Marktübersicht 

Der Markt für Laborrobotik erwirtschaftete im Jahr 2023 einen Umsatz von 309,5 Millionen US-Dollar und soll bis 2032 einen Wert von 564,2 Millionen US-Dollar erreichen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,9 % im Prognosezeitraum 2024–2032.

Zur Laborrobotik gehört eine Vielzahl programmierbarer Maschinen, die speziell für die Ausführung von Aufgaben entwickelt wurden, die normalerweise von Technikern ausgeführt werden. Zu diesen Aufgaben gehören unter anderem Hochdurchsatz- und Massenprobenentnahme, Datenerfassung und Analyse in verschiedenen Bereichen. Daher lässt sich mit Recht davon ausgehen, dass der Bedarf an Laborrobotik aufgrund des zunehmenden Umfangs und der Komplexität der Arbeitsabläufe im Labor zunimmt. Der Boom in der Laborrobotik ist auch auf den Boom im biopharmazeutischen und biotechnologischen Sektor zurückzuführen, der immer genauere und präzisere Ergebnisse in schnellerem Tempo liefern will.

Forschung und Qualitätssicherungstests, klinische Diagnostik, Proteomik sowie Genomik sind einige der Kernfunktionsbereiche, in denen der Markt für Laborrobotik am meisten glänzt. In der Arzneimittelforschung können Roboter 100.000 Verbindungen an einem Tag analysieren, während andere manuelle Techniken diese Reichweite nicht erreichen konnten. Darüber hinaus haben Robotersysteme in den letzten zwölf Monaten zur Sequenzierung von mehr als 50.000 Genomen geführt, was die Prüfung der Medikamenteneignung für einzelne Patienten erleichtert. Pharma- und Biotechnologieunternehmen sind neben ihren akademischen und staatlichen Forschungspartnern, klinischen Einrichtungen und Chemieproduktionsanlagen die Hauptabnehmer dieser Technologien. Das Wachstum in diesen Sektoren steigert nachweislich die Einführung von Robotertechnologien, wofür die über 300 Biotech-Start-ups im Jahr 2023 ein gutes Beispiel sind.

Akteure auf dem Markt für Laborrobotik entwickeln Innovationen und erweitern den Umfang ihres Produktangebots, um den steigenden Bedürfnissen der Kunden gerecht zu werden. Im Jahr 2023 wurden von Unternehmen wie Thermo Fisher Scientific und Beckman Coulter einige neue Roboterplattformen eingeweiht, die künstliche Intelligenz für die prädiktive Bewertung einsetzen können, ohne die experimentelle Fehlerquote um mehr als das Zehnfache zu erhöhen. Die Weiterentwicklung von Laborrobotern zeichnet sich durch drei wichtige Merkmale aus: Anwendung maschineller Lernalgorithmen, Schaffung kleiner und modularer Robotereinheiten sowie Fernverwaltung und -überwachung über die Cloud. Darüber hinaus ist die Zahl der Partnerschaften zwischen Robotikunternehmen und Softwareunternehmen schnell gewachsen, was sich in mehr als 50 Kooperationen im Jahr 2023 zeigt, die darauf abzielten, die Fähigkeiten und die Integration von Laborautomatisierungssystemen zu verbessern.

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Marktdynamik 

Treiber: Steigende Nachfrage nach Hochdurchsatz-Screening in der Arzneimittelforschung

In den kommenden Jahren dürfte die pharmazeutische Industrie auf dem globalen Markt für Laborrobotik aufgrund der steigenden Zahl komplizierter Krankheiten und des Mangels an neuartigen Medikamenten einem hohen Druck ausgesetzt sein, neue Medikamente zu entwickeln. Infolgedessen ist das Hochdurchsatz-Screening, das die schnelle Bewertung mehrerer Verbindungen ermöglicht, weltweit zu einer universellen Anforderung geworden. Fortschrittliche Robotertechnologien haben es Pfizer und Novartis sowie anderen großen Pharmaunternehmen ermöglicht, jährlich über eine Million Verbindungen zu testen, wobei Berichte diese Behauptung im Jahr 2023 bestätigen. Mit Hilfe der Laborrobotik war es möglich, alle HTS-Verfahrensaktivitäten zu automatisieren und so die Dauer zu verkürzen Es hätte mehrere Jahre bis mehrere Monate gedauert, um den Prozess abzuschließen.

