10 биотехнологических инноваций в 2025 году

Биотехнологии помогают решать важные проблемы, особенно в точной медицине, устойчивом производстве и анализе данных. Например, с помощью метода CRISPR можно изменять генетические последовательности для лечения сложных заболеваний.

Также искусственный интеллект помогает открывать новые лекарства, сокращать сроки исследований и оптимально распределять ресурсы. А интеграция ИИ, автоматизации и аналитики в реальном времени улучшает результаты лечения.

Сторонники биотехнологий должны внедрять новые разработки в свою деятельность, чтобы улучшить исследования, принимать более обоснованные решения и предоставлять персонализированные медицинские услуги.

1. Искусственный интеллект

Искусственный интеллект помогает сделать исследования и разработки более эффективными.

Машинное обучение, глубокое обучение и нейронные сети обрабатывают большие объёмы биологических данных и позволяют быстрее анализировать информацию. Эти технологии помогают уточнять эксперименты, улучшать молекулярные структуры и прогнозирование в разных областях — от генетики до создания лекарств.

Компьютерное зрение и графы знаний визуализируют биологические процессы и извлекают полезные данные из информации.

3 практических примера использования ИИ в биотехнологии

ThermoMind

Израильский стартап ThermoMind использует сенсорные технологии и искусственный интеллект для обнаружения биомаркеров, связанных с развитием рака. Система визуализации помогает в скрининге здоровья груди: она визуализирует подозрительные участки, вычисляет биомаркеры и оценивает риск развития рака. Также система генерирует персонализированные баллы здоровья молочной железы и учитывает историю болезни и другие методы диагностики для принятия обоснованных решений.

2. Дополненная реальность и виртуальная реальность

AR и VR применяются не только в смарт-очках и гарнитурах. Пространственные вычисления позволяют взаимодействовать с многомерными биологическими данными в реальном времени.

Устройства тактильной обратной связи интегрируются с виртуальными средами, позволяя чувствовать и манипулировать биологическими симуляциями. Передовые платформы моделирования используют эти технологии для разработки сложных биологических моделей и оптимизации процессов биопроизводства в контролируемом виртуальном пространстве.

Смешанная реальность объединяет физическую и цифровую среду, обеспечивая взаимодействие между данными и биологическими процессами в реальном времени.

3 практических примера использования AR и VR в биотехнологии

Kaptics

Канадский стартап Kaptics разрабатывает технологию с использованием биометрического анализа. Она анализирует, насколько пользователи вовлечены в процесс и как они реагируют эмоционально.

Технология объединяет разные биосенсоры, которые отслеживают физиологические показатели: частоту сердечных сокращений, напряжение мышц, движение глаз и электрическую активность мозга. Эти сенсоры можно подключить к гарнитурам виртуальной реальности, чтобы проводить анализ в реальном времени или записывать данные для последующего просмотра.

Эта технология может улучшить уход за пациентами, персонализировать лечение и помочь в медицинском обучении.

3. Большие данные и аналитика

В биотехнологической отрасли большие данные позволяют обрабатывать информацию в реальном времени. Данные поступают из разных источников: от датчиков и устройств, а также инструментов интеграции данных, которые собирают информацию из различных мест.

Системы хранения данных in-memory ускоряют доступ к информации и её обработку. Распределённые файловые системы помогают хранить большие объёмы данных. Виртуализация данных и облачные вычисления анализируют неструктурированные данные, делая их более доступными для исследователей. Это повышает качество принятия решений и оптимизирует работу в области геномики, разработки лекарств и персонализированной медицины.

3 практических примера использования больших данных и аналитики в биотехнологии

Rivia

Стартап Rivia из Швейцарии разрабатывает платформу для обработки данных клинических исследований. Она объединяет информацию из разных источников и позволяет отслеживать клинические программы в режиме реального времени.

Платформа централизует данные об испытаниях из различных систем, таких как EDC, IRT и центральные лаборатории. Это помогает отслеживать регистрацию пациентов, работу площадок и ход испытаний в разных местах.

Самостоятельная аналитика платформы позволяет биотехнологическим компаниям создавать отчёты и визуализировать операционные показатели. Это сокращает время на анализ данных.

Таким образом, платформа помогает отслеживать события и исходные данные, принимать решения в реальном времени и проводить межсудебный анализ.

4. Блокчейн

Блокчейн обеспечивает безопасность, прозрачность и эффективность управления данными. Децентрализованная система защищает информацию от изменений и гарантирует её надёжность.

Благодаря блокчейну биотехнологические компании могут обмениваться важной информацией, включая данные исследований и интеллектуальную собственность, а также отслеживать её. Криптографические протоколы защищают генетическую и биомедицинскую информацию.

Блокчейн упрощает сотрудничество между исследовательскими институтами и отраслями промышленности, что повышает инновационность и масштабируемость.

