Elemental Machines tar med Internet of Things till labbverksamheten för att spara miljontals dollar för bioteknikföretag

Internet of Things (IoT)-produkter – som ett duschhuvud med Bluetooth-högtalare eller kylskåp som beställer saker direkt från internet – kan verka som gimmickiga julklappsidéer. Men det här företaget har hittat ett praktiskt användningsfall för den nya tekniken: Elementära maskiner, en underrättelseplattform för labboperationer, har precis samlade in $ 41 miljoner i en serie B-finansieringsrunda. Företaget hjälper biotechlaboratorier att effektivisera sin verksamhet och potentiellt spara miljontals dollar för företag genom att kontrollera miljövariabler.

Dess grundare, Sridhar Iyengar, var en doktorand vid Cambridge University när hans doktorandprojekt hamnade på en oväntad vägspärr: ett rutinexperiment som han hade utfört hundra gånger för sin forskning slutade plötsligt att fungera. Efter månader av hårdragning och undrar om han skulle kunna slutföra sitt avhandlingsarbete, fick han äntligen reda på att avdelningen hade bytt märket för glasdiskmedel som hade använts i dess diskmaskiner. Den till synes obetydliga detalj som upphandlingen inte hade informerat någon om hade en djupgående effekt på experimentet.

Alla som någonsin har arbetat i labbet kan dela en liknande historia: den olidliga smärtan av att försöka ta reda på källorna till variation i sina experiment. Det är ett så vanligt problem att det till och med finns en outtalad regel bland akademiker: om experimentet fungerar tre gånger, publicera det, för att försöka replikera det igen skulle testa lyckan. Problemet är att denna konventionella akademiska visdom inte fungerar så bra i industrin där processen måste fungera rätt varje gång för att göra pålitliga produkter. De "labb"-utrymmen som innebär experimenterande i akademin är mer som fabriker för bioteknikindustrin och måste därför följa mycket högre kvalitets- och reproducerbarhetsstandarder.

Lyckligtvis för Sridhar hindrade inte den olyckliga incidenten i forskarskolan honom från att bli en framgångsrik grundare av teknisk start som innehar över 50 patent. Sridhar hamnade i medicinteknisk industri där precision och reproducerbarhet är lika viktigt som i labbet, om inte mer. 2001 grundade han Aga Matrix, ett blodsockermonitorföretag som tillverkar glukosmätare för butiksmärken som CVS, TargetTGT
, och KrogerKR
. Deras monitor var den första FDA-godkända medicinska enheten som kunde ansluta direkt till din smartphone, vilket inledde en ny era av digital hälsoteknik. Hans andra företag, Misslyckad, tillverkaren av bärbara träningsspårningsenheter och smarta hemprodukter, förvärvades av Fossil 2015 för 260 miljoner dollar.

Sedan hans Misfit-dagar har Sridhar cirklat tillbaka till labbet och tillämpar nu allt han lärt sig om att bygga sensorer och molnanslutna produkter till labbautomation. Dessa lärdomar var inte alltid lätta: när han tillverkade glukosmätarna fick hans företag drabbas av nära 20 % förluster på produktionssidan, vilket kostade dem miljontals dollar. För att ha bättre kontroll över tillverkningskvaliteten behövde de veta vad som hände i fabriken halvvägs runt om i världen. De kunde installera enkla sensorer i tillverkningsanläggningen, samla in miljödata (som temperatur och luftfuktighet) och korrelera dessa variabler till produktkvalitet, vilket bidrog till att minska produktionsförlusterna från 20 % ner till mindre än 1 %.

Vad den erfarenheten lärde Sridhar är att alla labb eller tillverkningsmiljöer skulle kunna dra stor nytta av förbättrad miljöövervakning och kontroll. Tekniken har gjort stora framsteg under de senaste 15 åren: smarta hemenheter är en del av vårt dagliga liv, så varför inte ta med dem för att effektivisera labbverksamheten? Det här är vad Elemental Machines, Sridhars senaste företag, gör: de bygger hårdvara, molnapplikationer och AI-drivna analysprodukter för att hjälpa vetenskapsdrivna företag att öka sin effektivitet genom att samla in och extrahera mening från labbdriftsdata. Denna teknik kan saknas för att möjliggöra framgång med biotillverkning:

– Gränsen mellan labb och fabriker suddas ut. Och vad det betyder är att många av de metoder som traditionellt användes i tillverkningen kan börja användas i labbarbete, tycker Sridhar. "Jag tror att vi är mycket väl positionerade för att ta med lite ny teknik till rymden."

