Promozione dell'innovazione incentrata sul paziente nelle scienze biologiche utilizzando l'IA generativa con Pfizer

Pfizer si è concentrata sull'innovazione scientifica come valore fondamentale sin dalla sua fondazione nel 1849. “Per rimanere aggiornati sul progresso tecnologico, sarebbe necessario studiare costantemente le nuove soluzioni introdotte da AWS”, spiega Vijay Bulusu, direttore del settore Dati e Innovazione Digitale per Pharmaceutical Sciences Small Molecule (PSSM) in Pfizer. “Grazie alla partnership con AWS, Pfizer può continuare a dedicarsi alla ricerca scientifica, senza però rinunciare a impiegare la totalità delle nuove tecnologie messe a disposizione dall'azienda

Nel 2021, il gruppo PSSM di Pfizer, insieme ad AWS, ha dato vita a PACT, un'iniziativa che impiega le competenze di AWS in analisi dati, ML, calcolo, archiviazione, sicurezza e data warehousing su cloud per le operazioni di laboratorio, produzione clinica e catena di approvvigionamento di Pfizer. I team Pfizer dei settori sviluppo farmaceutico e produzione clinica concepiscono idee innovative; AWS, dal canto suo, offre il supporto tecnico specialistico attraverso i solutions architects e il team AWS Prototyping and Cloud Engineering.

Con i team Pfizer già molto impegnati sui progetti tecnologici correnti, PACT risolve la problematica delle risorse limitate da dedicare alla prototipazione. “Grazie a questa collaborazione, AWS coinvolge i suoi team di prototipazione per lavorare direttamente con i team aziendali e IT sulle sfide pertinenti”, afferma Bulusu. “Questo ci ha dato la possibilità di creare prototipi rapidamente, con un ciclo di apprendimento, informazione e anticipazione dell'errore.”

I prototipi creati correttamente passano alla fase del prodotto minimo funzionante (MVP) e possibilmente alla produzione, sotto la guida di AWS Professional Services, un team globale di esperti che può aiutare le organizzazioni a realizzare i risultati aziendali desiderati su AWS. “Per noi, il grande vantaggio è stato poter evitare di usare la nostra capacità interna per le fasi di valutazione e prototipazione, operazioni che necessitano di competenze tecniche molto profonde”, dice Bulusu. “La collaborazione con AWS ci permette di sperimentare nuove tecnologie per affrontare le sfide e di estenderne la portata, senza la necessità di specializzarci in una grande varietà di strumenti tecnologici, indipendentemente dal loro effettivo utilizzo finale.”

Grazie al PACT, Pfizer ha ridotto notevolmente i tempi necessari per raggiungere lo stato di MVP di un prototipo. “Se facessimo tutto internamente, e supponendo di avere sia la capacità operativa sia le persone con le skill necessarie, impiegheremmo non meno di 3 mesi”, dice Bulusu. “Generalmente, lo sviluppo di un prototipo PACT non supera le 6 settimane.” PACT sceglie i casi d'uso in funzione del loro potenziale valore commerciale, concentrandosi su problematiche trasversali alle varie divisioni aziendali.

Il primo caso d'uso aveva l'obiettivo di ridurre fino all'80% il tempo impiegato nella ricerca dei dati da parte di 1.500 scienziati del gruppo PSSM. Il lavoro di sviluppo di un farmaco può produrre approssimativamente 20.000 documenti, e spesso gli scienziati si trovano a dover ricercare i dati manualmente, impiegando diversi strumenti per reperire le informazioni pregresse. La sperimentazione iniziale ha portato allo sviluppo di un nuovo servizio AWS: Amazon Kendra, un servizio di ricerca aziendale intelligente che le organizzazioni usano per effettuare ricerche su diversi repository di contenuti tramite connettori integrati.

Al fine di ottimizzare le funzionalità di ricerca, i team PACT oggi impiegano l'IA generativa, sfruttando il modello Claude 2.1 di Anthropic attraverso Amazon Bedrock. Quest'ultimo è un servizio completamente gestito che mette a disposizione una selezione di FM ad alte prestazioni delle aziende leader nel campo dell'IA. Gli scienziati accedono ad Amazon Bedrock tramite una piattaforma interna chiamata Vox per cercare documenti tramite comando vocale e chatbot, ponendo domande in linguaggio naturale. Pfizer stima che, ogni anno, gli scienziati potrebbero risparmiare fino a 16.000 ore di ricerca ed estrazione di dati. Stima inoltre una riduzione del 55% dei costi di infrastruttura.

Un altro prototipo del PACT rileva anomalie nella produzione PCMM (Portable Continuous Miniature and Modular) di Pfizer, un processo continuo per la produzione di medicinali solidi per somministrazione orale. Gli ingegneri hanno creato il prototipo di rilevamento delle anomalie PCMM utilizzando Amazon SageMaker, un servizio completamente gestito che riunisce un ampio set di strumenti per l'ML ad alte prestazioni e a basso costo praticamente per qualsiasi caso d'uso.

Gli scienziati di Pfizer possono rilevare le anomalie nella produzione PCMM non appena si verificano, prevedere le esigenze di manutenzione e ridurre i tempi di inattività delle apparecchiature attraverso le funzionalità di ML della soluzione basate su AWS. La soluzione utilizza anche Amazon Lookout per le apparecchiature, un servizio di monitoraggio industriale con ML che rileva comportamenti anomali, consentendo alle organizzazioni di intervenire ed evitare tempi di inattività non pianificati, e Amazon Lookout per le metriche, che individua automaticamente le anomalie nelle metriche e ne identifica le cause principali. Questo lavoro ha infine condotto all’implementazione di uno strumento di analisi per il settore manifatturiero, specifico per i dati di serie storiche. “Ora questa tecnologia è usata anche dal nostro gruppo che si occupa di macromolecole”, afferma Bulusu. “Gli insegnamenti tratti dai progetti del PACT hanno stimolato l'innovazione in diversi gruppi e linee di business di Pfizer.”

Il PACT incoraggia la passione dei team Pfizer anche se le loro idee non sono pronte per la produzione. Ad esempio, il gruppo ha esplorato l'idea di utilizzare la realtà virtuale e aumentata per la formazione. “Questo è un ottimo esempio di come si possa realizzare un prototipo velocemente e capire che gli utenti non erano ancora del tutto pronti per questa tecnologia”, afferma Bulusu. “Possiamo imparare velocemente e anticipare l'errore con questi esperimenti di prototipazione, e questo è un grande vantaggio per noi.”

Dall'elenco iniziale di 14 progetti del PACT, cinque idee sono passate alla produzione finora. “Anche se ci occupiamo solo di prototipazione e non c'è un ritorno economico immediato per AWS, loro mettono sempre in campo i team migliori”, afferma Bulusu “Siamo sempre rimasti colpiti dai talenti di AWS con cui collaboriamo.”

L'iniziativa PACT ha incoraggiato il gruppo PSSM a proporre idee che in precedenza avrebbe potuto considerare irrealizzabili. “Avendo accesso alle competenze e alle tecnologie di AWS, abbiamo trasformato la nostra cultura dell'innovazione, ottenendo grandi risultati in un tempo molto breve”, afferma Bulusu. “Non appena le persone hanno iniziato a vedere i casi di studio che abbiamo condiviso tra i gruppi e a sentire della nostra collaborazione con il team AWS, abbiamo cominciato a sentir parlare di sfide per le quali prima nessuno si sarebbe fatto avanti. Il beneficio più importante che ho riscontrato nel programma PACT è che ha ispirato le persone a pensare in modo più audace.”