近年来,许多公司开始提供远程的、自动化的机器人,用于24小时执行实验、提高研发效率和可重复性。如发布云端化学实验室RoboRXN的IBM、倡导“按需自动发现”的Strateos、定制生命科学实验的Emerald、提供全自动药物发现平台的Arctoris、推出基于云的自动化平台的Synthace。
2022年6月13日,Nature杂志的Technology Features栏目发表了题为Cloud labs: where robots do the research的文章,以云实验室公司Emerald Cloud Lab (ECL) 为例,介绍了该领域的进展情况。主要内容整理如下。
关于ECL
2010年,ECL的联合创始人Brian Frezza和D. J. Kleinbaum在南旧金山成立了Emerald Therapeutics公司,专注于开发抗病毒药物。然而,他们花了很多时间试图让他们新实验室的机器工作。他们使用一套不断扩展的计算机代码来管理设备并进行全天候实验。在这个过程中,Frezza注意到,研究的生产力和可重复性都得到了提高。
受此启发,二人成立了ECL公司,出售其设备和软件的订购权限。研究人员可以登录ECL仪表板,指定他们想要进行的实验和时间,根据他们的喜好配置设备,获得实验的实时进度更新,并通过视频观看实验过程。
通过编程运行实验
ECL公司使科学家能够在一个被称为云实验室的自动化研究环境中远程进行湿式实验室实验,其机器人可以执行由世界各地研究人员发过来的代码,也就是说,通过编程来运行实验。
位于加州南旧金山的Emerald Cloud Lab的自动化实验室设施
数百台机器在工作,但只需要一两个人类技术人员来管理整个过程。
化学博士生Kolodieznyi称,在ECL,他只用了一周的时间,就复制了几年的博士研究。
ECL的客户CSL Behring的研发执行总监Germano Coppola认为,云实验室为科学家提供了巨大的潜力,他们甚至不需要进入实验室就能产生大量的数据。
在使用费用方面,ECL根据用户希望同时运行的实验数量,提供三个级别的访问。最低级别允许三个并行运行,每月起价24,000美元。Frezza认为,从长远来看,与购买设备的成本相比,这可以为研究人员节省资金。
与卡内基梅隆大学的合作
Brian Frezza 和 DJ Kleinbaum是卡内基梅隆大学的校友。
2020年COVID-19大流行对研究的影响,推动卡内基梅隆大学投资4000万美元与ECL合作,建立一个位于匹兹堡的云实验室--这是第一个在学术环境中建立的此类设施。卡内基梅隆大学云计算实验室于2021年11月开始建设,并将于2023年中期开放。
与CRO的区别
对于缺乏基础设施或专业知识来进行某些实验的研究团队来说,云实验室并不是唯一的选择,也可以选择CRO。
但这两种方法是非常不同的,Strateos技术赋能服务副总裁Daniel Rines说,通过云实验室,科学家们进行所有他们自己的实验。你可能在几千公里之外进行实验,但它们仍然是你的想法和结果。
相比之下,"CRO是非常以劳动力驱动的",这意味着他们往往依靠人类来完成大部分工作。"我们正在做的是利用我们的机器人能力使科学工业化,并使其更加可重复和可靠"。
Strateos实验室设施中的一个机器人
当实验失败时,云实验室的用户可以重新潜入他们的数据中,找出出错的原因,而不需要依靠其他人。
感兴趣的读者可以查阅该文原文:
https://www.nature.com/articles/d41586-022-01618-x
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参考资料
https://www.nature.com/articles/d41586-022-01618-x