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시장 역학 

동인: 약물 발견에서 처리량이 많은 스크리닝에 대한 수요 증가

앞으로 몇 년 동안 전 세계 실험실 로봇 시장의 제약 산업은 복잡한 질병의 수가 증가하고 신약의 부족으로 인해 신약 개발에 대한 높은 압력을 겪을 가능성이 높습니다. 그 결과, 여러 화합물을 신속하게 평가할 수 있는 높은 처리량 스크리닝이 전 세계적으로 보편적인 요구 사항이 되었습니다. 고급 로봇 기술 덕분에 화이자(Pfizer)와 노바티스(Novartis)는 다른 거대 제약 회사들과 함께 매년 100만 개가 넘는 화합물을 검사할 수 있게 되었으며 2023년에 이 주장을 입증하는 보고서가 나왔습니다. 실험실 로봇 공학의 도움으로 모든 HTS 절차 활동을 자동화하여 검사 기간을 단축할 수 있었습니다. 이 과정을 완료하는 데는 몇 년에서 몇 달이 걸렸을 것입니다.

실험실 로봇을 사용하면 HTS는 정확도와 반복성이 향상되어 수동 프로세스 처리로 인한 변동성이 줄어드는 것으로 알려져 있습니다. 2023년 발간된 국제제약공학회 보고서에 따르면 로봇공학의 활용으로 잠재적인 약물 후보가 30% 증가해 실험실 로봇 시장 성장에 강력한 추진력을 주고 있다. 또한 자동화를 통해 분석당 비용이 절감되어 조직에서는 연간 인건비 및 시약 비용을 약 500,000달러 절감할 수 있었습니다. HTS 내의 로봇 공학 응용을 통해 디스펜서가 시약 낭비를 90% 이상 제거하는 나노리터를 전달할 수 있는 초저량 액체 디스펜싱이 가능해졌습니다.

또한, 맞춤형 치료법의 추세로 인해 HTS용 실험실 로봇 공학에 대한 필요성도 증가하고 있습니다. 분석과 스크리닝은 더욱 구체화되고 있으며 더 많은 로봇이 이러한 가변성을 허용하고 이러한 응용 분야의 증가를 허용할 것입니다. 2023년 현재 로봇 맞춤형 의료에 대한 시험이 200건 이상 진행되었는데, 이는 전년도에 비해 크게 도약한 수치입니다. 이러한 확장은 의약품 발견 과정을 가속화하기 위해 자동화 기술에 미화 3억 달러 이상을 투자하는 NIH를 비롯한 정부 자금 지원의 도움을 받았습니다.

트렌드: 인공지능과 머신러닝의 통합

실험실에서 인간과 유사한 작업을 수행하는 로봇을 고려할 때, 로봇에 AI가 통합되면 실험이 완료되는 방식은 물론 실험에서 수집된 데이터가 처리되는 방식도 달라집니다. 실험실 로봇 시장에 내장된 AI 기술 시스템을 통해 기계는 하나의 기능 내에서 결정을 내리고 계획과 기대치를 조정할 수 있으므로 효율성과 발견 횟수가 늘어납니다. 로봇산업협회(Robotics Industries Association)가 조사를 실시한 결과 2023년에 설치된 새로운 실험실 로봇 시스템의 50% 이상이 AI 기능이 포함된 것으로 나타났습니다. 

AI 시스템과 로봇의 협업을 통해 예상치 못한 복잡한 문제가 발생하고 가이드가 없는 경우에도 다양한 작업을 탐색할 수 있습니다. 이러한 예로는 구축된 기계가 기계 학습을 통해 활성화되므로 시퀀싱 매개변수를 자동으로 조정할 수 있는 게놈 시퀀싱 실험실 구축이 포함됩니다. 실험실 로봇 시장의 이러한 첨단 기술은 최근 범죄 탐지를 위한 AI 기반 알고리즘을 갖춘 로봇 시스템을 공개한 Beckman Coulter에 의해 가능해졌습니다. 

