如果將數字孿生技術和生物工藝結合起來，會發生什么樣的火花呢？
數字孿生這個話題我們此前也介紹過，它是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數字孿生是一種超越現實的概念，可以被視為一個或多個重要的、彼此依賴的裝備系統的數字映射系統。

往期回顧
 
數字孿生的應用既有產品、也有產線、工廠和車間，直接對應CPS所面對的產品、裝備和系統等對象。數字孿生在創立之初就明確了以數據、模型為主要元素構建的基于模型的系統工程，更適合采用人工智能或大數據等新的計算能力進行數據處理任務。      
根據IBM的解釋，這項技術允許用戶為物理實體或流程開發出精確的虛擬副本。聯網傳感器負責將物理資產中的數據一刻不停地饋送至數字模型。而在生命科學領域，數字孿生的應用尚處于起步階段。

數字孿生在生命科學研究中的具體應用可以分為兩類：生物應用與實驗應用。雖然為細胞乃至人體構建完整的生物學模型還有很長的路要走，但實驗應用層面的數字孿生已經在徹底重塑臨床研究的基本面貌。  
隨著數字化的中心效應愈發明顯，眾多企業也開始紛紛投身于這個極具前景的創新概念。迪必爾生物TJX團隊結合生物技術行業，幫助研究人員建立起了一套復雜的生物反應器（適合細胞培養和發酵實驗）數字模型，并使用數據支持測試場景、進而協助用戶識別出潛在問題。這是個免費的模擬器，面向全球生物科學領域的科學家免費開放。
TJX研發團隊認為生命科學正經歷一場由數字技術推動的變革。大量生物數據的產生對研究人員來說既是機遇又是壓力。生命科學正面臨從實驗驅動向數據驅動的轉型局面，海量的數據將成為生命科學的基礎，如果能高效、高速地利用這些大數據，無疑將為生命科學行業帶來無限機遇。但有限的時間與資源之下去適應整個行業愈發復雜的基本現實，只會讓生命科學行業不堪重負。  
生物制品生產的現狀和未來的預期形成沖突，現有可用工具已經無法支撐起生命科學行業中愈發復雜的研究目標。從傳統上看，我們的細胞培養/發酵實驗工作方式大多依賴于手動，而且主要集中在非常簡單的實驗設計與分析層面，大多發酵實驗的數據分析工作都無法輕松高效的完成。發酵工程師只能利用有限的簡陋發酵罐工具完成工作，所有研究項目嚴重受到成本與資源的制約。也正因為如此，眾多工藝開發項目往往中道崩殂。 物理實驗的成本非常高，不斷試錯的過程且耗費了大量精力。如果我們能夠減少實際實驗的數量，同時讓發酵實驗更有針對性、更高效、更可能成功，就一定能讓生物工藝邁上新的臺階。

TJX“數字孿生模擬器”對于研發工作的積極意義也在這里：以住生物工藝研究人員可能需要數月、甚至數年時間才能在完成相應實驗后對數據進行分類與分析，但通過“數字孿生模擬器”后能夠同時建模多實驗設計展開測試。
 
關于TJX“數字孿生模擬器”：優化生物反應器控制參數虛擬實驗  
不同規模發酵實驗過程控制模擬
通過虛擬細胞培養實驗能非常快速收集數據，通過模擬器查看溫度、通氣控制策略、攪拌水平、pH值、以及補料策略不同組合的影響。

數據分析
進行多次模擬實驗，將結果進行比較，協助決定將使用哪些培養條件應用在實際工藝開發或在大規模培養上實現最佳生產。  
綜合利用虛擬現實數字孿生體發酵實驗室，可節省大量的成本，大量的時間，為企業創造更多的效益。
虛擬操作培訓，沉浸式培訓體驗，縮短專業人員培訓周期，大大提升生產和培訓效率。
基于機器學習的數據管理方法，將建立一個數據驅動的智能發酵生態系統。如果你也在探索數字孿生如何加速工藝開發，歡迎你與我們積極合作。