실험실 효율성을 최적화하는 주제는 많은 실험실 관리자들이 가장 우선적으로 논의하는 주제입니다. 새롭고 향상된 스마트 기술 지원 덕분에 수동 프로세스가 자동화되고 통합된 응용으로 대체되면서 이전의 효율성 및 생산성 관련 문제는 완전히 사라지고 있으며, 사물 인터넷(IoT) 움직임의 일환으로 실험실의 완전한 디지털화로 향한 길이 열렸습니다.
글로벌 자문 회사인 Gartner에 따르면, 디지털 실험실이란 디지털 기술을 사용하여 실험실의 운영 방식을 바꾸고 비즈니스 모델을 최적화하며 궁극적으로 새로운 수익과 가치 창출 기회를 제공하는 실험실입니다. 간단히 말해서 디지털 비즈니스로 전환하는 과정에 있는 것입니다.
제약 실험실 리더를 대상으로 한 애질런트의 설문조사 결과가 이러한 관점을 뒷받침합니다. 이 설문 조사의 응답은 실험실 프로세스를 시급하게 개선하고 업데이트해야 하는 필요성을 강조했습니다. 설문조사 결과는 다음과 같습니다.
- 더 빠른 결과 도출을 원한다(55%)
- 뛰어난 품질에 대한 요구가 있다(44%)
- 데이터 무결성을 개선하고 싶다(43%)
- 현재 워크플로에 최적화가 필요하다(83%)
기타 설문조사 결과에 따르면 실험실 관리자 중 4%만이 의사 결정을 위해 활용 데이터(실험실의 모든 기기가 어떻게 작동하고 있는지 파악할 수 있는 도구)를 사용하고 있는 것1으로 나타났습니다. 더 놀라운 점은 일부 실험실 기기는 평균 35%의 시간 동안만 사용되고 있었습니다. 2
번거로운 시스템과 작별하고 스마트 기술을 도입하세요
기존의 실험실 워크플로에서 흔히 발생하는 몇 가지 주요 문제점을 해결하기 위해 스마트 기술은 점차 변화를 주도하는 핵심으로 부상하고 있습니다. 애질런트와 같은 분석 기업은 일반적인 실험실을 스마트 기술을 적용한 실험실로 전환하도록 지원하여 결과의 품질, 비용 효율성 또는 실험실 공간에 영향을 주지 않으면서 고객에게 더 나은 기기 및 서비스를 제공할 수 있습니다.
미래의 실험실은 실험실 디지털화의 토대 위에 만들어진 개념입니다. 미래의 실험실에서는 연결된 스마트 기술 워크플로 시스템을 비롯해 통합 자동화를 통해 방대한 양의 데이터를 수집할 수 있습니다. 영국 캠브리지에서 개최된 2020년 미래의 실험실 회의의 기조 연설자는 "미래의 실험실은 더 이상 벽으로 둘러싸여 있지 않을 것이다"3라고 말했습니다. 즉, 실험실의 디지털화는 분석과 다른 절차 간의 유동성과 상호 연결성을 향상할 것이라는 점을 시사하는 것입니다.
디지털로 연결된 실험실을 통한 과학 혁신
디지털 실험실은 데이터에 대한 접근성이 더욱 개선되므로 보다 앞서 있는 실험실이라고 할 수 있습니다. 과학을 혁신하는 데 있어 데이터가 핵심적인 역할을 합니다. 따라서 디지털로 연결된 실험실은 물론 모든 실험실에서 생성되는 데이터 양의 증가는 시장의 판도를 바꾸는 계기가 될 수 있습니다. 하지만 이것은 유용한 정보와 지식을 수집하고 종합하는 경우에만 가능합니다.
디지털 환경(즉, 종이 없는 전자 형식의 작업)은 디지털화를 기반으로 합니다. 완벽한 데이터 분석을 위해 필요한 모든 기기를 통합하고 의사 결정을 위해 데이터의 가치를 충분히 활용합니다.
인공 지능(AI)은 인지 문제를 해결하는 능력을 학습하는 기계로 정의되는 경우가 많습니다. 그러나 과학적 방법론과 실험실 상호 연결의 맥락에서 AI는 인간의 관찰 및 의사 결정 프로세스를 모델링하기 위한 데이터를 캡처하는 데 사용되기 시작했습니다. 앞으로 AI를 통해 실험실의 모든 기기를 연결하면 기술과 사용자 간의 상호작용을 훨씬 더 깊이 이해할 수 있으며, 실험실 운영 전반에 대한 포괄적인 관점을 가질 수 있습니다.
AI는 효율성 저하를 모니터링 및 식별하고 권장 사항을 제시함으로써, 데이터 해석을 넘어 실험실 운영을 보다 효과적으로 관리하고, 궁극적으로 연구 및 개발을 가속화하는 데 활용할 수 있는 제안 인텔리전스(suggestive intelligence)의 수준까지 나아가고 있습니다.
