13. Februar 2023 von Juan Carlos Peñafiel Suárez
Ein Tag im Labor der Zukunft
Die Struktur eines Labors hat sich über Jahrzehnte kaum verändert und das klassische Labor, wie wir es heute kennen, gibt es seit etwa 1850. Obwohl sich Software und Hardware ständig weiterentwickelt haben, waren diese Veränderungen nicht groß genug, um einen Durchbruch im Labor zu erzielen.
Heute könnte man jedoch sagen, dass dieser Durchbruch bereits stattgefunden hat, denn die Entwicklung von Soft- und Hardware hat dazu geführt, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die im Labor gewonnenen Daten nicht mehr ohne innovative Hilfsmittel verarbeiten können. Aus diesem Grund wird sich das Labor der Zukunft wahrscheinlich weiterhin stark von dem unterscheiden, was wir heute kennen. In diesem Blog-Beitrag werden einige Aspekte dieses Labors behandelt.
Wie weit ist die Zukunft entfernt?
Bevor man allgemein vom Labor der Zukunft spricht, sollte man sich fragen: Wie weit ist diese Zukunft entfernt? Ist das Labor der Zukunft noch hundert Jahre entfernt? Oder vielleicht nur fünf Jahre? Die Antwort auf diese Frage sollte für jedes Unternehmen wichtig sein, denn die Vorbereitung auf diese Zukunft ist entscheidend für die Rolle des Unternehmens auf dem zukünftigen Markt.
Es gibt verschiedene Arten von Laboren: zum Beispiel Forschungslabore, die Innovationen hervorbringen, aus denen später Produkte entstehen. Eine andere Art von Laboren stellen analytische Labore dar, die für die laufenden Aufträge wichtig sind. Die Auswirkungen von diesen Laboren auf die „Gesundheit“ eines Unternehmens sind zeitlich sehr unterschiedlich: Ein Forschungslabor wird Innovationen wahrscheinlich erst nach Jahren der Forschung liefern können. Dagegen ist die Effektivität eines analytischen Labors wichtig für den täglichen Erfolg eines Unternehmens. Auch wenn die Effizienz dieser Labore in unterschiedlichen Zeiträumen gemessen werden kann, hat der Wettlauf um die Gestaltung jedes Labortyps als „Labor der Zukunft“ bereits begonnen.
Da bereits heute daran gearbeitet wird, Labore neu zu gestalten, könnte vermutet werden, dass bereits in zehn Jahren die zukünftigen Labore sich sehr stark von den heutigen Laboren unterscheiden werden. Die Einführung von Künstlicher Intelligenz (KI) für den täglichen Gebrauch – etwa Chat GPT – spricht ebenfalls dafür, dass ähnliche Technologien bald im Labor verwendet werden können und somit die Entwicklung beschleunigt wird.
Das digitale Labor der Zukunft
Wie wird das Labor der Zukunft aussehen? Um sich besser vorzustellen, wie so ein Labor funktioniert, begleiten wir die fiktive Wissenschaftlerin Alva in ihrer Arbeit im Jahr 2033.
Datenzentrierter und schneller Zugang zu Daten und Geräten
Alva kann jederzeit von ihrem Handy oder Rechner aus alle Geräte ihres Labors überwachen. Sie kann jederzeit auf alle Daten zugreifen, die ihr gehören oder die ihre Kolleginnen und Kollegen mit ihr geteilt haben. Diese Daten liegen nicht einfach so vor, sondern sind bereits strukturiert, so dass Alva sie schnell lesen kann. Die Software, die diese Daten verwaltet, hat ein sehr gutes Design, so dass jeder schnell und einfach ihre Daten verstehen kann. Die Analyse geschieht auch sehr schnell – und zwar mit Hilfe von Software, die von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern nach Wunsch und Bedarf schnell angepasst werden kann.
Effiziente Forschung mittels Digitalisierung
Alva und ihre Kolleginnen und Kollegen können sich hauptsächlich auf die explorative Arbeit konzentrieren. Die Zeiten, in denen Labormitarbeitende einen großen Teil ihrer Arbeitszeit damit verbringen mussten, Daten zu suchen und zu verwalten, sind vorbei. Diese Daten sind zentral gespeichert und geschützt, so dass die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler großes Vertrauen in das System haben und sich keine Sorgen machen müssen, dass die Daten verloren gehen. Eine Lieblingsaufgabe von Alva ist es, sich mit den Daten zu beschäftigen, indem sie die Ergebnisse prüft oder mit Hilfe von der Software versucht, andere Parameter zu finden, die wichtig sein könnten. Die organisatorische Arbeit ist fast verschwunden, da die Struktur im Labor sich dank der Digitalisierung und Automatisierung darum kümmert.
