استضاف قطاع علوم الحياة (LS) في CBRE مؤخرًا منتدى FOCUS حول “المُحدثون للتغيير في المختبرات”. تعاون 15 عميلًا وزملاء من CBRE خلال الفعالية الافتراضية التي سلطت الضوء على رؤى الخبراء من مختلف المنظمات وجمعت المبتكرين الذين يعيدون تشكيل مشهد المختبرات. ناقش الحدث كيف يمكن لتقنيات الذكاء الاصطناعي والأتمتة الجديدة أن تقود مستقبل المختبرات وتشكل البحث العلمي والاكتشافات. كما تضمن الحدث تمرينًا قاده مايك جاكسون، العضو المؤسس في استشارات Shaping Tomorrow، والذي قدم لمحة عن مستقبل المختبرات باستخدام الذكاء الاصطناعي.
قدم تود ريتشاردسون، رئيس خدمات المختبرات الشاملة العالمية في CBRE، المشاركين في اللقاء بما في ذلك سوزان كروسланد (مديرة المعدات العلمية، سينجينتا)، كاتي رينارد (مديرة مساعدة لأنظمة معلومات البحث والتطوير، جيلياد)، ديفيد بينديت (قائد تصميم المختبرات العالمية، CBRE علوم الحياة)، بول جانسينسفيلين (رئيس المشاريع العلمية، خدمات المختبرات الشاملة)، وخبير الذكاء الاصطناعي مايك جاكسون. تم تلخيص النقاشات أدناه، وتشمل توقعات الذكاء الاصطناعي.
تأثير الذكاء الاصطناعي على علوم الحياة والمختبرات
بدأ النقاش بفهم أساسي للذكاء الاصطناعي (AI)، والأتمتة، والمختبرات السحابية:
- الذكاء الاصطناعي: يركز على إنشاء آلات أو برامج يمكنها أداء مهام تتطلب عادةً ذكاءً بشريًا. قد تشمل هذه المهام التعلم، وحل المشكلات، وفهم اللغة الطبيعية، والتعرف على الأنماط، واتخاذ القرارات. يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تحليل كميات كبيرة من البيانات وتعديل سلوكها بناءً على الأنماط التي تكتشفها.
- الأتمتة: لا تستخدم الذكاء البشري، بل تعتمد على التكنولوجيا وأنظمة الكمبيوتر لأداء المهام أو العمليات دون تدخل بشري. تهدف الأتمتة إلى تبسيط سير العمل، وزيادة الإنتاجية، وتقليل الأخطاء، وتوفير الوقت والموارد عن طريق استبدال العمالة اليدوية بالآلات أو البرامج أو الروبوتات.
- المختبرات السحابية: هي مختبرات افتراضية تعمل في بنية تحتية للحوسبة السحابية. في المختبر السحابي، يتم إجراء التجارب العلمية، وعمليات البحث، وتحليل البيانات، وأنشطة المختبرات الأخرى باستخدام الموارد والبرامج والمنصات السحابية. وهذا يسمح للباحثين والعلماء بالوصول إلى التجارب والبيانات وإدارتها عن بُعد دون الحاجة إلى بنية تحتية مادية.
يمكن أن تكمل هذه التقنيات الثلاث (الذكاء الاصطناعي، الأتمتة، المختبرات السحابية) بعضها البعض، حيث يمكن لرؤى الذكاء الاصطناعي أن توجه استراتيجيات الأتمتة داخل المختبر السحابي، مما يؤدي إلى سير عمل بحثي أكثر كفاءة وإنتاجية.
أشارت البيانات من استطلاعنا المباشر إلى أن تأثير الذكاء الاصطناعي على علوم الحياة والمختبرات سيؤدي إلى زيادة الأنظمة الآلية في المختبرات مقارنة بما كان معتادًا في الماضي. تقوم شركات الأتمتة بالفعل بتقليل نقاط الاتصال البشرية بشكل كبير لزيادة الكفاءة والفعالية. ناقش أحد المشاركين كيف أن التدخل البشري يؤدي إلى أخطاء، وبالتالي يجب تعزيز الموثوقية والقدرة على التكرار باستخدام الأتمتة كنتيجة طبيعية لاستخدام الذكاء الاصطناعي. ومع ذلك، يطرح هذا السؤال: هل يسمح الذكاء الاصطناعي بالإبداع والابتكار؟ أحيانًا يكون الابتكار العلمي خارج الأنماط المعتادة، وهو أمر يصعب تكراره خارج الآلة في العالم الحقيقي. يسمح الذكاء الاصطناعي للبشر بقضاء المزيد من الوقت في الإبداع، مما يتيح مساحة لأتمتة المختبرات لتحقيق المزيد بنفس المساحة.
