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入局千亿级赛道,苏州这家独角兽何以解放百万"科研er"?
作者:七月 2024-01-31

打造生命科学“新基建”。


作者 | 七月

编辑 | 栗子


生命科学+智能化+自动化能碰撞出什么火花?


四年前,Nature封面报道世界第一台自主移动机器人科学家,它出现在英国利物浦大学的科研实验室中,能7×24 小时连续工作并自行进行实验。


一年前,由GPT-4驱动的机器人化学家登上Nature,它能自主设计反应并执行复杂实验 ,不到4分钟便成功复现2010年诺奖研究成果。


似乎在不知不觉中,生命科学智能自动化正在我们不易察觉的角落,以极快的速度完成迭代。


事实上,还有更多的人涌入这一赛道。


2016年,三位青年工程师切入生命科学和智能制造这一交叉地带,创立了镁伽科技。从北京到苏州,深耕行业八年,镁伽科技从最初的3人小团队,狂揽数百位科学家和超500位工程师,壮大到现今的上千人。


镁伽科技瞄准的,正是科学家们对于数据日益增长的需求和相对落后的生产力之间的矛盾


在科学家这一群体中,调侃自己是“科研民工”是常事。虽是自嘲,却能部分反映其心酸现实:看似从事高大上的科研工作,进行颠覆性创新研发,却要被各种重复性的“体力劳动”所累。


在镁伽科技看来,科研人员是最需要创造力和创新性的一群人,而不是把大量的时间浪费在重复性劳动上,比如成百上千次的重复转移试剂、清洗瓶子等。


毕竟这可是一个百万人的群体。根据科技部《中国科技人才发展报告(2022)》,2022年我国研发人员全时当量为635.4万人年。


“上百万的科研人员,如果还是沿用几十年前落后的实验操作流程,无疑是对人才的巨大浪费。”镁伽科技联合创始人兼首席运营官张琰说。


成立8年来,镁伽科技吸引了高盛、纪源资本、创新工场、愉悦资本等一众知名风投入局,完成7轮融资,累计金额超10亿美元。其中在2022年完成了3亿美元C轮融资,问鼎当年医疗器械融资金额之最。


除了获得知名投资机构青睐外,镁伽科技还吸引了药明康德、义翘神州两家CXO(医药外包简称)及生命科学工具上游巨头注资。


看似顺遂的发展背后,镁伽科技也走过一些弯路。


从一开始瞄准机器人本体、试图打造标准化产品嵌入实验室场景,到2018年转型成为更关注客户需求的解决方案提供商,再到以通用型智能自动化生物实验室——镁伽鲲鹏实验室为依托,镁伽科技想要在打造生命科学“新基建”这条路上,走得再远一些。

(图注:镁伽科技联合创始人兼首席运营官张琰)

不久前,「甲子苏州」来到镁伽科技总部,专访其联合创始人兼首席运营官张琰,跟他聊聊这家独角兽为何瞄准生命科学智能自动化这一赛道,又将如何解放百万“科研er”?


1.瞄准一片新蓝海


镁伽科技成立的2016年,也被称为中国智能机器人元年。


这一年,机器人赛道投融资井喷,堪称近十年之最;从央视春晚亮相的机器人舞蹈,到杭州机器人爬楼,频频亮相的机器人,似乎拉开了一个新时代的序幕。


镁伽科技最初瞄准的是实验室场景下的协作式机器人。创业初心也很简单,能否用机器人将科学家们从重复体力劳动中解放出来?


三位创始人发现在密布着博士、博士后等高级知识分子的生命科学领域,高知们却在花大量时间做着移液这样的重复体力劳动。


当时,机器人的普及还仅限于汽车制造、船舶、焊接、喷涂等重型应用领域,基本由“四大家族”(库卡、ABB、安川、发那科)所垄断,对于新兴领域的普及率还非常低,尤其在生命科学领域。


那时,对于“生命科学自动化到底是个‘伪命题’还是‘真需求’”这一话题,更多的是质疑:最常见的问题是,实验室的空间很狭小,机器人在其中移动并不方便。为了部署机器人,是不是还要把实验室做特定的修改以此来适配?