Durch den Einsatz von Laborrobotern soll HTS eine höhere Genauigkeit und Wiederholbarkeit erreichen und so die durch die manuelle Handhabung von Prozessen verursachte Variabilität verringern. Laut dem im Jahr 2023 veröffentlichten Bericht der International Society for Pharmaceutical Engineering hat der Einsatz von Robotik zu einem Anstieg der Zahl potenzieller Arzneimittelkandidaten um 30 % geführt, was dem Wachstum des Marktes für Laborrobotik starke Impulse verleiht. Darüber hinaus wurden durch die Automatisierung die Kosten pro Assay gesenkt, sodass Unternehmen jährliche Arbeits- und Reagenzkosten in Höhe von rund 500.000 US-Dollar einsparen konnten. Der Einsatz von Robotik im Rahmen von HTS hat auch die Abgabe extrem geringer Flüssigkeitsmengen ermöglicht, bei denen Spender Nanoliter abgeben können, wodurch die Verschwendung von Reagenzien um mehr als 90 Prozent vermieden wird.

Darüber hinaus erhöht der Trend zu personalisierten Therapien auch den Bedarf an Laborrobotik für HTS. Assays und Screenings werden immer spezifischer und mehr Roboter werden dieser Variabilität und einer Zunahme dieser Anwendungen Rechnung tragen. Bis 2023 haben mehr als 200 Studien zur robotergestützten personalisierten Medizin stattgefunden, was einen erheblichen Sprung gegenüber den Vorjahren darstellt. Diese Expansion wurde durch staatliche Mittel unterstützt und gefördert, wobei neben anderen Behörden über 300 Millionen US-Dollar in Automatisierungstechnologien gesteckt wurden, um den Prozess der Entdeckung von Arzneimitteln zu beschleunigen.

Trend: Integration von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen

Wenn wir Roboter in Betracht ziehen, die menschenähnliche Aufgaben in Laboren ausführen, verändert die KI-Integration in Roboter die Art und Weise, wie Experimente durchgeführt werden und wie mit den bei solchen Experimenten gesammelten Daten umgegangen wird. Integrierte KI-Technologiesysteme auf dem Markt für Laborrobotik ermöglichen es Maschinen, Entscheidungen zu treffen und Pläne und Erwartungen in einer einzigen Funktion anzupassen, wodurch die Effizienz und die Anzahl der Entdeckungen erhöht werden. Die Robotics Industries Association führte eine Umfrage durch und stellte fest, dass im Jahr 2023 KI-Funktionen in über 50 % der neuen Laborrobotersysteme eingebaut waren. 

Die Zusammenarbeit zwischen KI-Systemen und Robotern ermöglicht die Navigation durch eine Reihe schwieriger Aufgaben, selbst wenn unerwartete Komplikationen auftreten und keine Anleitungen verfügbar sind. Zu diesen Beispielen gehört der Aufbau von Genomsequenzierungslabors, die die Sequenzierungsparameter automatisch anpassen können, da die konstruierten Maschinen mit maschinellem Lernen ausgestattet sind. Solche fortschrittlichen Technologien auf dem Markt für Laborrobotik wurden durch Beckman Coulter ermöglicht, der kürzlich ein Robotersystem mit KI-basierten Algorithmen zur Verbrechenserkennung vorstellte. 

Partnerschaften zwischen Robotikfirmen und Technologiekonzernen nehmen in letzter Zeit immer mehr zu, mit der Absicht, komplexe, auf künstlicher Intelligenz basierende Systeme für den Laborgebrauch zu entwickeln. Beispielsweise schloss Thermo Fisher Scientific im Jahr 2023 einen Vertrag mit IBM ab, um den Einsatz von IBMs Watson-KI in ihren Robotersystemen zu erleichtern und so die Datenanalyse und die Leistung der vorausschauenden Wartung zu steigern. Es ist wahrscheinlich, dass sich dieser Trend zur Integration von KI in die Laborrobotik fortsetzt, da erwartet wird, dass die mit KI ausgestatteten Laborrobotersysteme bis 2025 einen Markt mit einem Wert von 1,5 Milliarden Dollar bilden werden.

Herausforderung: Hohe Anfangsinvestitionskosten behindern die Einführung

Die hohen Kosten der Robotik, insbesondere in kleineren Laboren, stellen eine große Herausforderung für den Laborrobotikmarkt dar. Installations-, Schulungs- und Wartungskosten erhöhen die durchschnittlichen Gesamtkosten eines Systems, die normalerweise zwischen 500.000 und über 3 Millionen US-Dollar liegen. Die Finanzierungsregelung mag etwas weniger streng sein, doch während des Interviews berichteten viele, dass dies immer noch 60 % der Gründe dafür sei, dass sie nicht in die Robotik wechseln konnten. Darüber hinaus können neue technologische Fortschritte dazu führen, dass bestehende Systeme veraltet sind, was wiederum weitere Investitionen erfordern würde. Diese besondere Sorge könnte bei kommerziellen Institutionen ausgeprägter sein, bei denen die Zeitrahmen für die Sicherung von Geldern möglicherweise andere sind als bei Systemen, die kurz vor der Ausmusterung stehen. Lizenzen für Software und die Nutzung fortschrittlicher Maschinen können die Kosten eines Labors jedes Jahr um weitere 50.000 US-Dollar erhöhen.

