Πώς θα σας φαινόταν η ιδέα ενός «βιολογικού αργαλειού» που παράγει νήματα από πολυμερή (πλαστικά) συμβατά με το ανθρώπινο σώμα, είτε απλά, είτε εμπλουτισμένα με κύτταρα για να «υφαίνει» ζωντανούς ιστούς με διαστάσεις έως και δέκα φορές μικρότερες από το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας;
Υπάρχει αυτός ο ξεχωριστός «αργαλειός», ονομάζεται BioLoom και δεν είναι τίποτα άλλο από έναν 3D βιοεκτυπωτή, ο οποίος μάλιστα έχει φτιαχτεί από ελληνικά χέρια. Ο BioLoom είναι σχεδιασμένος και υλοποιημένος από μια ομάδα Ελλήνων μηχανικών υπό την καθοδήγηση του Φίλιππου Τουρλομούση, Μηχανολόγου Μηχανικού στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT) και στο Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών (ΕΚΕΦΕ) «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ».
Ο Δρ Τουρλομούσης ηγείται του αυτο-οδηγούμενου εργαστηρίου “Autonomous Science Lab” στις εγκαταστάσεις του «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΥ», το οποίο εξειδικεύεται στην ανάπτυξη ψηφιακών και φυσικών συστημάτων για την αυτοματοποίηση της επιστημονικής διερεύνησης και νοημοσύνης (intelligence).
Ένας έμπειρος «προξενητής»
Θα μπορούσε να πει κάποιος πως ο Έλληνας επιστήμονας που έχει εξειδίκευση στη βιοκατασκευή (biofabrication) έχει αναλάβει τον ρόλο ενός έμπειρου «προξενητή» που «παντρεύει» την τεχνητή νοημοσύνη με τον φυσικό κόσμο για να φτιάξει «εργαλεία» που θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να διενεργήσουν βασική έρευνα και να αναπτύξουν καινοτομία πολύ πιο γρήγορα.
Τα κύρια ερευνητικά ενδιαφέροντα του Τουρλομούση εστιάζουν ακριβώς στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης και της ρομποτικής για αυτο-οδηγούμενα εργαστήρια προηγμένων υλικών του μέλλοντος, γνωστά ως «επιστήμονες ρομπότ». Ο ίδιος αναπτύσσει αυτόνομες πλατφόρμες μηχανικής υλικών που βασίζονται σε τεχνολογίες AI, οι οποίες περιλαμβάνουν νέες μεθοδολογίες τρισδιάστατης εκτύπωσης για την κατασκευή δομών δικτυωτού πλέγματος με αναλύσεις σε κλίμακα από μικρόμετρα έως εκατοστά, για εφαρμογές στους τομείς της ενέργειας και της υγειονομικής περίθαλψης.
Με πιο απλά λόγια, ο μηχανικός δημιουργεί βιολογικές δομές μέσω προηγμένης 3D βιοεκτύπωσης οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πλήθος εφαρμογών.
«Ο BioLoom είναι ένα υπερσύγχρονο πολυεργαλείο τρισδιάστατου βιοεκτυπωτή ικανό να παράγει με ακρίβεια, μέχρι την κλίμακα ενός κυττάρου, σύνθετες βιολογικές δομές από πολλαπλά υλικά. Μπορεί να λειτουργήσει με οποιοδήποτε σκληρό ή μαλακό υλικό και να εκτυπώσει σε κλίμακα που ξεκινά από 10 φορές μικρότερη από το πλάτος μιας τρίχας, να συνδυάσει υλικά μεταξύ τους και να δημιουργήσει μηχανικές κατασκευές ιστών», εξηγεί στο Dnews ο ίδιος.
Η καινοτομία του BioLoom έγκειται στη συνδυασμένη ευελιξία λογισμικού και υλικού, καθώς ενσωματώνει τεχνολογίες μηχανικής μάθησης που εξασφαλίζουν σταθερότητα και ακρίβεια στη βιοεκτύπωση, ανεξάρτητα από τις περιβαλλοντικές συνθήκες και με ελάχιστη ανθρώπινη παρέμβαση.