AI 기술은 실험실의 디지털화를 가속화할 것입니다
실험실 환경에 AI를 도입하는 핵심적인 이유는 실험실의 운영 상황을 모니터링하고 보다 정교한 통찰력을 얻기 위해서입니다. 이렇게 강력한 정보원에 접근하는 능력은 과학적 생산성을 위해 필수적인 요소가 될 것입니다. 이것은 실험실 관리 시스템이 매우 효율적이고 AI만이 생산할 수 있는 가치 있는 지식을 제공하도록 만들기 위해 반드시 거쳐야 하는 단계입니다.
기기의 전력 소비량과 같은 다양한 변수를 감지하고 모니터링하는 범용 감지 기능과 결합된 AI를 통해 기업은 비즈니스에 대한 운영과 경제적 이점을 실현하고 미래를 계획할 수 있습니다. AI는 즉시 활용할 수 있는 높은 수준의 통찰력을 통해 실험실의 모든 장비 사용량을 동시에 모니터링하고 전체 처리량 추적을 지원합니다.
실제로 디지털 실험실의 요소를 보여주는 구성도.
고객의 주요 당면 과제를 해결하는 디지털 혁신 제공
애질런트는 다음을 통해 기기 제품, 서비스 및 소모품의 상호 연결성을 개선하여 고객의 요구를 충족하는 솔루션을 위해 한계를 초월하는 다양한 기술과 플랫폼을 개발했습니다.
- 디지털 실험실을 발전시키는 통합형 제품 및 서비스
- 보다 빠르고 고객이 선호하는 온라인 상호작용을 통해 비즈니스 용이성 향상
- 운영 효율성을 높이는 솔루션
예를 들어, Agilent CrossLab 그룹의 일환인 디지털 실험실 프로그램은 최종 사용자인 고객에게 향상된 디지털 기능을 제공하여 상호 보완하도록 설계된 제품 에코시스템을 통해 실험실 환경을 개선합니다. 이 이니셔티브는 다음과 같은 전 세계 실험실의 과학 및 경제적 성과를 향상시키기 위해 업계 최고의 데이터 인텔리전스 도구를 통해 몇 가지 특정 기술을 실현해 왔습니다.
- 자산 모니터링 – Agilent CrossLab 자산 모니터링은 고급 IoT 센서 기술과 데이터 분석 기능을 통합하여 실험실 전체에 대한 가시성을 제공합니다. 이 솔루션은 센서 기반 활용도 모니터링 및 비즈니스 분석을 통합하여 모든 워크플로 전반에서 실험실 전체의 기기 활용 데이터를 캡처하고 대시보드에 컴파일된 데이터 분석을 통해 개선을 위한 통찰력을 제공하며 팩트 기반 데이터를 자본적 지출, 운영 비용 및 생산성 의사결정에 활용할 수 있게 해줍니다.
- Smart Alerts – 이 제품은 기기 상태를 모니터링하는 동시에 주요 기기 소모품을 언제 교체해야 하는지, 언제 예방점검 서비스를 수행해야 하는지 그리고 애질런트 기기의 작동이 중단되었을 때 실험실 작업자에게 이메일 기반의 알림을 제공합니다. 디지털 실험실 전체의 연결을 통해 사용자는 모든 애질런트 기기를 원격으로 모니터링할 수 있습니다.
- SLIMS – 최종 사용자는 시료 수령부터 자동화된 결과 보고에 이르기까지 실험실의 시료를 효과적으로 추적할 수 있습니다. SLIMS는 실험실 정보 관리 시스템(LIMS)과 전자 실험실 노트북(ELN)의 장점을 결합하여 엔드-투-엔드 솔루션을 실현하고 실험실의 전체 콘텐츠와 컨텍스트를 관리합니다.
- OpenLab 소프트웨어/클라우드 스토리지 - 시료 관리에서 복잡한 분석, 안전한 데이터 보관에 이르기까지 사실상 실험실의 모든 컴퓨팅 워크로드에 대한 실질적 옵션이 되었습니다.
치열한 경쟁 사회에서 경쟁우위 유지
전 세계적으로 과학 혁신이 가속화되는 환경에서 실험실은 경쟁우위를 유지하기 위해 디지털화 구현에 필요한 기술 투자를 고려해야 합니다. 우리는 데이터 중심의 세상에 살고 있습니다. 따라서 과학 실험실은 실험실 생태계에서 만들어지는 모든 데이터를 생성, 관리 및 효과적으로 사용하는 방법을 근본적으로 변화시켜야 합니다. 끊임없이 변화하는 세계에서 경쟁우위를 확보하고 유지하려면 실험실 운영 및 과학 데이터 관리에 대한 지속적인 혁신이 필요합니다. 이것은 진정한 디지털 실험실이 되기 위한 첫 번째이자 가장 중요한 단계가 될 것입니다.
참고문헌:
1 Agilent asset management survey of lab and operations managers
2 Utilization data from Agilent Asset Monitoring; blend across high-value Cat 1, 2, 3 assets in R&D and QC
3 https://www.genengnews.com/insights/biopharmas-lab-of-the-future-cant-wait/