鎂伽：AI+自動化+生命科學，打造國內首家通用型智能自動化生物實驗室
生命科學是一個專業壁壘較高的領域，也是一個在21世紀飛速發展的領域。但實驗室內許多高學歷的生命科學家們卻將相當一部分時間花在配液、準備試劑等高度重復的純體力勞動中。行業內落后的實驗室生產力和科學家們不斷增加的生產需求之間的矛盾，與目前爭分奪秒的新藥研發大環境相悖。而智能自動化與生命科學的結合可以有效解決大部分基礎生產矛盾。
大量的數據是生命科學家的另一個迫切需求。AI的加入可以在短短幾天內從上億個分子庫中篩選出目標物，收羅相關醫療大數據信息學習海量知識，從而極大縮減創新藥研發時間以及試錯范圍。不僅如此，醫學輔助診斷、健康管理、新藥研發、康復治療等都可以通過AI更加準確、快速地完成。
科技和時代的高速發展，不管是科研還是生產，對實驗的要求都越來越高：通量、操作的精準度、可重復性、對實驗對象和操作人員的安全、法律法規監管等各方面的要求已經高到人工所不能完成。將自動化和AI結合，打造智能自動化的生命科學服務，符合當前學科發展和行業需求。
針對這些需求和痛點，鎂伽科技有限公司（以下簡稱鎂伽）制定出一套完整的解決方案，突破自動化、AI、生命科學的學科壁壘，自主研發出國內首家通用型智能自動化生物實驗室——鯤鵬實驗室。鯤鵬實驗室專注于細胞基因編輯、高通量藥物篩選、合成生物學等領域的研究，通過提供生命科學基礎設施，可極大提高生命科學研發和生產效率。
從3人組隊到500人隊伍，5年融資超10億元
鎂伽，成立于2016年，專注于將先進的機器人和人工智能技術融合于行業應用，提供從終端到云端的產品與服務，賦能生命科學、先進制造等領域的智能變革，同步探索在智慧零售等場景的創新應用。成立之初，鎂伽其實只是一個三人的小團隊。黃瑜清、喬志新、張琰三個創始人彼此認識多年，都是機器人愛好者，且都具有精密儀器研發、量產和項目管理經驗。
目前負責鎂伽生命科學領域的張琰博士，他在創立鎂伽前，曾擔任科技部“國家重大科學儀器專項”負責人，帶領過10家合作單位近百名項目成員，完成了國內首套超高效液相色譜系統UHPLC的研發、認證和產業化。張琰博士在分析儀器設計、自動化技術方面的發明專利達數十項，同時在高端分析儀器產品、實驗室自動化產品研發、制造和售后方面均有成功的實戰經驗。
三人一拍即合，帶著各自的經驗和對行業的熱情在2016年聯合創辦了鎂伽。至今，鎂伽成立不過五載，便從一開始的3人團隊發展壯大至如今擁有近500名跨領域高端人才團隊，研發人員占比60％。在團隊的壯大過程中，鎂伽一直吸引著多學科的不同科學家不斷加入。
如鎂伽生命科學領域首席科學家王承志博士，本科是臨床醫學專業，畢業后在醫院當過醫生，后來又轉行進行生物學的研究。來到鎂伽之前，王博士有20余年國際頂尖腫瘤靶向治療、基因組學、分子生物學和表觀遺傳學科研經歷，先后在CRO和知名藥企從事創新藥臨床研究。問及王博士為何會從醫學跨越到自動化，他表示：“我當時也覺得奇怪，為什么一個機器人公司要招生命科學首席科學家？但當我跟張琰聊了之后，我覺得將AI、自動化應用到生命科學領域，推動行業發展，是一件很值得做的事情。”
目前，王博士主要負責鎂伽在生物學應用場景的規劃和設計，以及鎂伽自主研發的自動化生物實驗室鯤鵬實驗室的建立和科研工作。
在交叉學科團隊的帶領下，鎂伽持續以自主研發技術創新為驅動，公司遍布北京、美國底特律、蘇州、上海、深圳及德國慕尼黑，累計申請發明專利超過260項，客戶超110個，且五年內便完成了7輪融資，累計融資金額超過10億元人民幣，投資者包括藥明康德、德國博世、創新工場、愉悅資本、經緯中國等知名機構。
國內首家通用型智能自動化生物實驗室，
“自動化＋人工智能＋生物學”的能力閉環
自創立之初，鎂伽就開始了在生命科學領域的長期布局，基于團隊的努力和投資者的支持，鎂伽從做自動化機器人起步，逐步將智能自動化與生命科學相結合。近期，鎂伽自主研發的國內首家通用型智能自動化生物實驗室——鯤鵬實驗室一期在北京昌平區生命科學園正式落成。同時，鎂伽也在上海、蘇州開始布局滿足不同功能的自動化生物實驗室，預計于2022年初正式投入使用。