3 практических примера использования блокчейна в биотехнологии

BioAro

Стартап BioAro из Канады разработал платформу BioChain на основе блокчейна для геномного анализа. Она обеспечивает безопасность, конфиденциальность и совместимость медицинских данных.

Технология сжатия позволяет хранить геномную информацию без потери качества. Интеграция с PanOmiQs даёт централизованный доступ к результатам геномного анализа, упрощая управление данными. Платформа также оптимизирует процессы клинических испытаний, обеспечивая безопасный и прозрачный журнал данных.

5. CleanTech

CleanTech объединяет технологии, которые снижают воздействие на окружающую среду и более эффективно используют ресурсы.

В частности, речь идёт о технологиях улавливания, утилизации и хранения углерода (CCUS), прямом захвате воздуха (DAC) и искусственном фотосинтезе. Эти решения позволяют сократить выбросы углерода в атмосферу.

Также применяются возобновляемые источники энергии: «зелёный» водород и солнечная энергия. Они помогают биотехнологическим предприятиям использовать энергию более эффективно и экологично.

Кроме того, используются электрохимические процессы и хранение тепловой энергии. Это снижает зависимость от ископаемого топлива в тяжёлом биотехнологическом производстве.

3 практических примера использования чистых технологий в биотехнологии

Энергоэффективные лаборатории. Чистые технологии помогают оптимизировать энергопотребление в лабораториях. Для этого внедряют интеллектуальные системы, которые отслеживают и регулируют потребление энергии. Благодаря энергоэффективному освещению, хранению с контролем температуры и возобновляемым источникам энергии лаборатории сокращают свой углеродный след. Это снижает расходы на эксплуатацию и воздействие на окружающую среду исследовательских центров.

Устойчивое биопроизводство. В биопроизводстве используются возобновляемые ресурсы и энергоэффективные процессы, что позволяет минимизировать отходы и потребление ресурсов. «Зелёные» биопроцессы и материалы на биооснове обеспечивают более чистое производство и повышают его устойчивость. Этот подход снижает зависимость от ископаемого топлива и повышает эффективность процессов, уменьшая выбросы и эксплуатационные расходы.

Экологически безопасная утилизация отходов. Экологически безопасные системы утилизации отходов позволяют биотехнологическим компаниям использовать отходы, применяя принципы циркулярной экономики. Благодаря биоразлагаемым материалам и эффективным процессам переработки, отходы становятся побочными продуктами, что снижает вред для окружающей среды.

Enteeon Organics

Стартап Enteeon Organics из Индии перерабатывает органические отходы в белок с помощью личинок чёрной солдатской мухи.

Так компания решает проблему утилизации отходов, а также сокращает углеродный след.

6. Облачные вычисления

Облачные вычисления помогают хранить, обрабатывать и совместно использовать данные. Озера данных, облачные аналитические платформы и виртуальные среды делают работу с данными более эффективной для биотехнологических компаний.

Облачные сервисы обеспечивают гибкость и возможность увеличивать объёмы исследований без использования собственной инфраструктуры. Высокопроизводительные вычисления в облаке улучшают решение задач, требующих больших объёмов данных. А облачные системы планирования ресурсов предприятия (ERP) оптимизируют операции в глобальной экосистеме биотехнологий.

3 практических примера использования облачных вычислений в биотехнологии

La Jolla Labs

Стартап La Jolla Labs предлагает платформу LJSplice для поиска таргетинга рибонуклеиновых кислот (РНК). Она объединяет облачные вычисления, машинное обучение и биологию РНК.

Платформа работает со всеми видами РНК и использует биоинформатику и автоматизацию для скрининга. С помощью передовых методов машинного обучения La Jolla Labs создаёт инструменты прогнозирования для олигонуклеотидных терапевтических средств. Это расширяет пространство мишеней для лечения на основе РНК.

7. Технологии подключения

Технологии подключения позволяют отслеживать процессы в реальном времени, управлять данными и сотрудничать в исследовательских средах.

В биотехнологиях 5G соединяет лабораторное оборудование, биосенсоры и медицинские приборы для обмена данными между несколькими исследовательскими площадками. Это позволяет передавать геномные данные и следить за клиническими испытаниями. А LPWAN поддерживает удалённые биотехнологические приложения, например, мониторинг окружающей среды и интеграцию биосенсоров.

Пограничные вычисления позволяют быстрее анализировать биологические данные из разных лабораторий и центров, а также проводить анализ и прогнозное моделирование в реальном времени.

3 практических примера использования технологий подключения в биотехнологии

atSpiro

Датский стартап atSpiro создаёт ShakeReactor — беспроводной биореактор с питанием от аккумулятора, который быстро и гибко встряхивает ферменты и культуры.

ShakeReactor контролирует эксперименты удалённо и в реальном времени передаёт данные о pH, растворённом кислороде, температуре и влажности. У реактора есть функции, которые упрощают работу: программируемые насосы для автоматического контроля рН и подачи среды, а также два порта с замком Люэра для отбора проб. Благодаря этому увеличивается пропускная способность, сокращается время настройки реактора, оптимизируется подбор штаммов и разработка процессов для повышения выхода белка.