Hoher Digitalisierungsgrad und Automatisierungsgrad
Es gibt kaum manuelle Arbeiten. Unsere Wissenschaftlerin aus der Zukunft kümmert sich nur darum, Prozesse zu gestalten, Daten auszuwerten und Geräte zu konfigurieren. Mit Hilfe von Robotern im Labor wird die Mehrheit der Prozesse automatisiert. Menschliche Fehler sind daher fast verschwunden, die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit sind sehr hoch, Prozesse sind sicher und effizient, und der hohe Durchsatz ermöglicht eine schnellere Erzeugung von Daten. Damit ist das Labor, in dem Alva arbeitet, sehr wichtig für das Unternehmen. Unternehmen, die ihre Labore nicht rechtzeitig auf den neuen Stand gebracht haben, können schwer konkurrenzfähig bleiben. Damit wird die Arbeit von Alva in ihrem Labor die Marktführerschaft ihres Unternehmens sichern.
Digitales Mindset
Alva und ihre Mitarbeitenden sind digitale Denkerinnen und Denker. Im Labor der Zukunft kann jede Person mit der vorhandenen Technologie umgehen. Diese neuen Technologien erfordern ein neues Set von Skills: unter anderem Design Thinking, Softwareentwicklung, Arbeiten mit Datenbanken, proaktives und effizientes Arbeiten sowie Kreativität. Digitales Denken bedeutet nicht unbedingt, eine Expertin oder ein Experte in einem dieser Bereiche zu sein, sondern eher, ein gutes Verständnis davon zu haben sowie die Grundlagen zu verstehen und anwenden zu können. Am wichtigsten ist, ein Team zu bilden, in dem die vorhandenen Fähigkeiten und Arbeitsweisen sich ergänzen.
Das Labor der Zukunft - the future is now
Viele Institute, Unternehmen und andere Organisationen haben bereits die Wichtigkeit der Digitalisierung im Labor erkannt. Daher gibt es bereits heute viele Technologien, die im Labor verwendet werden, um das Labor der Zukunft zu realisieren.
Lab Robotics
Durch den Einsatz von Robotern können Prozesse automatisiert und das Personal kann entlastet werden. Der Einsatz von Robotern bringt verschiedene Vorteile mit sich, die bereits erwähnt wurden.
Software für Datenverwaltung
Im Labor wird täglich eine große Menge an Daten erzeugt. Nicht nur die Menge der Daten, sondern auch die Vielzahl der Dateiformate erschwert das Datenmanagement. ELN (Electronic Laboratory Notebook), LIMS (Laboratory Information Management System), CDS (Chromatography Data System), LES (Laboratory Execution System) und SDMS (Scientific Data Management System) sind nur einige Beispiele für Datenmanagementsoftware, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind.
Digitale Standards
Eine schnelle und klare Kommunikation ist der Schlüssel für Kooperation. Dies ist nicht anders bei den Laboren. Heutzutage finden Kooperationen zwischen verschiedenen Laboren statt, die auf der Welt verteilt sind. Die Nutzung von Standards wird zunehmend wichtiger – nicht nur innerhalb eines Labors, sondern auch außerhalb, um mit anderen Laboren Daten austauschen zu können. Dies ist der Grund für die Existenz mehrerer Organisationen, die bereits an solchen Standards arbeiten. Einige dieser Organisationen sind:
Vorteile der Nutzung von solchen Standards sind unter anderem Interoperabilität, Qualität, kostengünstige und einfache Integration sowie Compliance mit Vorschriften.
Digitale Expertise
Wie bereits erwähnt, sind neue Kompetenzen des Laborpersonals erforderlich. Heute werden Fachkräfte gesucht, die diese Expertise bereits mitbringen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die vorhandenen Fachkräfte entsprechend zu schulen. Die Ausbildung des Personals wird immer wichtiger, da sich die Technologie weiterhin rasant entwickeln wird. Weder können die Universitäten mithalten noch sind genügend Fachkräfte auf dem Arbeitsmarkt zu finden. Um schnell reagieren zu können, werden Organisationen darauf achten müssen, die spezifischen Kenntnisse und Fähigkeiten zu identifizieren, die auf dem Markt benötigt werden, und ihre Mitarbeitenden entsprechend zu schulen.
Fazit
Am Labor der Zukunft wird bereits heute gearbeitet. Der Einsatz von Robotern, Software für Datenmanagement und Standards sowie die ständige Erneuerung des vom Markt nachgefragten Wissens sind wichtige Bausteine für die Realisierung des Labors der Zukunft.
Als Beispiel habe ich den Arbeitsalltag unserer Wissenschaftlerin Alva in einem Labor im Jahr 2033 beschrieben. So ein Labor gibt es vielleicht heute schon in den modernsten Unternehmen. Aber es ist noch nicht die Norm. Die Bezeichnung „Labor der Zukunft“ bedeutet, dass die Mehrheit der Labore so arbeiten und strukturiert sein wird. Organisationen haben längst erkannt, dass das Labor der Zukunft nahe ist und dass es notwendig ist, dass ihre Laboratorien heute beginnen, zu dem Labor zu werden, das die nahe Zukunft erfordert.
Mehr über unser Portfolio im Life-Sciences-Bereich findet ihr auf unserer Website.
Weitere spannende Themen aus der adesso-Welt findet ihr in unseren bisher erschienen Blog-Beiträgen.
Kategorie: |
|
Schlagwörter: |
Life Science Digitalisierung |