최근 연구실용 복잡한 인공 지능 기반 시스템을 구축하려는 의도로 로봇 회사와 기술 회사 간의 파트너십이 빠르게 성장하고 있습니다. 예를 들어, 2023년에 Thermo Fisher Scientific은 IBM의 Watson AI를 로봇 시스템에 배포하여 데이터 분석 및 예측 유지 관리 성능을 향상시키기 위해 IBM과 계약을 맺었습니다. AI를 탑재한 실험실 로봇 시스템이 2025년까지 15억 달러 규모의 시장이 될 것으로 예상됨에 따라 AI를 실험실 로봇 공학에 통합하려는 이러한 추세는 계속될 가능성이 높습니다.

과제: 채택을 방해하는 높은 초기 투자 비용

특히 소규모 연구실에서 로봇 공학의 높은 비용은 연구실 로봇 공학 시장에 상당한 도전 과제임을 입증합니다. 설치, 교육 및 유지 관리 비용은 평균 시스템의 총 비용에 추가되며, 일반적으로 그 범위는 미화 50만 달러에서 미화 300만 달러 이상입니다. 자금 조달 규칙은 다소 덜 엄격할 수 있지만 인터뷰 중에 많은 사람들이 로봇 공학으로 전환할 수 없는 이유 중 60%가 여전히 이 때문이라고 보고했습니다. 더욱이 기술의 새로운 발전은 기존 시스템의 노후화로 이어질 수 있으며, 이로 인해 추가 투자가 필요할 수 있습니다. 이러한 특별한 우려는 자금 확보 기간이 노후화에 가까워진 시스템의 기간과 다를 수 있는 상업 기관의 경우 더욱 두드러질 수 있습니다. 소프트웨어 라이센스 및 고급 기계 사용으로 인해 실험실 비용이 매년 $50,000씩 추가될 수 있습니다.

문제를 해결하기 위해 실험실 로봇 시장의 일부 공급업체는 실험실의 자동화 수준을 점진적으로 높일 수 있는 임대 전략과 모듈형 로봇을 도입했습니다. 그러나 2023년에 이러한 옵션을 검토하는 실험실의 20%만이 활용 속도가 느렸습니다. 일부 지역에서는 비용을 완화하기 위해 정부 보조금 및 보조금이 어느 정도 제공되지만 정보와 가용성은 여전히 ​​낮습니다. 더욱이, 실험실 로봇 공학의 더 넓은 가용성을 보장하기 위해 넘어야 할 중요한 과제는 세트로 시작하는 막대한 매몰 비용입니다.

부분 분석 

유형별 

2023년 기준으로 생물학적 실험실 로봇은 글로벌 실험실 로봇 시장의 리더로 부상했으며, 이는 34.5% 이상의 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 이러한 우위는 생물학적 연구와 임상 진단 모두에서 자동화가 증가한 데 기인합니다. 이러한 로봇은 일상적으로 엄청난 양의 데이터를 포함하는 유전자 서열 분석과 같은 복잡한 작업에 필요합니다. 예를 들어 현세대 시퀀싱 프로젝트는 매년 2.5엑사바이트 이상의 데이터를 생성합니다. 이러한 데이터 생성 증가를 관리하려면 해당 데이터를 효율적으로 수집, 분석 및 해석하는 수단이 필요합니다.

로봇 공학의 기술적 개선과 생물학적 연구에 대한 자금 지원의 증가는 해당 부문의 지배력을 강화합니다. 예를 들어, 생명 과학 연구 개발에 대한 자금은 2023년에 미화 2,000억 달러를 초과했으며 상당 부분의 자금이 자동화 기술에 투입되었습니다. 또한 맞춤형 의학의 붐으로 인해 실험실 로봇을 사용하여 약물 발견 과정에서 10,000개 이상의 화합물이 스크리닝되고 있습니다. 더욱이, 로봇 시스템의 능력은 인공지능의 융합을 통해 자동화된 세포 배양과 같은 과정을 가능하게 함으로써 크게 향상되었으며, 지난해 주요 실험실에서 백만 건이 넘는 로봇 배양이 수행되었습니다.