كما استطلعنا آراء المشاركين حول ما إذا كان حجم المنتجات سيزداد أم ينخفض نتيجة للذكاء الاصطناعي. أشارت البيانات إلى أن حجم منتجات الطب الشخصي سيزداد نتيجة للذكاء الاصطناعي.
الأتمتة ومتطلبات المساحة
أشارت البيانات من استطلاعنا المباشر إلى أن متطلبات المساحة في المختبر ستزداد بسبب الأتمتة. قدم المشاركون نقاطًا مختلفة حول كيف يمكن للأنظمة الروبوتية أن تشغل مساحة أكبر، ولكنها في نفس الوقت يمكن أن تحل محل عدة علماء أو موظفين يعملون في المختبر. هل ستُفقد الوظائف أم ستُكتسب في هذه العملية؟ يتوقع الذكاء الاصطناعي أن بعض أنواع العمال معرضون لخطر فقدان وظائفهم مثل موظفي إدخال البيانات، وفنيي المختبرات، والمساعدين. كما يُتوقع أن يزداد عدد المتدربين بشكل أقوى مما كان في الماضي، خاصة في مجالات مثل الاستشارات الوراثية، وهندسة الطب الحيوي، وعلماء المعلوماتية الحيوية. كما تلعب الواقع المختلط دورًا كبيرًا في خدمات المختبرات مع التغيرات في بيئات العمل والموظفين.
ما هو تأثير الذكاء الاصطناعي على علوم الحياة والمختبرات؟
تتغير نسبة المختبرات والمكاتب. كانت النسبة الذهبية دائمًا حوالي 60% مختبرات و40% مكاتب؛ ولكن في عالم ما بعد كوفيد-19، لاحظنا تحولًا كبيرًا في عدم استخدام مساحات المكاتب بشكل كامل. تبحث العديد من المنظمات عن زيادة مساحة المختبرات وتعظيم قيمة العقارات من خلال توفير مساحة أكبر للأعمال المخبرية. بدأت النسب تتجه نحو 70% مختبرات و30% مكاتب، ولكن مع تأثيرات الذكاء الاصطناعي والأتمتة، يمكن أن نستمر في رؤية اتجاه حيث تتجاوز مساحة المختبرات مساحة المكاتب المجاورة بتسعة أضعاف. يمكن أن يُعزى أفضل استخدام للمكاتب والمختبرات إلى التعاون في البيئة العلمية. تشير رؤى الذكاء الاصطناعي إلى اتجاه متزايد نحو المزيد من المرونة والتعديلية في تصميم المختبرات. قد يعني ذلك استخدام المساحات الفارغة لمكاتب جديدة حيث يمكن للفرق الإدارية العمل عن بُعد، وإضافة مرافق للاحتفاظ بالمواهب. قد يتم أيضًا تحرير بعض البنية التحتية المخبرية الزائدة عن الحاجة لتحسين التكاليف. ومع ذلك، ستظل المناطق المخصصة ضرورية للمعدات المتخصصة التي تتطلب بيئات خاضعة للتحكم.
هل ستُصبح المختبرات أكثر مركزية أم لامركزية نتيجة للذكاء الاصطناعي والأتمتة؟
أشارت البيانات من استطلاعنا المباشر إلى أن هناك انقسامًا بنسبة 50/50 بين العملاء الذين يتوقعون أن تصبح المختبرات أكثر مركزية أو لامركزية نتيجة للذكاء الاصطناعي، ولكن يبدو أن الإجابة تعتمد على الاكتشاف مقابل التطوير حيث تختلف الديناميكيات. معظم الابتكارات اليوم تحدث في مجموعات أصغر. تقوم المنظمات الكبيرة بتطوير منتجات جديدة أيضًا ولكنها تميل إلى التركيز أكثر على تطوير المنتجات التي تم الحصول عليها وتسويقها. قد يجعل الذكاء الاصطناعي ابتكارات المختبرات ومحركات البيانات التي تغذي الابتكار أكثر سهولة للمجموعات الصغيرة ويؤدي إلى مزيد من اللامركزية في الابتكارات المبكرة. في الوقت نفسه، يمكن أن تؤدي الأتمتة أيضًا إلى مركزية مراحل التطوير والموافقة التنظيمية للمنتجات. قد يكون أيضًا تحديًا للمنظمات أن تحاول التعامل مع تعقيدات مركزية مختبراتها أو الاستعانة بمصادر خارجية لحلول CDMO مركزية.