意识到实验室场景的特殊性,镁伽科技花费一年多时间研发出的第一个产品并不是“傻大笨粗”的传统工业机器人,而是一款核心零部件——关节电机的运动控制器,同步开始探索开发更适合于实验室场景的桌面级机器人。


“我们想从机器人行业上游的底层技术入手,建立起我们的护城河,然后再慢慢向下游拓展。”张琰说。


直到2017年4月,镁伽科技才拥有了属于自己的第一款机器人产品。但是市场反响并不乐观。


转折点发生在2018年。


那一年,在慕尼黑上海分析生化展上 ,国内外上千家企业聚集在此,堪称一场生命科学领域的“群英会”。


镁伽科技带着自主研发的协作机器人,展示了它在实验室场景的应用Demo,一经亮相,便被国内一家知名CRO生物医药企业相中。


镁伽科技创始人兼CEO黄瑜清回忆道,那时拿出来展示的产品和解决方案还非常原始初级。


“可即使是这样一个‘半成品’,依然让我们成为整个展会里最火爆的展位。这也证明我们作为先行者,看到了市场痛点,抓住了行业发展的契机。”他补充道。

(图注:镁伽科技展会一角)

而时间回到参展前的几个月,镁伽科技刚刚完成了愉悦资本领投的千万美元A轮融资。


谈到第一次见愉悦资本投资人刘二海时的场景,黄瑜清说,“我跟二海总讲我们想做生命科学自动化,希望通过自动化和AI的能力加速药物研发。二海总非常认同这个事情,只用了40分钟就决定投我们,成为我们早期坚定的支持者。”


那时镁伽科技还处于发展早期,刚刚做了几个早期本体的样机,不少东西也都还没有落地。


当被问及看好镁伽科技的原因时,愉悦资本向「甲子苏州」分析道,2018年是中国创业历程的一个转折点。在此之前,最热的是动辄几亿、几十亿估值的移动互联网公司,此后,中国创业进入由新能源、人工智能、智能制造、物联网等驱动的新基础设施时代。


“投资镁伽正好处在这样的时间点上。镁伽创始团队都是理工科出生,在机械制造行业深耕多年,他们对于技术和客户的理解,都蓄势待发——从非常底层的核心技术切入,致力于成为生命科学领域的基础设施。


此后,愉悦资本连续多轮追加,以真金白银展示对镁伽科技的支持,如今已经成为其主要投资机构。


2.搭建技术货架,将“非标”标准化


如果说工业自动化倾向于打造一个标准的流水线,那么生命科学自动化则强调灵活适配于不同的应用场景。


比如对于A客户来说,要求分液机器人能处理200多种不同的样品,并且对精度要求特别高——对每一种样品的黏稠度、挥发性等物性指标的要求都不同;对于B客户来说,需要对不同规格的离心管,完成不同速率下的震荡离心。


如果细分下去,这样的实验室场景还有更多。


是做出一款标准化产品,让客户来适应产品?还是针对客户千人千面的需求,提供个性化的解决方案?


这对应的是当前实验室自动化存在两种商业模式:一种是标准化单机产品或工作站,另一种是高度适配市场需求,成为更有商业想象空间的整体解决方案提供商。


前者往往涉及到单机或单模块的自动化改造,如称量、测量、移液等,标准化产品交付周期较短,一旦研发成功就不需占用大量研发资源;后者涉及到多台设备组成的实验流,甚至是多个实验流的自动化整合,要求企业要有快速的产品创新和交付响应能力。


思考再三,镁伽选择了后者。在2019年掉转船头,“二次创业”。

(图注:MegaFluent 实验室自动化整体解决方案)

这样的选择源于同头部客户上百次的交流和磨合。而头部客户的需求,某种程度代表了行业发展的趋势。


对于CXO行业的客户而言,机器人只是工作中的一个工具或者模块,最终的诉求是真正帮助他们解决一些实验室场景下的问题:比如,机器人需要能每天稳定地按设计好的投料表,配出上万个反应所需的原料等。


这也让镁伽科技对于生命科学自动化的发展路径,有了更深的思考:客户真正需要的不是一把锤子,而是需要用锤子把钉子敲进墙里面。


小批量、多品种、非标性是生命科学领域的特点,也是这一领域难以大规模自动化的原因。


如何把对生命科学领域各个环节的理解,转化成为一个个工程问题,成为考验这一赛道入局者的难点。


对此,镁伽科技提出“技术货架”策略:把一些通用性技术模块化。面对新需求,就可以像“搭积木”一样去开发新产品、覆盖新场景。


比如针对液体处理、粉末处理、样品震荡离心、存储、转运等不同的操作场景,将它们打磨成不同的模块,通过这些自动化的模块,就能够快速地做以前做不了的实验。


在打造技术模块超市上,镁伽科技已经沉淀了大量的底层技术研发,完成了超过100个系列,近400多项底层技术模块的构建。


如今,每当镁伽进入一个新的细分领域或者面对灯塔客户,需要开发新产品时,基本60%的开发工作可以从技术货架上继承,20%可以通过工具实现快速配置,仅有20%需要定向研发。