8. Интернет вещей

IoT в биотехнологии помогает автоматизировать работу лабораторий и анализировать данные в реальном времени.

Интеллектуальные датчики, встроенные в биореакторы и инкубаторы, собирают информацию о клеточной активности и факторах окружающей среды. Это позволяет непрерывно следить за экспериментами и корректировать их.

С помощью платформ с поддержкой IoT лабораторные приборы подключаются к облачным системам для доступа и анализа данных из разных источников. Это полезно для высокопроизводительных процессов, таких как секвенирование генов и молекулярная диагностика.

IoT также оптимизирует рабочие процессы в биопроизводстве. Эта технология вместе с пограничными вычислениями и облачными хранилищами обеспечивает лучший контроль над процессами биотехнологического производства. Благодаря этому человеческий фактор сводится к минимуму, а эксперименты становятся более воспроизводимыми.

3 практических примера использования IoT в биотехнологии

Biofilm Engineers

Индийский стартап Biofilm Engineers создаёт автономный биореактор Quorum Bio-Reactor с поддержкой интернета вещей (IoT) для очистки сточных вод.

В реакторе есть среда с большой удельной площадью поверхности, на которой микроорганизмы расщепляют органические соединения углерода и азота. Метазоа регулируют рост биоплёнки, поэтому реактору не нужны механические аэраторы или внешние источники углерода, такие как метанол. Это экономит электроэнергию, упрощает работу и повышает эффективность очистки.

9. Передовая робототехника

Передовая робототехника основана на искусственном интеллекте (ИИ), оптимизации данных (ОД) и компьютерном зрении. Роботы, работающие на основе ИИ, используют данные в реальном времени для адаптации к условиям и автоматизации сложных задач в биотехнологических лабораториях и на производстве.

Коботы — роботы для совместной работы с людьми — оснащены передовыми датчиками и алгоритмами искусственного интеллекта. Они обеспечивают безопасное взаимодействие между людьми и машинами для повышения эффективности таких задач, как обработка материалов и биопроцессинг.

Робототехнические системы используют ОД для непрерывной оптимизации, что со временем повышает производительность и точность. Высокопроизводительные вычисления и облачные робототехнические платформы сокращают время простоя и расходы на обслуживание.

3 практических примера использования передовой робототехники в биотехнологии

Robotic StemCell BioTech

Канадский стартап Robotic StemCell BioTech создал робота для выращивания стволовых клеток. Благодаря искусственному интеллекту он самостоятельно следит за процессом и обеспечивает высокую точность, что снижает вариабельность производства клеток.

Робот может помочь в лечении диабета и рака, а также создании искусственных органов. Он позволяет отказаться от лабораторий и длительного обучения персонала, снижает затраты и операционные сложности.

10. Нанотехнологии

Благодаря нанотехнологиям создаются материалы и инструменты очень маленького размера. К примеру, квантовые точки улучшают качество изображений и помогают в диагностике и биовизуализации.

Наносенсоры обнаруживают изменения на молекулярном уровне и применяются для выявления заболеваний и мониторинга окружающей среды. Углеродные нанотрубки и другие подобные материалы используются для создания прочных и эффективных биоматериалов, применяемых в тканевой инженерии и системах доставки лекарств.

3 практических примера использования нанотехнологий в биотехнологии

ElementZero Biolabs

Стартап ElementZero Biolabs создаёт систему захвата РНК и ДНК под названием Magnetic Instant Capture Beads (MagIC Beads). В ней используются магнитные наночастицы, к поверхности которых ковалентно прикреплены зонды для захвата ДНК. Благодаря этому обеспечивается быстрое и стабильное связывание с нужными нуклеиновыми кислотами.

Нанобусины включают несколько последовательностей зондов, нацеленных на разные области одной молекулы. Они применяются для изучения РНК-белковых взаимодействий, эпигенетических модификаций ДНК, обогащения РНК и других задач.

01.10.2024, 240 просмотров.



Поиск на сайте

Исследования

Модель венчурного клиента — что это такое простыми словами, описание, примеры стартапов
10 инновационных технологий в пищевой промышленности в 2025 году
10 новых тенденций и инноваций в сфере человеко-компьютерных интерфейсов в 2025 году и примеры стартапов
10 новых технологий и инноваций в сфере производства одежды в 2025 году и примеры стартапов
10 новых технологий и инноваций в финтехе в 2025 году и примеры стартапов
10 инновационных технологий в сфере строительства в 2025 году
10 инновационных технологий в сфере развлечений в 2025 году и примеры стартапов
Топ-10 современных тенденций и инноваций промышленной революции 4.0
10 инновационных технологий в сфере розничной торговли в 2025 году
10 новых мегатрендов в сфере кибербезопасности в 2025 году и примеры стартапов