroten door betekenis te verzamelen en te extraheren uit gegevens over laboratoriumactiviteiten. Deze technologie zou een ontbrekend onderdeel kunnen zijn om biomanufacturing-succes mogelijk te maken:

“De grens tussen labs en fabrieken vervaagt. En wat dat betekent, is dat veel van de benaderingen die traditioneel in de productie werden gebruikt, kunnen worden gebruikt in laboratoriumwerk”, denkt Sridhar. "Ik denk dat we heel goed gepositioneerd zijn om een ​​aantal nieuwe technologieën naar de ruimte te brengen."

Elemental Machines werkt aan het proactief evalueren van de gehele laboratoriumomgeving om ervoor te zorgen dat teams, processen en apparatuur op de meest efficiënte manier worden gebruikt. Sommige instrumenten kunnen bijvoorbeeld vaker worden gebruikt dan andere, waardoor vaker kalibratie nodig is. De koelkast die zich het dichtst bij de laboratoriumtafel bevindt, kan vaker worden geopend, waardoor temperatuurschommelingen optreden. Al deze variabelen kunnen worden gemeten met behulp van sensoren die door het hele laboratorium zijn geplaatst, waardoor een slimme laboratoriuminfrastructuur ontstaat voor gegevensverzameling die kan worden gebruikt om het gebruik van bronnen te optimaliseren. Tot op heden heeft Elemental Machines meer dan 500 life sciences-klanten ondersteund, en het is geen verrassing dat de eerste gebruikers van de smart lab-technologie de geavanceerde synthetische biologiebedrijven zijn, zoals Ginkgo Bioworks.

“In 2020 begon Ginkgo Bioworks de bewaking op afstand van Elemental Machines te gebruiken. Dit stelt ons in staat om de gezondheid van onze koelcellen in de gaten te houden door te kijken naar de cyclustijd van de compressor en het aantal deuropeningen”, zegt Anna Greenswag, Senior Manager of Laboratory Operations bij Ginkgo Bioworks. “We konden eenvoudig Elemental Machines-waarschuwingen koppelen aan ons meldingsproces, zodat problemen snel kunnen worden verholpen. Naarmate we zijn gegroeid, heeft Elemental Machines het tempo kunnen bijhouden en naar behoefte kunnen opschalen. Elemental Machines staat open voor communicatiecontactpunten waar Ginkgo behoefte aan heeft en is geïnteresseerd in andere mogelijkheden om labmanagement te ondersteunen.”

Maar de potentiële impact van het implementeren van slimme laboratoriumtechnologieën is niet beperkt tot alleen de synthetische biologie-industrie. Elemental Machines is van plan om de $ 41 miljoen die in de laatste financieringsronde is opgehaald, te gebruiken om de commerciële groei in onderzoeks-, klinische en kwaliteitscontrolelaboratoriumdiensten te stimuleren, evenals aanverwante gebieden zoals productie, materiaalkunde, voedseltechnologie, ag-technologie en andere te ondersteunen industrieën. “We zijn verheugd om voort te bouwen op het enorme succes dat we hebben gehad op het gebied van R&D. We zijn van mening dat ons technologieplatform klaar is om operationele omgevingen te transformeren door bijna elk fysiek bezit met de cloud te verbinden, waardoor operators zich kunnen concentreren op meer strategische initiatieven”, aldus Sridhar in een persbericht.

Een cloud-verbonden lab is gemakkelijker te monitoren bij werken op afstand en kan helpen menselijke fouten te verminderen. Voor GMP-laboratoria kan het hun nalevingskosten verlagen, de operationele efficiëntie optimaliseren en de ROI van bioproductie verhogen. Elementaire machines kunnen laboratoria ook helpen bij de implementatie groene initiatieven om de ecologische voetafdruk van hun onderzoek te verkleinen. En misschien zal het in de toekomst problemen kunnen diagnosticeren en oplossen zonder menselijke tussenkomst. Autonome systemen zijn een integraal onderdeel van de vierde industriële revolutie die onderzoeks- en ontwikkelingsomgevingen transformeert. Door alledaagse laboratoriumtaken, zoals het controleren van temperaturen, te stroomlijnen, zou het wetenschappers kunnen vrijmaken om zich te concentreren op het "grote plaatje".

Labautomatisering is misschien minder sexy dan wearables. Maar Sridhar ziet het potentieel voor een enorme impact door Industrie 4.0-technologieën naar door wetenschap gedreven ondernemingen te brengen. Met de druk om de bioproductiecapaciteit in de VS te vergroten, zijn investeringen in automatisering, machine-naar-machine-communicatie en AI-gestuurde analyses cruciaal om een ​​concurrentievoordeel te behalen. In zekere zin is Elemental Machines als een gezondheidsmonitor, maar voor uw lab, en zoals andere trackers, kan het uw lab naar nieuwe hoogten helpen stuwen.

Bedankt aan Katia Tarasava voor aanvullend onderzoek en rapportage over dit artikel. Ik ben de oprichter van SynBioBeta en sommige van de bedrijven waarover ik schrijf, zoals Ginkgo Bioworks, zijn sponsors van de SynBioBeta-conferentie en wekelijkse samenvatting.