作為鎂伽工程技術與生命科學的融合創新平臺，鯤鵬實驗室是鎂伽自研能力的重要布局和實踐，也是鎂伽在生命科學領域不斷進行邊界探索的核心武器。鯤鵬實驗室將生物學能力和自動化、人工智能相結合，形成了“自動化＋人工智能＋生物學”能力閉環，著力解決生物醫藥研發的勞動密集性、實驗穩定性和可重復性等瓶頸問題。
在自動化方面，鯤鵬實驗室應用的智能自動化生物學平臺全部以MegaFluent為技術基礎。鎂伽自主研發的全自動機器人實驗室平臺系統MegaFluent，具有高度定制化及集成能力，可根據不同需求進行靈活應變，形成個性化解決方案。以機器人為媒介，依靠智能化調度引擎，通過一套圖形化界面軟件屏蔽各種設備間的差異，將實驗流程所需的各種自動化設備整合在一起。
在自動化基礎上，鯤鵬實驗室將持續探索如何使用人工智能技術提高生命科學前沿領域研發能力。鯤鵬實驗室把數據作為核心資產，為算法的數據收集設計相關實驗，并利用大規模自動化實驗平臺產生數據。例如，鯤鵬實驗室正在使用全基因范圍篩選、小分子化合物庫篩選等技術建立基因－通路關聯數據庫，以及海量藥物文庫在多種疾病細胞模型如類器官體系中的表型數據庫。相較于傳統實驗室，自動化系統產生的生物數據具有統一標準，均一化好于手工操作，適合機器學習。
鯤鵬實驗室通過對機器人、自動化、人工智能和生物學能力的深度融合，持續探索在新藥研發、基因工程、臨床診斷、合成生物學、再生醫學、免疫學等多個生物垂直領域智能自動化的應用可能。鯤鵬實驗室除了能夠解決一系列行業瓶頸外，它還可以根據不同需求靈活配置自動化設施，形成個性化解決方案，革新生命科學研究進程；同時通過自動化大規模的數據積累，不斷優化人工智能預測模型，可以持續提高實驗效率。
四個自動化平臺：細胞、分子生物學、病原檢測、多組學研究均涉及
目前，鯤鵬實驗室已經構建多個不同生物學場景的自動化平臺，包括MegaCell全自動細胞實驗平臺、MegaMolecule全自動分子實驗平臺、MegaMicro超高通量全自動病毒核酸檢測系統、MegaOmics組學樣品前處理智能自動化平臺。鎂伽致力于將以上平臺打造為下一代的生命科學“操作系統”，并應用到多個生物學領域中，例如構建新免疫靶點篩選體系、PROTAC連接化合物文庫和腫瘤類器官文庫等。
四個自動化平臺
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1、MegaCell：將常見細胞操作完全自動化
MegaCell以細胞生物學為中心，該平臺將常見的細胞操作，如傳代、換液、培養等實現了完全自動化，并能對細胞的表型進行自動采集和基于AI的智能分析，可以廣泛用于以細胞為主要技術手段的研究方向，如高通量藥物篩選、干細胞和類器官、免疫學等。
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2、MegaMolecule：以分子生物學為中心的智能自動化平臺
該平臺將分子克隆、分子間相互作用分析等實現了完全自動化。這個平臺可以廣泛用于以分子生物學為主要技術手段的研究方向，如噬菌體展示、抗體篩選、合成生物學等。
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3、MegaMicro：高通量病原檢測系統
疫情期間，鎂伽曾為核酸檢測的應用需求提供了高通量病原檢測前處理工作站，全程無人工參與，效率相比人工提升20倍以上。在此基礎上，鯤鵬實驗室研發出超高通量全自動病毒核酸檢測系統MegaMicro，該系統實現從樣品到結果的全流程自動化，廣泛適用于大規模人群或動物傳染病篩查，為體外診斷企業、畜牧業、養殖業企業提供高效可靠的病原檢測解決方案。
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4、MegaOmics：多組學研究為中心的自動化平臺
該平臺可廣泛適用于基因組學、轉錄組、蛋白組、代謝組學等樣品的前處理，可為科學家提供穩定可靠的實驗結果。
通過團隊不斷的壯大和成熟，未來鎂伽將逐步從懂生物學的自動化公司轉變為懂自動化的生物公司。通過鯤鵬實驗室等智能自動化產品，鎂伽可為行業提供垂直化的解決方案。
未來，鎂伽將通過不斷的積累，致力于成為生命科學行業智能化、自動化、信息化水平提高的助力者。
作者：周秋寒
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