Um das Problem anzugehen, haben einige Anbieter auf dem Markt für Laborrobotik Leasingstrategien und modulare Robotik eingeführt, die es Laboren ermöglichen, ihren Automatisierungsgrad schrittweise zu erhöhen. Die Akzeptanz verlief jedoch langsam, da im Jahr 2023 nur 20 % der Laboratorien diese Optionen prüfen. In einigen Regionen werden in gewissem Umfang staatliche Zuschüsse und Subventionen gewährt, um die Kosten zu senken, allerdings sind die Informationen und die Verfügbarkeit immer noch gering. Darüber hinaus sind die hohen versunkenen Kosten, die mit einem Set beginnen, eine entscheidende Herausforderung, die es zu bewältigen gilt, um eine breitere Verfügbarkeit von Laborrobotik sicherzustellen.

Segmentanalyse 

Nach Typ 

Ab 2023 sind biologische Laborroboter führend auf dem globalen Markt für Laborrobotik, der voraussichtlich einen Marktanteil von über 34,5 % erreichen wird. Diese Dominanz wird auf die zunehmende Automatisierung sowohl in der biologischen Forschung als auch in der klinischen Diagnostik zurückgeführt. Solche Roboter werden für komplexe Aufgaben benötigt, beispielsweise für die genetische Sequenzierung, bei der routinemäßig große Datenmengen anfallen. Sequenzierungsprojekte der aktuellen Generation produzieren beispielsweise jedes Jahr mehr als 2,5 Exabyte an Daten. Um dieses Wachstum der Datenproduktion zu bewältigen, ist ein effizientes Mittel zur Erfassung, Analyse und Interpretation dieser Daten erforderlich.

Technologische Verbesserungen in der Robotik und die Aufstockung der Mittel für die biologische Forschung stärken die Dominanz des Segments. Beispielsweise überstieg die Finanzierung der Forschung und Entwicklung im Bereich der Biowissenschaften im Jahr 2023 die 200-Milliarden-US-Dollar-Marke, und ein beträchtlicher Teil der Mittel floss in Automatisierungstechnologien. Aufgrund des Booms in der personalisierten Medizin werden außerdem über 10.000 Verbindungen während der Arzneimittelforschung mithilfe von Laborrobotik untersucht. Darüber hinaus wurden die Fähigkeiten von Robotersystemen durch die Fusion künstlicher Intelligenz erheblich verbessert, was Prozesse wie die automatisierte Zellkultur ermöglicht, bei der im vergangenen Jahr über eine Million Roboterkulturen in führenden Labors durchgeführt wurden.

Pharmaunternehmen, Biotechnologieunternehmen und akademische Einrichtungen sind die wichtigsten Endnutzer des Marktes für biologische Laborrobotik. Industrienationen auf der ganzen Welt geben über 180 Milliarden US-Dollar für Forschung und Entwicklung im Pharmasektor aus. Dabei wird Robotik eingesetzt, um die Arzneimittelentwicklung zu beschleunigen und Kosten zu senken. Die Krebsbehandlungen. CRISPRs-basierte Therapien sind Teil des Biotechnologiesektors, der Genanpassungen für die Entwicklung einsetzt, und der Sektor hat einen Wert von 5,2 Milliarden US-Dollar. Über 500 Universitäten auf der ganzen Welt integrieren Robotik in ihre Labore, um die Genauigkeit und Effizienz zu verbessern. Daher nutzen akademische Einrichtungen diese Roboter, um in einer bereits wettbewerbsintensiven Forschungsbranche auf dem neuesten Stand zu bleiben.