제약 회사, 생명 공학 회사 및 학술 기관은 생물학적 실험실 로봇 시장의 주요 최종 사용자입니다. 전 세계 선진국들은 제약 부문의 R&D에 1,800억 달러 이상을 지출하고 있습니다. 여기서 로봇공학은 약물 개발 속도를 높이고 비용을 절감하기 위해 사용됩니다. 암 치료법. CRISPR 기반 치료법은 개발을 위해 유전자 조정을 사용하는 생명공학 부문의 일부이며 이 부문의 가치는 52억 달러입니다. 전 세계 500개가 넘는 대학이 정확성과 효율성을 높이기 위해 실험실에 로봇 공학을 통합하고 있습니다. 따라서 교육 기관에서는 이러한 로봇을 사용하여 이미 경쟁이 치열한 연구 산업에서 최첨단을 유지하고 있습니다.

애플리케이션 별 

2023년에는 로봇이 의약품 개발에 더욱 보편화되어 이제는 신약 개발에 초점을 맞춘 프로세스 표준화의 요소가 되었습니다. 현재 이 부문은 실험실 로봇 시장에서 38.2% 이상의 점유율을 차지하고 있습니다. 신약 개발에 사용되는 제약회사의 평균 예산이 약 26억 달러에 달한다는 점을 고려하면 통계를 보면 이 분야에 채찍질이 가해지고 있음이 분명합니다. 로봇은 특정 시설에서 약 300,000개의 화합물을 테스트하는 높은 처리량 스크리닝을 가능하게 합니다. 이러한 종류의 자동화는 초기 단계 임상시험의 효과성과 효율성을 향상시켜 평균 10년이 넘는 신약 발굴 주기를 단축시킵니다. 

결과적으로, 실험실 로봇 시장의 환자들은 생산성을 높이고 약물 개발 비용을 절감하는 실험실 로봇 덕분에 약물 제조의 기술 발전을 통해 생성된 더 많은 약물에 접근할 수 있습니다. 몇몇 실험실에서는 직접적인 노동력을 고용하는 대신 자동화된 기계를 사용하여 수동 작업 요구 사항의 50%를 충족해야 했으며, 이를 통해 과학자들은 일반적인 작업 대신 보다 정교한 분석 측면을 수행할 수 있었습니다. 실험실 로봇을 도입하면 약품 개발에 소요되는 총 비용을 약 5억 달러 정도 절감할 수 있는 것으로 추산됩니다. 인간의 실수를 최소화하는 데 로봇이 도움을 주기 때문에 개발 후반부에는 실패가 덜 발생하기 때문이다. 매년 제약 산업은 연구 개발에 1,800억 달러 이상을 지출하며, 이는 최적화될 가능성이 있습니다. 

최종 사용자별

생명공학 및 제약 회사는 광범위한 R&D 운영과 복잡한 프로세스 자동화 요구 사항으로 인해 실험실 로봇 시장에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있습니다. 전 세계적으로 파이프라인에는 7,000개 이상의 약물이 있으며, 이러한 산업의 활동 범위에는 정확성을 보장하면서 작업량을 늘리는 로봇 솔루션이 필요합니다. 이들 회사가 실험실 로봇에 투자하는 또 다른 중요한 이유는 효율성을 높이고 비용을 절감하며 제공되는 데이터의 정확성을 향상하려는 욕구 때문입니다. 인간의 손 대신 실험실 로봇은 정밀 자동화 덕분에 오류 마진을 80% 줄인 액체 취급과 같은 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 작업을 중단하지 않고 작업을 용이하게 하여 판매 수준을 향상시킵니다. 예를 들어, 로봇의 지원을 통해 약물 개발 주기가 평균 2~3년 단축되었으므로 시장에 새로운 치료법을 더 빠르게 제공할 수 있습니다.

거시적으로는 맞춤형 의료에 대한 수요 증가와 만성질환 유병률 증가로 인해 실험실 로봇 시장에서 신속한 약물 생산에 대한 수요가 목격되었습니다. 2023년 1분기에는 생명공학 부문에만 7,200억 달러가 넘는 투자가 이루어졌습니다. 미시적 수준에서 기업의 목표는 비용 절감을 통해 ROI를 달성하는 것입니다. 로봇을 사용하면 실험실에서 약 25%의 비용 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 더욱이, 제약 및 생명공학 시장은 엄격한 규제와 함께 경쟁을 유지하기 위해 로봇 공학을 포함한 신기술의 사용을 강요하는 가장 경쟁이 치열한 시장 중 하나입니다.