Ένα οικοσύστημα ρομποτικών εργαλείων για έρευνα
Συμπληρωματικά με τον BioLoom, ο Δρ Τουρλομούσης ως Ιδρυτής και Διευθύνων Σύμβουλος της εταιρείας Biological Lattice Industries, Corp. (BLI) έχει αναπτύξει το Loominus Studio, μια πλατφόρμα λογισμικού με τεχνητή νοημοσύνη, σχεδιασμένη ειδικά για τον εκδημοκρατισμό της βιοκατασκευής για έρευνα και ανάπτυξη (R&D) στους τομείς των βιοεπιστημών, της συνθετικής βιολογίας και της φαρμακευτικής. Συνδέοντας τον αυτοματισμό εργαστηρίων και την τρισδιάστατη βιοεκτύπωση υψηλής ανάλυσης με τη μηχανική νοημοσύνη, η BLI προσφέρει ένα οικοσύστημα ρομποτικών εργαλείων για έρευνα.
«Οι τρέχουσες ροές εργασίας στη βιοκατασκευή απαιτούν τον συντονισμό πολλών, ασύνδετων πρωτοκόλλων και οργάνων», εξηγεί ο ίδιος. «Το Loominus Studio ενοποιεί κάθε στάδιο από τον σχεδιασμό έως την κατασκευή επιτρέποντας στους ερευνητές να αυτοματοποιούν πολύπλοκες διαδικασίες και να βελτιώνουν την αναπαραγωγιμότητα των αποτελεσμάτων».
Η πλατφόρμα επιτρέπει ακόμη και σε μη ειδικούς να σχεδιάζουν και να εκτυπώνουν τρισδιάστατες δομές με απεριόριστες παραλλαγές, καθιστώντας τη βιοκατασκευή προσβάσιμη και γρήγορη. Ουσιαστικά, το Loominus λειτουργεί ως το «λειτουργικό σύστημα» ενός σύγχρονου εργαστηρίου βιοκατασκευής.
«Ο BioLoom συνδυαστικά με το Loominus Studio προσφέρει ένα απαράμιλλο επίπεδο ευελιξίας, ακρίβειας και αυτοματοποίησης», εξηγεί ο Φίλιππος Τουρλομούσης. «Μαζί αποτελούν μια ενοποιημένη πλατφόρμα βιοκατασκευής που καλύπτει τις ανάγκες ακαδημαϊκών και εμπορικών εργαστηρίων διευρύνοντας τα όρια της βιοκατασκευής πολύ πέρα από τις παραδοσιακές δυνατότητες της τρισδιάστατης βιοεκτύπωσης».
Η πλατφόρμα BLI συνδυάζει λογισμικό και υλικό για εφαρμογές σε όλο το φάσμα της βιοοικονομίας, από την υγειονομική περίθαλψη, την αναγεννητική ιατρική και τη μηχανική ιστών έως τη μορφοποίηση (formulation) προϊόντων για φαρμακευτικές και καλλυντικές βιομηχανίας, αλλά και για βιομηχανίες καταναλωτικών αγαθών. Η τεχνολογία επεκτείνεται και σε τομείς όπως τα βιώσιμα βιοϋλικά, η κυκλική οικονομία, οι συσκευασίες νέας γενιάς, τα λειτουργικά τρόφιμα, τα καλλυντικά, τα βιοδιασπώμενα προϊόντα και η υπόδηση, καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών όπου η βιοκατασκευή γίνεται η κινητήριος δύναμη της καινοτομίας.