Auf Antrag 

Im Jahr 2023 werden Roboter in der Arzneimittelentwicklung immer häufiger eingesetzt und sind nun ein Element der Standardisierung in Prozessen, die sich auf die Entwicklung neuer Arzneimittel konzentrieren. Derzeit hält dieses Segment einen Anteil von mehr als 38,2 % am Markt für Laborrobotik. Wenn man bedenkt, dass das durchschnittliche Budget eines Pharmaunternehmens für die Entwicklung neuer Medikamente etwa 2,6 Milliarden US-Dollar beträgt, ist aus den Statistiken ersichtlich, dass in diesem Sektor große Probleme herrschen. Roboter ermöglichen ein Hochdurchsatz-Screening, bei dem etwa 300.000 Verbindungen in bestimmten Einrichtungen getestet werden. Diese Art der Automatisierung verkürzt den Arzneimittelentwicklungszyklus, der im Durchschnitt mehr als zehn Jahre dauert, indem sie die Wirksamkeit und Effizienz klinischer Studien in der Frühphase steigert. 

Dadurch erhalten Patienten auf dem Markt für Laborrobotik Zugang zu mehr Arzneimitteln, die durch den technologischen Fortschritt in der Arzneimittelherstellung entstehen, da Laborroboter die Produktivität steigern und die Kosten bei der Arzneimittelentwicklung senken. In mehreren Labors mussten durch den Einsatz automatisierter Maschinen anstelle der Beschäftigung direkter Arbeitskräfte 50 % der manuellen Arbeitsanforderungen erfüllt werden, sodass Wissenschaftler anspruchsvollere Analyseaspekte anstelle gewöhnlicher Aufgaben durchführen konnten. Es wird geschätzt, dass die Gesamtkosten der Arzneimittelentwicklung durch den Einsatz von Laborrobotik um etwa 500 Millionen US-Dollar gesenkt werden können. Dies liegt daran, dass in späteren Entwicklungsstadien weniger Fehler auftreten, da Roboter dabei helfen, menschliche Fehler zu minimieren. Jährlich gibt die Pharmaindustrie mehr als 180 Milliarden US-Dollar für Forschung und Entwicklung aus, die noch optimiert werden kann. 

Von Endbenutzern

Biotechnologie- und Pharmaunternehmen kontrollieren aufgrund ihrer umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten und der Anforderung, komplexe Prozesse zu automatisieren, den größten Anteil am Markt für Laborrobotik. Weltweit sind mehr als 7.000 Medikamente in der Pipeline. Der Umfang der Aktivitäten in diesen Branchen erfordert Roboterlösungen, um das Arbeitsvolumen zu erhöhen und gleichzeitig Genauigkeit zu gewährleisten. Weitere wichtige Gründe, warum diese Unternehmen in Laborroboter investieren, sind der Wunsch, die Effizienz zu steigern, die Kosten zu senken und die Genauigkeit der bereitgestellten Daten zu verbessern. Anstelle menschlicher Hände können Laborroboter Aufgaben wie die Handhabung von Flüssigkeiten übernehmen, wobei die Fehlerquote dank der Präzisionsautomatisierung um 80 % gesenkt wird. Sie erleichtern auch den Betrieb ohne Arbeitsunterbrechung und steigern so den Umsatz. Durch die Unterstützung von Robotern konnte beispielsweise der Arzneimittelentwicklungszyklus um durchschnittlich zwei bis drei Jahre verkürzt werden, sodass neue Behandlungen schneller auf den Markt gebracht werden können.

Auf Makroebene ist die Nachfrage nach einer schnellen Arzneimittelproduktion auf dem Markt für Laborrobotik aufgrund des wachsenden Bedarfs an personalisierter Medizin und der steigenden Prävalenz chronischer Krankheiten zu beobachten. Im ersten Quartal des Jahres 2023 wurden allein im Biotechnologiesektor Investitionen von über 720 Milliarden US-Dollar getätigt. Auf der Mikroebene besteht das Ziel für Unternehmen darin, den ROI durch geringere Ausgaben zu steigern; Mit Robotern lassen sich im Labor etwa 25 % einsparen. Darüber hinaus gehören die Pharma- und Biotech-Märkte zu den wettbewerbsintensivsten Märkten, die den Einsatz neuer Technologien, einschließlich Robotik, erfordern, um den Wettbewerb durch strenge Vorschriften aufrechtzuerhalten.