Elemental Machines arbetar med att proaktivt utvärdera hela laboratoriemiljön för att säkerställa att team, processer och utrustning används på ett så effektivt sätt som möjligt. Till exempel kan vissa instrument användas oftare än andra, vilket kräver mer frekvent kalibrering. Kylskåpet närmast labbbänken kan öppnas oftare, vilket leder till temperaturfluktuationer. Alla dessa variabler kan mätas med hjälp av sensorer placerade i hela labbet, vilket skapar en smart labbinfrastruktur för datainsamling som kan utnyttjas för att optimera användningen av resurser. Hittills har Elemental Machines stöttat över 500 life science-kunder, och det är ingen överraskning att de första som använder smart lab-tekniken är de banbrytande syntetiska biologiföretagen som t.ex. Ginkgo Bioworks.

"2020 började Ginkgo Bioworks använda Elemental Machines fjärrövervakning. Detta gör det möjligt för oss att övervaka hälsan hos våra kyllagringsenheter genom att titta på kompressorns cykeltid samt se antalet dörröppningar”, säger Anna Greenswag, Senior Manager of Laboratory Operations på Ginkgo Bioworks. "Vi kunde enkelt koppla Elemental Machines-varningar till vår aviseringsprocess så att problem kan åtgärdas snabbt. Allt eftersom vi har vuxit har Elemental Machines kunnat hålla jämna steg och skala efter behov. Elemental Machines är öppet för kommunikationsberöringspunkter efter behov av Ginkgo och är intresserade av andra vägar för att utforska stödjande labbledning."

Men den potentiella effekten av att implementera smarta labbtekniker är inte begränsad till bara syntetisk biologiindustri. Elemental Machines planerar att använda de 41 miljoner dollar som samlades in under den senaste finansieringsomgången för att främja kommersiell tillväxt inom forskning, kliniska och kvalitetskontrolllabbtjänster, samt stödja relaterade områden som tillverkning, materialvetenskap, livsmedelsteknik, ag tech och andra industrier. "Vi är glada över att bygga vidare på den enorma framgång vi har haft inom FoU-området. Vi tror att vår teknikplattform är redo att förvandla operativa miljöer genom att koppla nästan alla fysiska tillgångar till molnet, och därigenom frigöra operatörer att fokusera på mer strategiska initiativ, säger Sridhar i en pressmeddelande.

Ett molnuppkopplat labb är lättare att övervaka under distansarbete och kan hjälpa till att minska mänskliga fel. För GMP-labb kan det minska deras kostnader för efterlevnad, optimera operativ effektivitet och öka avkastningen på biotillverkning. Elemental Machines kan också hjälpa laboratorier att implementera gröna initiativ att minska miljöavtrycket av sin forskning. Och kanske i framtiden kommer den att kunna diagnostisera och åtgärda problem utan mänsklig inblandning. Autonoma system är en integrerad del av den fjärde industriella revolutionen som förändrar forsknings- och utvecklingsmiljöer. Genom att effektivisera vardagliga labbuppgifter, som att kontrollera temperaturer, kan det frigöra forskare att fokusera på den "stora bilden".

Labautomation är kanske mindre sexig än wearables. Men Sridhar ser potentialen för enorm påverkan genom att föra Industry 4.0-teknologier till vetenskapsdrivna företag. Med strävan att öka den amerikanska biotillverkningskapaciteten är investeringar i automation, maskin-till-maskin-kommunikation och AI-driven analys avgörande för att få en konkurrensfördel. På ett sätt är Elemental Machines som en hälsomonitor – men för ditt labb, och som andra spårare gör, kan de hjälpa dig att driva ditt labb till nya höjder.

Tack till Katia Tarasava för ytterligare forskning och rapportering om den här artikeln. Jag är grundaren av SynBioBeta, och några av företagen som jag skriver om, som Ginkgo Bioworks, är sponsorer av SynBioBeta-konferens och veckans smälta.