A Elemental Machines está trazendo a Internet das Coisas para as operações de laboratório para economizar milhões de dólares para empresas de biotecnologia

Os produtos da Internet das Coisas (IoT) – como um chuveiro com alto-falante Bluetooth ou uma geladeira que faz pedidos diretamente da Internet – podem parecer ideias enigmáticas de presentes de fim de ano. Mas esta empresa encontrou um caso de uso prático para a nova tecnologia: Máquinas Elementares, uma plataforma de inteligência de operações de laboratório, acaba de aumentou $ 41 milhões em uma rodada de financiamento da Série B. A empresa está ajudando os laboratórios de biotecnologia a simplificar suas operações e potencialmente economizar milhões de dólares para as empresas, controlando as variáveis ​​ambientais.

Seu fundador, Sridhar Iyengar, era um estudante de pós-graduação na Universidade de Cambridge quando seu projeto de doutorado atingiu um obstáculo inesperado: um experimento de rotina que ele realizou centenas de vezes para sua pesquisa parou de funcionar de repente. Depois de meses puxando os cabelos e se perguntando se seria capaz de concluir seu trabalho de dissertação, ele finalmente descobriu que o departamento havia trocado a marca de detergente para copos que era usada em suas máquinas de lavar louça. Esse detalhe aparentemente insignificante que a aquisição não informou a ninguém teve um efeito profundo no experimento.

Qualquer pessoa que já trabalhou em laboratório pode compartilhar uma história semelhante: a dor excruciante de tentar descobrir as fontes de variabilidade em seus experimentos. É um problema tão comum, que existe até uma regra tácita entre os acadêmicos: se o experimento funcionar três vezes, publique-o, porque tentar replicá-lo novamente seria testar sua sorte. O problema é que essa sabedoria acadêmica convencional não funciona tão bem na indústria, onde o processo tem que funcionar corretamente o tempo todo para produzir produtos confiáveis. Os espaços “laboratórios” que implicam experimentação na academia são mais como fábricas para a indústria biotecnológica e, portanto, devem aderir a padrões de qualidade e reprodutibilidade muito maiores.

Felizmente para Sridhar, o infeliz incidente da pós-graduação não o impediu de se tornar um fundador de uma startup de tecnologia de sucesso que detém mais de 50 patentes. Sridhar acabou na indústria de dispositivos médicos, onde a precisão e a reprodutibilidade são tão importantes quanto no laboratório, se não mais. Em 2001, fundou Aga Matrix, uma empresa de monitores de glicose no sangue que fabrica medidores de glicose para marcas como CVS, TargetTGT
e KrogerKR
. Seu monitor foi o primeiro dispositivo médico aprovado pela FDA que pode se conectar diretamente ao seu smartphone, inaugurando uma nova era de tecnologias digitais de saúde. Sua segunda empresa, pessoa desajeitada, fabricante de rastreadores de fitness vestíveis e produtos domésticos inteligentes, foi adquirida pela Fossil em 2015 por US$ 260 milhões.

Desde seus dias de Misfit, Sridhar voltou ao laboratório e agora está aplicando tudo o que aprendeu sobre a construção de sensores e produtos conectados à nuvem para automação de laboratório. Essas lições nem sempre foram fáceis: ao fabricar os monitores de glicose, sua empresa teve que enfrentar perdas de quase 20% na produção, custando milhões de dólares. Para ter um melhor controle sobre a qualidade da fabricação, eles precisavam saber o que estava acontecendo na fábrica do outro lado do mundo. Eles conseguiram instalar sensores simples na fábrica, coletar dados ambientais (como temperatura e umidade) e correlacionar essas variáveis ​​com a qualidade do produto, o que ajudou a reduzir as perdas de produção de 20% para menos de 1%.

O que essa experiência ensinou a Sridhar é que qualquer laboratório ou ambiente de fabricação pode se beneficiar muito com o monitoramento e controle ambiental aprimorados. A tecnologia avançou muito nos últimos 15 anos: os dispositivos domésticos inteligentes fazem parte do nosso dia a dia, então por que não trazê-los para agilizar as operações do laboratório? Isso é o que a Elemental Machines, a mais recente empresa de Sridhar, está fazendo: eles estão construindo o hardware, aplicativos em nuvem e produtos analíticos orientados por IA para ajudar as empresas orientadas pela ciência a aumentar sua eficiência reunindo e extraindo significado dos dados das operações de laboratório. Essa tecnologia pode ser a peça que falta para permitir o sucesso da biomanufatura:

“A linha entre laboratórios e fábricas está se tornando tênue. E o que isso significa é que muitas das abordagens tradicionalmente usadas na fabricação podem começar a ser usadas no trabalho de laboratório”, pensa Sridhar. “Acho que estamos muito bem posicionados para trazer algumas novas tecnologias para o espaço.”