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Regionale Analyse 

Nordamerika, vor allem die USA und Kanada, ist aufgrund erheblicher Investitionen in Automatisierung, fortschrittliche Forschungsinfrastruktur und der hohen Akzeptanzrate in der Region führend auf dem Markt für Laborrobotik. Die Region kontrolliert derzeit einen Marktanteil von über 38 % aufgrund der starken Nachfrage in verschiedenen Anwendungen, darunter Arzneimittelentwicklung, klinische Diagnostik, genomische Lösungen und Mikrobiologie. Im Jahr 2023 führten die Vereinigten Staaten jeden Tag über 7,5 Millionen automatisierte klinische Diagnosetests durch, wodurch der Zeitaufwand und die erreichte Präzision gesenkt werden konnten. Darüber hinaus werden 60 % der gesamten weltweiten Ausgaben für Forschung und Entwicklung in der Arzneimittelforschung von US-Pharmaunternehmen getätigt, und ein großer Teil davon entfällt auf Investitionen in die Robotik. Andererseits hat Kanada seine Position auf dem Markt gestärkt, unterstützt durch über 300 aktive Biotechnologieunternehmen, von denen einige Laborrobotik einsetzen, um genomische und mikrobiologische Forschungstests zu beschleunigen.

Der Fokus des nordamerikanischen Laborrobotikmarktes auf Innovation, insbesondere auf neue Technologien und Forschung und Entwicklung, ist wahrscheinlich einer der Hauptaspekte, die zur Entwicklung der Region geführt haben. Allein im Jahr 2023 stellten die USA beispielsweise 86 Milliarden US-Dollar an öffentlichen und privaten Mitteln für die biomedizinische Forschung und Entwicklung bereit, um mithilfe der Robotik die Produktivität und Genauigkeit zu steigern. In der Region gibt es mehr als 2.000 forschungsorientierte Organisationen, sowohl akademische als auch geschäftliche Organisationen, die in hohem Maße auf gut integrierte Laborautomatisierungssysteme angewiesen sind. In ähnlicher Weise wurden allein im Jahr 2023 schätzungsweise 1,5 Milliarden Probenverarbeitungsvorgänge mit Liquid-Handling-Systemen für das Screening und die Auswahl von Arzneimittelmolekülen in den Labors durchgeführt, einschließlich der Region Nordamerika. Darüber hinaus gibt es in den USA mehr als 500 Robotik-Integratoren und so viele kundenspezifische Robotik-Multi-Vendor-Kooperationen, was mehr als ausreicht, um den Bedarf der Labore zu decken.

Der nordamerikanische Gesundheits- und Biopharmazeutikmarkt ist ein wichtiger Faktor für das Wachstum des Marktes für Laborrobotik. Berichten zufolge wurden im Jahr 2023 in den USA mehr als 25.000 Robotersysteme von Laboratorien ausgeliefert, wobei große Mengen an Robotersystemen hergestellt wurden, um sowohl nationale als auch ausländische Märkte zu bedienen. Die Stärke der Region wird noch deutlicher durch die Tatsache, dass sie über mehr als 70 % aller weltweiten Patente für Laborautomatisierungstechnologien verfügt. 

Top-Unternehmen im globalen Markt für Laborrobotik:

• AB-Steuerungen
• Aerotech
• Anton Paar
• Aurora Biomed
• Biosera
• Chemspeed-Technologien
• Cleveland Automatisierungstechnik
• Hamilton Robotics
• Hochauflösende Biolösungen
• Hudson Robotics
• Labman
• PerkinElmer Inc.
• Protedyne (LabCorp)
• Siemens AG
• ST Robotics
• Tecan-Gruppe
• Thermo Fisher Scientific
• Universelle Roboter
• Yaskawa Electric
• Andere prominente Spieler

Überblick über die Marktsegmentierung:

Nach Typ:

• Kostengünstige Laborrobotik
• Biologische Laborrobotik
• Pharmazeutische Laborrobotik
• Molekulares Labor
• Andere

Per Antrag:

• Arzneimittelentdeckung
• Klinische Diagnose
• Mikrobiologische Lösungen
• Genomik-Lösungen
• Proteomics-Lösungen

Nach Endbenutzer:

• Klinische Labore
• Forschungslabore
• Biotechnologie- und Pharmaunternehmen
• Krankenhäuser und Diagnoselabore
• Forschungs- und akademische Institute
• Forensische Labore
• Umweltprüflabore
• Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Nach Region:

• Nordamerika
  • Die USA
  • Kanada
  • Mexiko
• Europa
  • Großbritannien
  • Deutschland
  • Frankreich
  • Italien
  • Spanien
  • Polen
  • Russland
  • Restliches Europa
• Asien-Pazifik
  • China
  • Indien
  • Japan
  • Australien und Neuseeland
  • ASEAN
  • Rest von APAC
• Naher Osten und Afrika
  • Vereinigte Arabische Emirate
  • Saudi-Arabien
  • Südafrika
  • Rest von MEA
• Südamerika
  • Argentinien
  • Brasilien
  • Rest von Südamerika