멀티플라이 랩스(Multiply Labs)는 반도체 산업의 자동화 공정을 세포 치료 연구실에 도입하고 있습니다. 로봇을 통해 반복적이고, 정밀하며, 위생이 요구되는 작업을 더 빠르고 효율적으로 수행할 수 있도록 지원하죠.
이 스타트업 아이디어는 멀티플라이 랩스 공동 창립자 겸 CEO Fred Parietti가 MIT에서 로보틱스 박사 연구를 하던 중, Alice Melocchi를 만나면서 시작됐습니다. Melocchi가 자동화가 부족하고 오염 위험이 높은 이러한 실험실의 문제점을 보여주었던 것인데요.
Parietti CEO는 “연구실에서 실제로 진행되는 작업을 보고 큰 충격을 받았습니다. 의약품도 반도체처럼 만들어질 줄 알았는데, 현실은 전혀 그렇지 않았죠. 이 문제를 해결하기 위해 실리콘밸리로 이동해 와이콤비네이터(YCombinator)에서 멀티플라이 랩스를 설립했습니다”고 말했습니다.
미국 샌프란시스코에 위치한 멀티플라이 랩스는 2016년에 설립됐습니다. 현재는 카이버나 테라퓨틱스(Kyverna Therapeutics), 레전드 바이오텍(Legend Biotech) 등 바이오 선도 기업을 대상으로 로봇을 활용한 세포 치료제 제조 자동화를 지원 중이다.
멀티플라이 랩스는 대규모 유전자 변형 세포 치료제를 생산하는 엔드투엔드 로봇 시스템을 제공합니다.
멀티플라이 랩스는 반도체 산업의 방진복을 입은 기술자들이 무균실 작업하던 것에서 진화해 온 것처럼, 생명과학 분야의 새로운 시대를 개척하고 있는데요. 오늘날 반도체 제조와 마찬가지로, 피지컬 AI를 통해 정밀도를 높이고, 오염을 줄인 첨단 제조를 목표로 합니다.
멀티플라이 랩스 시스템은 NVIDIA Omniverse 라이브러리를 활용해 연구실 환경의 디지털 트윈을 구축하고, NVIDIA Isaac Sim 로보틱스 시뮬레이션 프레임워크를 통해 로봇에게 치료제 개발을 위한 맞춤형 기술을 훈련시킵니다. 또한 NVIDIA Isaac GR00T 휴머노이드 파운데이션 로봇 모델 기반의 휴머노이드 로봇을 개발해 위생적인 연구실 작업을 지원합니다.
세포 치료는 환자, 기증자로부터 채취한 세포를 변형시켜 질병과 자가 면역 반응을 치료하는 첨단 치료법인데요. 암, 유전 질환, 자가면역 질환, 신경계 질환 등 다양한 분야에서 유망한 치료 가능성을 보여주죠.
그러나 이러한 환자 특성에 따른 맞춤형 치료법은 생산 비용이 높으며, 공정 과정에서 오염이나 부적절한 취급으로 인해 쉽게 폐기될 위험이 큽니다. 멀티플라이 랩스의 통제된 바이오 제조 클러스터 로봇은 보다 위생적이고 정밀한 제조 공정을 가능하게 하죠.
Parietti CEO는 “세포 치료제 제조는 무균 상태가 유지돼야 하며, 사람의 호흡조차도 영향을 미칠 수 있습니다. 이 때문에 로보틱스가 가장 높은 가치를 발휘할 수 있는 적용 분야”라고 말했습니다.
연구실 정밀도 향상을 위한 세포 치료제 제조 기술 시뮬레이션
세포 치료제 제조는 복잡하고 비용이 높으며, 실패 가능성이 높은데요. 이에 바이오 기업들은 리스크를 줄이고, 생산량을 확대하며, 전문 지식을 보존하기 위해 자동화와 시뮬레이션 기술을 적극 도입하고 있습니다. 이 가운데 핵심 기술로 떠오른 것이 모방 학습(imitation learning)입니다. 이는 NVIDIA Isaac Sim에서 로봇이 전문가의 작업 영상을 분석해 동일한 작업을 재현하도록 훈련시키는 방식인데요. 숙련된 과학자들의 암묵적이고 문서화되지 않은 기술을 포착해 로봇 제어 정책으로 전환할 수 있습니다.