正是凭借这样的技术货架,疫情期间,镁伽快速研发并交付出多款病毒检测产品。其中,针对核酸检测中最繁琐危险的一段——样品前处理的需求,镁伽研发出自动化病原样品分杯系统,样机从立项到交付只用了25天时间。


“你可以把我们的‘技术货架’想象成一个乐高超市,这样或许更具象一些。”张琰认为,“从长远来看,未来可被模块化的比例或许能达到90%。因为需要定向研发的这20%,随着实践积累,这个技术一定也能被复用,成为我们“技术货架”上的一个模块。”


在镁伽的技术模块超市里,通过组装,一些技术能力可以复刻到其他行业,比如在半导体领域。


在张琰看来,虽然半导体和生命科学这两个行业看起来区隔非常大,但很多底层技术在所在的细分场景是完全通用和兼容的。


他举例说道,“我们的核心技术是来自精密运动控制、视觉检测、光学等领域,通过把人工智能和传统工艺设备结合,让我们的产品相比于这个行业里的传统玩家,有很明显的竞争优势。”


在交流中,张琰多次提及到可复用性。


他说镁伽作为一家解决方案提供商,不能每开发一个新产品,都是从 0 开始。“在研发之初,对于每一个功能部件和模块的设计,都会考虑它的可复用性。这样积累下来几年,镁伽一定会有一个非常庞大的技术‘帝国’。”


3.打造生命科学“新基建”


事实上,实验室自动化并非一蹴而就,根据自动化的程度和规模,可被分为四个阶段:单一设备形式的自动化、工作站形式的自动化、流水线形式的自动化和智能化形式的自动化。


已经在前三个阶段有所积累的镁伽科技,2021年宣布其自主研发的通用型智能自动化生物实验室——镁伽鲲鹏实验室正式落成,这也开启了镁伽发展的3.0阶段。


张琰解释道,在实验室场景中,卖给客户仪器,是在帮他解决实验动作的问题;卖试剂和耗材,是在解决消耗品的问题。如果再进一步,我们把这两者结合,用上镁伽的实验室平台,帮客户把实验做了,这是在解决实验结果的问题。“而能出实验结果,其实是很多客户想要解决的终极问题”。


但镁伽鲲鹏实验室对于镁伽的意义绝不止于此。


在场景选择上,生命科学自动化被认为是一个“存量变革+增量崛起”的生意。


在临床诊断检验、疫苗生产、药物制造等存量场景,随着对生产效率的提高,已经陆续利用自动化实现更新换代,但这部分的天花板不高,市场占有率也仅为10%左右。


另一方面,一些新的场景正在被挖掘和应用,形成一个增量市场,涉及生命科学研究、分子诊断、合成生物等,而这也将是镁伽鲲鹏实验室大展身手的场域。


镁伽鲲鹏实验室的落地,将镁伽科技的市场空间从原来实验室自动化拓展到了更为广阔的生命科学智能自动化,主要聚焦在新药研发、细胞与基因治疗、类器官、合成生物学四个核心方向。


其中,合成生物被认为是能够“塑造下一个时代”的核心技术,也成为镁伽科技近几年不断加码的场景之一。


张琰说,合成生物还有一个名字叫工程生物学。之所以看好这个行业,是因为这个赛道需要用工程化的理念来进行生物研发,这就能把以前靠概率的研究变成可控范式,能提升百倍甚至千倍级的生产力。


毕竟在合成生物领域,合成生命体高度复杂且缺乏可预测性设计的指导,是普遍的痛点和难点。要想快速、低成本、多循环地完成海量的工程化试错性实验,“自动化”成为不二法门。


在镁伽鲲鹏实验室,通过自研MegaMolecule全自动分子实验平台构建了大规模CRISPR质粒库,结合MegaCell全自动细胞实验平台的细胞培养和成像系统,镁伽能以数十倍于手工实验的速度积累标准化的细胞表型图像和组学数据。

(图注:镁伽科技全自动质粒构建系统)

在新药研发的长链条中,镁伽科技也想切入其中,以自己的方式尽一份力。


一直以来,新药研发被认为是科学与运气的“赌博”。在这一领域,至今仍流传着著名的“三十定律”:一款新药从开始研发到上市最少需要10年,耗资最少10亿美元,成功率不到10%。