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지역분석 

북미(주로 미국과 캐나다)는 자동화, 첨단 연구 인프라 및 이 지역의 채택률에 대한 막대한 투자의 결과로 실험실 로봇 시장을 선도하고 있습니다. 이 지역은 신약 발견, 임상 진단, 게놈 솔루션 및 미생물학을 포함한 다양한 응용 분야에서의 높은 수요로 인해 현재 38% 이상의 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 2023년에 미국은 매일 750만 건이 넘는 자동화된 임상 진단 테스트를 실시하여 소요 시간과 정확도 수준을 낮췄습니다. 더욱이, 약물 발견 R&D에 대한 전 세계 지출의 60%는 미국 제약 회사에서 이루어지며, 이 중 상당 부분이 로봇 공학에 대한 투자입니다. 반면, 캐나다는 300개가 넘는 활성 생명공학 회사의 지원을 받아 시장에서의 입지를 강화했으며, 그 중 다수는 게놈 및 미생물학 연구 테스트를 가속화하기 위해 실험실 로봇을 배치하고 있습니다.

북미 실험실 로봇 시장은 혁신, 특히 신기술과 R&D에 초점을 맞추고 있으며 이는 아마도 이 지역의 발전을 이끈 주요 측면 중 하나일 것입니다. 예를 들어, 2023년에 미국은 생산성과 정확성을 높이는 데 로봇공학의 도움을 받아 생물의학 R&D에 대한 공공 및 민간 자금으로 860억 달러를 할당했습니다. 이 지역에는 잘 통합된 실험실 자동화 시스템에 대한 주요 의존성을 제공하는 학계 및 기업 모두 2,000개 이상의 연구 중심 조직이 있습니다. 마찬가지로, 2023년에만 실험실의 약물 분자 스크리닝 및 선택 프로세스를 위한 액체 취급 시스템이 북미 지역을 포함하여 15억 건의 샘플 처리 절차를 수행한 것으로 추정됩니다. 이에 더해 미국에는 500개 이상의 로봇 통합업체와 그 수만큼의 Custom Robotics Multi-Vendors Cooperation이 있는데, 이는 실험실의 요구 사항을 충족하기에 충분합니다.

북미 의료 및 바이오의약품 시장은 실험실 로봇 시장 성장의 주요 촉진자입니다. 보고서에 따르면, 2023년 미국 내 실험실 로봇 출하량은 25,000대 이상이었고, 로봇 시스템은 국내 및 해외 시장을 모두 충족하기 위해 대량으로 생산되었습니다. 이 지역의 강점은 실험실 자동화 기술에 대한 전 세계 특허의 70% 이상을 보유하고 있다는 사실로 더욱 입증됩니다. 

글로벌 실험실 로봇 시장의 주요 기업 :

• AB 컨트롤
• 에어로텍
• 안톤 파르
• 오로라 바이오메드
• 바이오세라
• 켐스피드 테크놀로지스
• 클리블랜드 자동화 엔지니어링
• 해밀턴 로보틱스
• 고해상도 바이오솔루션
• 허드슨 로보틱스
• 랩맨
• 퍼킨엘머 주식회사
• 프로테다인(LabCorp)
• 지멘스 AG
• ST로보틱스
• 테칸 그룹
• 써모 피셔 사이언티픽
• 유니버설 로봇
• 야스카와 전기
• 다른 저명한 플레이어

시장 세분화 개요:

유형별:

• 저비용 실험실 로봇공학
• 생물학 실험실 로봇공학
• 제약 실험실 로봇공학
• 분자 연구실
• 기타

애플리케이션별:

• 약물 발견
• 임상진단
• 미생물학 솔루션
• 유전체학 솔루션
• 단백질체학 솔루션

최종 사용자별:

• 임상 실험실
• 연구실
• 생명공학 및 제약회사
• 병원 및 진단 실험실
• 연구 및 학술 기관
• 법의학 연구소
• 환경 시험 연구소
• 식품 및 음료 산업

지역별:

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 영국
  • 독일
  • 프랑스
  • 이탈리아
  • 스페인
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