冠状病毒株分离,人工智能技术加速疫苗研发,更有望成为遏制疫情蔓延的关键点|智周报告核心版

过于固定的市场,往往导致传统病毒型疫苗生产公司的研发能力无法应对突发性病毒型传染性疾病。在此局限下,人工智能技术与其对数据的高效利用或将为疫苗生产工艺带来转机。

作者: 本站编辑 来源: 机器之能 2020-02-07 13:31:25

一、疫苗生产工业市场现状

相较于其他药物,很多传统疫苗在人的一生中只需要注射一次,其生产和销售的市场也因此呈现疲态。以美国为例,从1967年至今,其进行疫苗生产的企业数量缩减到如今只有5家大厂垄断,而疫苗产品对企业利润的贡献甚至不足6%。

虽然随着人们的健康意识增强,越来越多的个人和健康团体开始自发的向零售商购买以流感为主的病毒型季节性传染病的疫苗,疫苗市场的增速仍相当缓慢,年需求量整体趋于稳定。过于固定的市场,往往导致传统病毒型疫苗生产公司的研发能力无法应对突发性病毒型传染性疾病。在此局限下,人工智能技术与其对数据的高效利用或将为疫苗生产工艺带来转机。目前,已有多家传统病毒型疫苗生产公司开始利用超前计算能力以及人工智能技术应对本次新冠肺炎疫苗研发状况。

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二、疫苗工业工艺中主要的人工智能技术

物联网技术:

把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。

通过物联网技术推广应用,可以实现疫苗生产过程中的流程自动化、条件控制智能化的要求。

同时物联网技术还可以运用于疫苗出场后的环境条件监控,保证疫苗产品在使用时的有效性。

机器人技术:

工业生产中执行任务的物理代理,通常分为移动机器人和固定机器人。

通过利用固定机器人取代疫苗生产时的人工手工操作,可以提高生产效率。

通过减少员工与疫苗原液之间的接触,可以在保障员工身体健康的同时,避免疫苗受到因人为操作误差引入的污染。

传感器技术:

通过传感器感受规定的被测量,同时将其按照一定的规律转化为可用输出信号。应用传感器技术可以对疫苗生产流程中的物理条件进行监控及智能调整。同时传感器技术还广泛的运用于监控疫苗出厂后期的安全控制,保证疫苗在使用前的有效性。

计算机视觉:

计算机视觉是指机器感知环境的能力,这一技术类别中的经典任务有图像形成、图像处理、图像提取和图像的三维推理。将计算机视觉技术引入疫苗工业生产流程,可以取代生产过程中需要人工视觉识别的环节,例如疫苗鸡胚培养过程中对蛋的识别,提高识别效率和识别精准度。同时,通过计算机视觉也可以对生产过程中的人为操作环节进行监控。

三、人工智能技术在疫苗工业工艺中的应用分布

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四、人工智能技术在疫苗工业工艺中的应用案例

爱科维申科技:

开发国内首套灭活疫苗活体鸡胚机器视觉智能监测系统,利用计算机视觉技术替代人工视觉实现疫苗鸡胚监测,并结合机器人技术对检测通过的鸡胚进行分选码盘。

相较于4000枚/小时的人工检测效率,这套运用于流感疫苗活体蛋胚的智能检测系统的工作效率为40000枚/小时,检测准确率超过99.5%,漏检率低于1%,每日工作量可超过10万枚。

ATSAutomation:

整合多种智能自动化技术,为疫苗生产设计智能化、自动化的工业流程。

针对基于鸡胚培养的病毒疫苗,ATS提供蛋类传送和处理自动化系统,覆盖培养、去盖、及采收全过程。

针对新兴的基于细胞培养的疫苗研制,ATS整合机器人细胞培养系统,实现在class 100环境中细胞和病原体的细胞种植、培养、病毒接种、胰蛋白酶化和采收全自动化。

同时整合传感器技术和物联网技术,实现对生产环境中的温度及分层气流控制,以及培养瓶转速调控,保证寄生株的均匀分布。

日本森松:

为疫苗抗原原液到产品化的疫苗制剂搭造桥梁,推出在线配液系统。通过物联网技术,系统将常规配液过程所需要的泵、管路、阀门、气泡陷阱、及紫外检测器等环节结合在一起。相比于传统配液过程,配液系统能够实现全程物理条件数据记录,梯度溶液精准配置,同时节省了储罐数量及人力成本,提升了生产安全性。系统最终配液精度可达99.8%,而溶液达到稳定所需的时间缩短到小于60s。


五、人工智能在疫苗工业工艺中的局限性

短期技术整合难以实现:

现阶段的疫苗工业产线环节大多固定,目前,市场上应用的人工智能技术多以整体解决方案为主。于成熟产线中部署人工智能技术对其所在地的气候、地理条件、企业员工结构乃至技术本身的灵活度均提出了挑战。

其所需经历的设备安装及参数调试工作难以在短期内实现。

技术投入大于疫情过后的市场需求:

人工智能技术以提高生产效率和降低人力成本为主要目的,但技术本身的整合难度和资金设备要求都远超过短期高需求过去后的普通市场需求,而在这期间的资金投入难以得到回报,且会造成之后企业“过生产”的状态。


六、人工智能技术在疫苗工业工艺中的发展趋势

碎片式的技术整合或更有市场:

相较于开发完整的整套解决方案,将其拆分成针对不同疫苗工业生产环节的碎片式技术或能使技术本身更具灵活性,实现针对现有成熟产线的动态融入以及统一技术不同场景的多维应用,由此提升技术革新频率与市场推广的效率。

短期合作或成为应对季节性需求的有效途径:

从此次疫情防治中也可以看出,许多人工智能技术公司及互联网公司在其中发挥着重要的作用。

对于针对病毒型传染病的季节性的疫苗需求,疫苗生产商或许可以通过短期合作的方式,利用更多的人工智能公司的辅助作用,实现生产效率的短期提高,并在之后能恢复正常生产水平。


冠状病毒人工智能 疫苗研发

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