而利用AI技术辅助药物设计和筛选,降低研发周期,提高新药研发成功率,这正是镁伽鲲鹏实验室专注的方向之一。


自动化给生命科学带来的变革意义,不仅仅体现在简单的人力替代,而是会成为高质量、多维度数据的入口。


当能够高通量、自动化地做很多实验以后,势必会产生大量的数据。但更大的挑战在于如何运用和分析这些数据。


为此,镁伽鲲鹏实验室搭建起以AI驱动、生物数据为中心的信息化系统。


这个智能化系统将记录药物研发过程中全方位的信息,基于这些高质量的过程数据,利用训练行业专用的大模型,能真正实现干湿闭环,让实验效率在数量级上大幅提升。


张琰认为,如果再进一步想象,当一个镁伽鲲鹏实验室变成上千个,遍布全国,未来云实验室或许将不再是梦想。比如说科学家们有个idea,只需要在线上编辑实验流程,我们通过自动化的能力执行实验,再给科学家们反馈结果。


“希望能把镁伽鲲鹏实验室建设成为生命科学行业的一个基础设施,把这种实验能力以更多的形式去开放利用出来。”


4.扩大朋友圈


2018年,镁伽科技落户苏州,在这里搭建了最大的交付中心,主要看中苏州两大优势:拥有最全的供应链和最大的客户群体。


“我们主攻生命科学领域,旁边就是BioBAY,拥有庞大的客户群体,过个马路就能和客户沟通需求”,张琰说。


选择落地苏州,背后还有一段小“插曲”。


这“插曲”还要从镁伽科技在慕尼黑上海分析生化展上认识的第一位头部客户说起。


这家客户公司位于深圳,而当时镁伽科技整个团队(包括研发、产品、交付团队)都在北京。


“我们当时给客户做了一个方案,之后需要找在苏州的供应商加工,然后运到北京调试。发现问题后,再把东西拆下来寄回苏州,改完后再寄回北京。”黄瑜清回忆道,“就在这个事情上,我们来来回回大概三个礼拜。


另一位位于深圳的竞争对手,虎视眈眈。同样的事情,因为区域优势,他们在深圳可能只需要一个下午。


极高的沟通成本和冗长的交付流程让镁伽科技险些丢失这位大客户,这件事给了团队巨大的冲击。这让黄瑜清下定决心,接下来在组建产品团队和交付团队时,一定要离客户足够近,一定要离产业链足够近。


创业8年,镁伽赶上了生物制药行业的快速发展期。目前,国内生命科学多个细分领域的前三名基本都是镁伽的客户,镁伽也在积极构建自己的“朋友圈”。


  • 在新药研发上,镁伽科技在2022年孵化出镁睿化学,这是一家利用自动化、智能化平台为新药研发客户提供新一代化学合成CRO服务的公司。


  • 在AI制药领域,ENSEM是镁伽非常关注的AI+TechBio 公司,他们能够利用 AI 和多维核磁共振动态解析技术发现蛋白靶点上的动态口袋,并基于此设计出具有重大医学价值的创新药物分子。2023年,镁伽作为战略投资机构参与其A+轮融资。

(图注:镁伽鲲鹏实验室)


鉴于生命科学自动化的特殊性,涉及到多业态和多场景,目前对于其市场规模的认定,尚没有一个确切的数据。但不少研究报告保守测算,这是一个远超千亿级的市场。


黄瑜清更是认为,生命科学将成为继汽车制造业、3C电子制造业之后,另一个能与之比肩的自动化应用领域。


国际上,赛默飞、贝克曼、PE等进口厂家作为先行者,林立在前;国内市场,除了镁伽科技外,同样奔跑在这条赛道上的企业还有汇像科技、奔曜科技、玄刃科技、博工科技等。


此外,从药企、CRO到第三方检测中心,自建自动化能力的企业也大有人在。曾经被认为是一片蓝海的生命科学自动化,似乎如今也热了起来。


从最初的三人小分队,到如今的超千人团队,镁伽科技的团队成员背景横跨生物学、工程学、医学、分子学、材料学等学科。


张琰说,《孙子兵法》中曾提到“上下同欲者胜”。我们有一支志同道合的千人团队,还有一群志趣一致的合作伙伴,大家一起扩大生命科学智能自动化的势能。


而下一步,镁伽科技将凭借扎根行业数年的技术能力和对行业know-how的积累,开启全球化战略,和合作伙伴共同出海。


(封面图来源:镁伽科技供图)


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