«Το Loominus Studio αντιπροσωπεύει ένα νέο πρότυπο στη βιοκατασκευή, επιτρέποντας στα εργαστήρια να επικεντρωθούν στην καινοτομία και όχι στις τεχνικές προκλήσεις της ολοκλήρωσης», προσθέτει ο Τουρλομούσης. «Στόχος μας είναι να κάνουμε τη βιοκατασκευή όσο το δυνατόν πιο απλή και διαισθητική, δίνοντας τη δυνατότητα στους ερευνητές να ξεπεράσουν τα τεχνικά εμπόδια».
Από το εργαστήριο στην παγκόσμια αγορά
Η BLI έχει έδρα στις ΗΠΑ και ερευνητικό παράρτημα στην Ελλάδα, όπου πραγματοποιείται το μεγαλύτερο μέρος του R&D και της τεχνολογικής ανάπτυξης. Την ομάδα της επί του παρόντος απαρτίζουν πέντε επιστήμονες και μηχανικοί, ενώ η εταιρεία σχεδιάζει επέκταση και προσλήψεις για επιχειρηματική ανάπτυξη στις ΗΠΑ.
Το ελληνικό γραφείο της εταιρείας συνεργάζεται στενά με το Autonomous Science Lab του ΕΚΕΦΕ «ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ», συμβάλλοντας ενεργά στην έρευνα και την καινοτομία. Οι λύσεις της BLI απευθύνονται κυρίως σε πανεπιστήμια, ερευνητικά κέντρα και φαρμακευτικές εταιρείες που δραστηριοποιούνται στη βιοκατασκευή, τα βιοϋλικά και την ανάπτυξη καλλυντικών.
Μέχρι στιγμής η εταιρεία έχει εγκαταστήσει hardware και software λύσεις σε ερευνητικά εργαστήρια και εταιρείες στην Ευρώπη, στις ΗΠΑ και στα Αραβικά Εμιράτα, ενώ αναπτύσσει ένα καινοτόμο hardware προϊόν, τον πρώτο ρομποτικό βοηθό-επιστήμονα για τη δημιουργία νέων βιοϋλικών, που επιταχύνει τη διαδικασία ανάπτυξης και βελτιστοποίησης υλικών για τη φαρμακοβιομηχανία και τη βιομηχανία καλλυντικών.
Η Biological Lattice Industries (BLI) εξασφάλισε πέρσι μια επένδυση 1,8 εκατομμυρίων δολαρίων πριν από την έναρξη της παραγωγής, με επικεφαλής την ελληνική εταιρεία επιχειρηματικών κεφαλαίων Uni.Fund. Με αυτή τη χρηματοδότηση παρουσίασε την ολοκληρωμένη λύση βιοκατασκευής BioLoom και την ενοποιημένη πλατφόρμα λογισμικού Loominus Studio, που σχεδιάστηκαν για να φέρουν ‘επανάσταση’ στις ροές εργασίας βιοκατασκευής.
Αξίζει να αναφερθεί πως ο Δρ Τουρλομούσης άφησε μια στρωμένη καριέρα στο MIT Center for Bits and Atoms (CBA) για να επιστρέψει στη χώρα μας με ό,τι αυτό συνεπάγεται και μέχρι στιγμής δεν το μετάνιωσε.
«Νιώθω πραγματικά ευγνώμων που μπορώ να αναπτύσσω βαθιά τεχνολογία στην Ελλάδα και να τη βγάζω προς τον έξω κόσμο. Η χώρα μας έχει τεράστια ταλέντα στην έρευνα και σημαντικό επιστημονικό δυναμικό και είναι συναρπαστικό να βλέπει κανείς την καινοτομία να «ανθίζει» μέσα από ελληνικές ομάδες που σκέφτονται παγκόσμια. Η βιοκατασκευή δεν είναι απλώς μια νέα τεχνολογία, είναι το επόμενο βήμα στην εξέλιξη της βιομηχανίας των υλικών. Το όραμά μας είναι να την καταστήσουμε προσιτή σε κάθε εργαστήριο στον κόσμο με αφετηρία την Ελλάδα», σημειώνει ο Έλληνας επιστήμονας.
