Die Labore der Welt stehen unter dem Druck, mehr Tests durchzuführen und mehr Materialien zu verarbeiten, nicht nur aufgrund von COVID, sondern auch aus den wachsenden Sektoren Biotechnologie und Arzneimittelentwicklung – und Automatisierung ist der sichere Weg nach vorne. Automata, das mit der Herstellung eines Roboterarms zur Bewältigung einzelner Aufgaben begann, hat nun 50 Millionen US-Dollar gesammelt, um ganze Laborprozesse von Anfang bis Ende zu automatisieren.
Als wir 2019 das letzte Mal mit Automata sprachen, hatte das Unternehmen gerade eine Runde von 7,4 Millionen Dollar aufgebracht und konzentrierte sich auf die Entwicklung und den Einsatz seines Eva-Roboterarms, der für eine Vielzahl gängiger Aufgaben eingesetzt werden konnte: Glas bewegen, einfache Proben durchführen, so weiter sowas. Aber sie stellten schnell fest, dass das Leben als Roboteranbieter für kleine, sehr individuelle Projekte und Labore kein tragfähiges Geschäftsmodell war.
„Es reicht nicht aus, in einer Phase mit dem Kunden in Kontakt zu treten – wie ‚Hier ist der günstigste Roboterarm auf dem Markt, viel Glück!‘ Wenn Unternehmen einen oder zwei Roboter kaufen, optimiert das einige Prozesse, revolutioniert aber nicht die Arbeitsweise des Unternehmens. Deshalb haben wir in den letzten Jahren damit begonnen, uns damit zu beschäftigen, wie wir die Einführung unserer Technologie in einem relevanten Umfang vorantreiben können“, sagte Mitbegründer und CEO Mostafa ElSayed.
Sie identifizierten drei große Märkte, die ihrer Meinung nach an der Schwelle zu einem Automatisierungsboom standen: Diagnostik, Arzneimittelforschung und synthetische Biologie (dh die Entdeckung und Kultivierung speziell entwickelter Mikroben).
Was das Unternehmen bei der Installation der ersten paar Hundert seiner Eva-Arme feststellte, war, dass Unternehmen in diesen Sektoren viel „Teilautomatisierung“ hatten. ElSayed verglich dies mit einer Geschirrspülmaschine in der Küche: Sie müssen die Teller nicht mehr von Hand spülen, aber Sie müssen sie immer noch ein- und ausladen, Seife hinzufügen, die Einstellungen auswählen usw. Nützlich, aber immer noch vollständig darauf angewiesen menschliche Arbeit.
Die Grenzen der Teilautomatisierung zeigten sich während der Pandemie, als insbesondere Labore, die PCR-Tests durchführten, mit maximaler Kapazität arbeiteten und die Nachfrage noch lange nicht decken konnten. In ähnlicher Weise erstrecken sich in der Arzneimittelentwicklung und der synthetischen Bio die Zeitpläne für bestimmte Prozesse in den Bereich von 5 bis 7 Jahren, da es eine feste Grenze dafür gibt, wie oft ein bestimmter Prozess ausgeführt werden kann. Durch die Umstellung von Teil- auf Vollautomatisierung können enorme Zeiteinsparungen und Durchsatzsteigerungen realisiert werden. Aber mit einer Handvoll Roboterarmen war das nicht möglich.
Das Gehäuse von Automata Labs mit dem Eva-Roboterarm daneben.