A Elemental Machines trabalha para avaliar proativamente todo o ambiente do laboratório para garantir que as equipes, processos e equipamentos sejam utilizados da maneira mais eficiente possível. Por exemplo, alguns instrumentos podem ser usados ​​com mais frequência do que outros, exigindo calibração mais frequente. A geladeira mais próxima da bancada do laboratório pode ser aberta com mais frequência, ocasionando oscilações de temperatura. Todas essas variáveis ​​podem ser medidas por meio de sensores colocados em todo o laboratório, criando uma infraestrutura de laboratório inteligente para coleta de dados que pode ser aproveitada para otimizar o uso de recursos. Até o momento, a Elemental Machines atendeu mais de 500 clientes de ciências biológicas, e não é surpresa que os primeiros a adotar a tecnologia de laboratório inteligente sejam empresas de biologia sintética de ponta, como Ginkgo Bioworks.

“Em 2020, a Ginkgo Bioworks começou a utilizar o monitoramento remoto da Elemental Machines. Isso nos permite observar a integridade de nossas unidades de armazenamento a frio observando o tempo de ciclo do compressor e também o número de aberturas de portas”, disse Anna Greenswag, gerente sênior de operações de laboratório da Ginkgo Bioworks. “Conseguimos conectar facilmente os alertas do Elemental Machines ao nosso processo de notificação para que os problemas possam ser resolvidos rapidamente. À medida que crescemos, a Elemental Machines conseguiu manter o ritmo e escalar conforme necessário. A Elemental Machines está aberta a pontos de contato de comunicação conforme necessário para o Ginkgo e está interessada em outros caminhos para explorar o suporte ao gerenciamento de laboratório.”

Mas o impacto potencial da implementação de tecnologias de laboratório inteligentes não se limita apenas à indústria de biologia sintética. A Elemental Machines planeja usar os $ 41 milhões arrecadados na última rodada de financiamento para alimentar o crescimento comercial em serviços de laboratório de pesquisa, clínica e controle de qualidade, bem como apoiar áreas relacionadas, como manufatura, ciência de materiais, tecnologia de alimentos, tecnologia agrícola e outras. indústrias. “Estamos empolgados em aproveitar o tremendo sucesso que tivemos no espaço de P&D. Acreditamos que nossa plataforma de tecnologia está preparada para transformar ambientes operacionais conectando praticamente qualquer ativo físico à nuvem e, assim, liberando as operadoras para se concentrarem em iniciativas mais estratégicas”, disse Sridhar em um comunicados à CMVM.

Um laboratório conectado à nuvem é mais fácil de monitorar em condições de trabalho remoto e pode ajudar a reduzir o erro humano. Para laboratórios GMP, pode reduzir o custo de conformidade, otimizar a eficiência operacional e aumentar o ROI da biofabricação. Elemental Machines também pode ajudar os laboratórios a implementar iniciativas verdes para reduzir a pegada ambiental de suas pesquisas. E talvez, no futuro, seja capaz de diagnosticar e corrigir problemas sem intervenção humana. Os sistemas autônomos são um aspecto integral da Quarta Revolução Industrial que está transformando os ambientes de pesquisa e desenvolvimento. Ao simplificar tarefas de laboratório mundanas, como verificar temperaturas, isso poderia liberar os cientistas para se concentrarem no “quadro geral”.

A automação de laboratório talvez seja menos sexy do que os vestíveis. Mas Sridhar vê o potencial de um tremendo impacto ao trazer as tecnologias da Indústria 4.0 para empresas orientadas pela ciência. Com o esforço para aumentar a capacidade de biomanufatura dos EUA, os investimentos em automação, comunicação máquina a máquina e análises orientadas por IA são cruciais para obter uma vantagem competitiva. De certa forma, Elemental Machines é como um monitor de saúde – mas para o seu laboratório, e como outros rastreadores, pode ajudar a impulsionar seu laboratório a novos patamares.

Obrigado a Kátia Tarasava para pesquisas adicionais e relatórios sobre este artigo. Sou o fundador da SynBioBeta e algumas das empresas sobre as quais escrevo, como a Ginkgo Bioworks, são patrocinadoras do Conferência SynBioBeta e resumo semanal.