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Parceria entre DSM e universidade holandesa estabelece Laboratório de Inteligência Artificial para Biociências

A DSM está fazendo parceria com a universidade holandesa TU Delft para estabelecer o Laboratório de Inteligência Artificial para Biociências (o Laboratório AI4B.io). De acordo com a empresa, esse laboratório será o primeiro do seu tipo na Europa a aplicar IA à biofabricação em grande escala, desde o desenvolvimento de cepas microbianas até a otimização e programação de processos.

A DSM planeja investir € 2,5 milhões (US$ 3,0 milhões) no laboratório nos primeiros cinco anos e prevê seus primeiros resultados sejam vistos no início de 2022. “O laboratório foi projetado para acelerar a inovação, por exemplo, por meio do desenvolvimento e aplicação de modelos de micróbios, bioprocessos baseados em IA de alta precisão e a combinação de ambos”, disse Hans Roubos, pesquisador de ciências biológicas da DSM.

Roubos explica que a biofabricação usa sistemas biológicos para produzir biomateriais, biomoléculas e ingredientes comercialmente importantes, que podem ser usados no processamento de alimentos e bebidas, medicamentos e aplicações industriais. “O foco do Laboratório AI4B.io será nos processos de fermentação, incluindo upstream (matérias-primas), unidades de fermentação e processamento downstream (purificação do produto para a qualidade desejada)”.

O laboratório também irá explorar métodos de IA de nível microbiano em uma escala completa de fábrica, com aplicações que vão desde o desenvolvimento de cepas e de aplicações até o controle e programação do processo de fermentação. Novas aplicações de IA serão, por exemplo, demonstradas na biofabricação de enzimas e culturas lácteas. “Graças à maior velocidade de inovação, mais oportunidades para produtos interessantes podem ser explorados e os processos de produção podem ser otimizados desde o início”, diz Roubos.

Tradicionalmente, a pesquisa científica é baseada em tentativa e erro em vários subestudos que trabalham juntos para um objetivo específico, como um novo produto ou tecnologia de produção. No entanto, a IA permite que os cientistas invertam esse processo. A tecnologia cria “gêmeos digitais” ou um espelho virtual da situação desejada no mundo real. O aprendizado de máquina pode, então, ser usado para ajudar a determinar como fazer isso.

Embora a IA já seja amplamente aplicada em pesquisas de engenharia, por exemplo, para substituir turbinas eólicas físicas ou túneis por gêmeos digitais, a DSM observa lacunas em biociências e biotecnologia. “A IA já é comumente usada para carros autônomos e controle de robôs. As diferenças com os processos em escala real na biofabricação são as quantidades limitadas e a qualidade dos dados do sensor on-line disponíveis, que representam o comportamento dos micróbios e processos em relação aos dos carros e robôs ”, explica Roubos.

Além disso, a experimentação na vida real com carros e robôs pode ser realizada de maneira econômica, enquanto tais experimentos em biofabricação são inviáveis devido ao fator custo, podendo, ainda, produzir muitos resíduos, o que está em desacordo com o meio ambiente.

A IA pode ajudar na biofabricação, encontrando padrões nos dados para orientar os processos de otimização em P&D, como em projetos automatizados de desenvolvimento e triagem de cepas, por exemplo. “Outro aspecto é a aceleração dos cálculos, em que as redes neurais podem ser treinadas para se parecerem com cálculos de modelos mecanísticos, mas são computacionalmente dez a 100 vezes mais eficientes”, diz Roubos.

Essa aceleração permite a otimização em tempo real e a direção adaptativa de processos com base nos gêmeos digitais, levando em consideração o comportamento microbiano em um biorreator em escala real, simulando padrões de fluxo e gradientes de oxigênio e açúcar, e atuando nos dados do sensor de processo.

O AI4B.io Lab será o terceiro ICAI Lab no campus TU Delft, juntando-se ao AI for Retail Lab Delft, da Ahold Delhaize, e ao AI for Fintech Lab, do ING.

O Laboratório AI4B.io também colaborará com o Planeta B.io, ecossistema de inovação aberta do Biotech Campus Delft, por exemplo, fornecendo insights de pesquisa e consultoria para empresas iniciantes de biotecnologia no campus. Tanto a DSM quanto a TU Delft são sócios fundadores do Planet B.io.

O AI4B.io Lab marca a mais recente em uma série de parcerias da DSM. No mês passado, a empresa fechou uma transação com a empresa de biotecnologia Amyris, licenciando os direitos da DSM para que assuma o fornecimento de farneseno, um composto de base biológica, para a Givaudan, para a produção e venda de um único ingrediente especial.

Em novembro, a DSM se associou à Huami Corp para aprimorar o seu braço de nutrição personalizada e desenvolver tecnologias para monitoramento de saúde. Além disso, anunciou recentemente parceria com uma equipe profissional de ciclismo de estrada anteriormente conhecida como Team Sunweb.








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