„Wir mussten einen völlig neuen Hardware-Stack aufbauen, der diese Art der Automatisierung ermöglicht“, sagte ElSayed. Ende letzten Jahres kündigten sie ihre neue Hardwareplattform an, Automata Labs, eine Art modularer Container, der für den kontinuierlichen Betrieb der Maschinen im Inneren und die Fähigkeit, die Ergebnisse an den nächsten Schritt weiterzugeben, gebaut wurde. „Der Benchtop ist wirklich die Standardeinheit aller Labore, also ist es im Grunde ein ganzer Labortisch, der automatisiert werden kann.“
Der sichtbarste Erfolg des Unternehmens ist eine NHS-Testeinrichtung, die so automatisiert wie derzeit möglich ist (d. h. es befinden sich immer noch Menschen darin, aber ein Großteil der Arbeit wird von Robotern erledigt) und die inzwischen über eine Million Proben verarbeitet hat. ElSayed wies darauf hin, dass die Zahl groß ist, aber noch wichtiger war, dass die Automatisierung die Durchlaufzeiten für Ergebnisse um die Hälfte reduzierte, was, wie Sie sich vorstellen können, für zeitkritische Tests von entscheidender Bedeutung ist. Dies liegt vor allem daran, dass der Automatisierungsgrad es den Ärzten ermöglicht, die Roboter über Nacht zum Laufen zu bringen, und sie können am Morgen über fertige Ergebnisse verfügen.
In experimentellen Umgebungen können die Zeitpläne um 25 bis 40 Prozent verkürzt werden, was erheblich ist, aber für jeden, der von Produktivitätssteigerungen in Größenordnungen wie der Fertigung gelesen hat, bescheiden klingen mag. ElSayed sagte, es gebe andere Wege, um diese spezifische Zahl weiter zu verbessern, wie die „Lights-Out-Labors“, die die NHS-Schnelllabore ermöglichten.
Geschäftsführer Mostafa ElSayed.
Aber er merkte an, dass für viele Forscher auch ein ernsthafter Bedarf an Genauigkeit und Wiederholbarkeit besteht.
„Es gab einen klaren, beschreibbaren Bedarf an diesen Benutzerbasen“, sagte er. „Es gibt das Grundlegende, den Durchsatz zu erhöhen und gleichzeitig einfache Aufgaben in einem Labor zu reduzieren … aber es gab auch, und wir wussten das nicht, ein Wiederholbarkeitsproblem in Labors. Die Teams veröffentlichten ihre eigenen Forschungsarbeiten, versuchten dann, die Ergebnisse zu replizieren und scheiterten, weil die Prozesse im Labor sehr manuell und variabel waren.“
Ein großer Teil des Vorteils der Automatisierung liegt also in der systematischen Nachverfolgung und Leistung und in weniger Fehlern. Zu diesem Zweck hat Automata in die Software zur Verwaltung seiner Laborgeräte und Roboter investiert.
„Die Wissenschaftler in diesen Organisationen – insbesondere ihre Automatisierungswissenschaftler, diese aufstrebende Rolle – was sie wirklich wollen, ist die Möglichkeit, diese Systeme selbst zu programmieren und diese Screenings selbst zu entwerfen, anstatt uns hinzuzuziehen“, sagte ElSayed. Wie jeder, der schon einmal mit Wissenschaftlern verhandelt hat, wahrscheinlich weiß, würden viele lieber auf die alte Art und Weise weitermachen, als die Kontrolle an eine externe Agentur abzugeben. Daher war der Aufbau eines Systems, das von der Mannschaft vor Ort bereitgestellt und angepasst werden kann, ein Hauptaugenmerk.
„Immer mehr Labore, die unsere Hardware einsetzen, kommen wegen dieser digitalen Lösungen zu uns, um sie zu konfigurieren oder bereitzustellen oder das Ökosystem mit ihrem Datensystem zu verbinden“, fuhr er fort.
Eine neue Generation von Hardware, die in begrenztem Umfang mit Partnern getestet wird, soll später in diesem Jahr vorgestellt werden, und Automata bereitet sich auch darauf vor, den Sprung in die USA und weitere europäische Märkte zu wagen. Die enorme Menge an Einstellungen, Produktion, Vertrieb, Support usw., die diese Expansion erfordert, ist der Grund, warum das Unternehmen diese 50-MB-Runde aufgebracht hat. Die Runde wurde von Octopus Ventures angeführt, mit Beteiligung von Hummingbird, Latitude Ventures, ABB Technology Ventures, Isomer Capital, In-Q-Tel und anderen.