هل ستُصبح المختبرات أكثر مركزية أم لامركزية نتيجة للذكاء الاصطناعي والأتمتة؟
استطلعنا أيضًا آراء المشاركين حول ما إذا كانت المختبرات ستُصبح أكثر مركزية أم لامركزية نتيجة للأتمتة. أشارت البيانات من استطلاعنا المباشر إلى أن المختبرات ستُصبح أكثر مركزية نتيجة لذلك. الاثنان يسيران جنبًا إلى جنب: إذا كان الذكاء الاصطناعي يساعد في الأتمتة، فيمكن أن يكون لديك مختبر أكثر لامركزية. إذا كانت الأتمتة تتطلب المزيد من المهندسين للحفاظ على تشغيلها، فقد تحتاج إلى مساحة مختبر أكثر مركزية. تكلفة الآلات الأوتوماتيكية تتطلب مواهب متخصصة ومتطورة للحفاظ على تشغيل هذه الآلات الأوتوماتيكية.
ومن المثير للاهتمام أن توقعات الذكاء الاصطناعي اقترحت أن نموذجًا هجينًا سيظهر – يوازن بين المواقع المركزية المتخصصة وسير العمل اللامركزي القياسي، وسيتم تمكين ذلك من خلال الاتصال، وأجهزة الاستشعار، وبروتوكولات الأمان والإشراف.
الذكاء الاصطناعي والمستقبل
تريد معظم المنظمات رؤية زيادة في العلوم عالية الجودة بتكلفة أقل وأنها تريد حل المشكلات بشكل أسرع. يمكن القول إن الأتمتة والذكاء الاصطناعي تساعد في تحقيق ذلك. يمكن أن يخلق الذكاء الاصطناعي إمكانية وصول أكبر إلى أدوات قوية لحل المشكلات في أيدي الأفراد، ورواد الأعمال، والمجموعات الصغيرة. يمكن أن يخلق الذكاء الاصطناعي أيضًا مراكز علمية مركزية كبيرة، والتي يمكن أن تنتشر مع الأتمتة المناسبة. يبدو أن الذكاء الاصطناعي سيضع قوة البيانات الكبيرة في أيدي الفرق الصغيرة، وسيعيش الكثير منهم ويعملون حيث يختارون بدلاً من حيث تقرر الشركة.
بالنظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تصبح سير عمل الاختبارات القياسية والقدرات السلعية أكثر توزيعًا أو لامركزية من خلال الأتمتة، والإعدادات المعيارية، والعمليات عن بُعد. وهذا يسمح بمرونة الموقع للعمليات الروتينية بناءً على أنماط الطلب. ومع ذلك، سيظل البحث المتخصص والعمليات المعقدة التي تتضمن معدات متخصصة، أو عينات حساسة، أو تتطلب أمانًا عاليًا مركزية إلى حد كبير في المواقع الرئيسية.
تشير استجابة الذكاء الاصطناعي لمستقبل الأتمتة إلى ارتفاع كبير في أتمتة المختبرات ودمج تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي، والتعلم الآلي، والروبوتات، وإنترنت الأشياء خلال العقد القادم. تستند هذه التوقعات إلى برامج تجريبية ناجحة أظهرت الإنتاجية والفعالية من حيث التكلفة:
- حوالي 60-80% من العمليات الروتينية الحالية – مثل استقبال العينات، ومسح الباركود، وتوثيق المخزون، وإعداد العينات الأساسية، وصيانة المعدات، وأرشفة النتائج – ستشهد زيادة في الأتمتة من خلال الروبوتات.
- من المتوقع أيضًا أن تصبح عمليات مثل تنسيق سير العمل، وإدارة المخزون، وتتبع العينات، واكتشاف المخاطر مؤتمتة بشكل كبير باستخدام أجهزة الاستشعار، والاتصال، والخوارزميات.
- ستستمر المهام التي تتضمن التعامل مع عينات متخصصة، وبروتوكولات معقدة، وأنشطة تعتمد على الحدس، واتخاذ القرارات النهائية، والإشراف في حاجة إلى متخصصين بشريين، على الأقل على المدى المتوسط. وبالمثل، ستظل الجهود الإبداعية والتفكير المجرد تعتمد على الإبداع البشري، على الرغم من أن الأتمتة ستوفر دعمًا إضافيًا.
- بينما قد لا يكون المختبر المستقل بالكامل وشيكًا بسبب التحديات الفنية والتنظيمية، فإن الأتمتة ستغير سير العمل، والإنتاجية، والمهارات المطلوبة، والهيكل العام لمعظم عمليات المختبرات القياسية. ستلعب الإجراءات السياسية التوجيهية دورًا مركزيًا في تشكيل وتوجيه هذه التحولات التحويلية.