자세 추정을 위한 NVIDIA FoundationPose Isaac 모델과 스테레오 매칭을 위한 NVIDIA FoundationStereo Isaac 모델은 영상에서 궤적을 추출하는 데 핵심적인 역할을 수행합니다. 이를 통해 로봇이 최상의 인간 사례로부터 직접 학습할 수 있도록 지원하죠. 이는 연구실 프로세스 기술을 생산 환경으로 이전하는 것이 핵심인 제약 산업에서 특히 중요합니다. 인력 이동으로 인한 지식 손실을 줄이는 것도 생산성에 있어 중요하죠.
Parietti CEO는 “저희는 최고의 과학자가 수행한 정확한 영상 사례로 로봇을 훈련시키며, 그 결과가 통계적으로 동일하다는 것을 증명합니다. 직원이 퇴사하거나 은퇴하면 생산성이 떨어질 수 있는데, 이러한 과정에는 말로 다 설명하기 어려운 지식이 요구되며, 거의 예술과도 가까운 영역”이라고 말했죠.
멀티플라이 랩스는 NVIDIA Omniverse 기반의 디지털 트윈을 활용해 로봇 암(arm) 공정을 시뮬레이션합니다. 이를 통해 수천 번의 가상 반복 테스트를 수행하며, 현실 세계 도입 전 대부분의 기계적 결함을 식별하고 해결할 수 있죠. 그 결과 더 빠르고, 안전하며, 정밀한 연구실 운영이 가능합니다.
로봇 시스템 확장으로 세포 치료 접근성 향상
세포, 유전자 치료는 막대한 잠재력을 지니고 있지만, 복잡성과 비용으로 인해 접근성이 제한돼 왔는데요. 자동화 기술이 이러한 한계를 변화시키고 있습니다.
현재 세포 치료제 1회 투여분을 제조하는 데 드는 비용은 10만 달러가 넘습니다. 그러나 첨단 로보틱스 기술을 적용하면 비용을 70% 이상 절감해, 투여분당 2만 5천에서 3만 5천 달러 수준으로 낮출 수 있죠. 또한 자동화는 비용 절감뿐만 아니라, 생산량을 증가시켜 시설 공간 1제곱피트당 최대 100배 더 많은 치료제를 생산할 수 있습니다.
Parietti CEO는 “저희는 이 산업이 틈새 시장에서 대규모 생산으로 전환되도록 지원합니다. 즉, 비용을 70% 절감하면서 치료량을 100배 늘려, 소수가 아닌 수백만 명에게 생명을 구하는 치료를 제공하는 것이 목표”라고 말했습니다.
이러한 치료법은 수천 개의 정밀한 무균 상태 단계를 통해 진행되는데요. 용기 간 액체 이동, 기포 발생 없이 백과 주사기 교반, 정확한 온도 유지 등 모두 엄격한 시간 제약 속에서 수행돼야 합니다. 단 한 번 사람의 작은 실수만으로도 전체 공정이 무너질 수 있기 때문이죠. 반면 로봇은 호흡하지도, 멈추지도, 이탈하지도 않습니다. 로봇은 24시간 내내 정밀성, 일관성, 추적 가능성을 유지하면서 작업을 수행합니다.
오염 방지를 위한 휴머노이드 활용
세포 치료제 제조의 고위험 환경에서 오염은 단순한 문제가 아닌, 치명적인 장애물입니다. 로봇 암은 통제된 클러스터 환경 내부에서 외과 수술 수준의 정밀도로 작업을 수행하지만, 진정한 위험은 로봇 클러스터 외부에 있습니다. 재료를 수동으로 적재하고 하역하는 과정에서 재채기, 미끄러짐, 잘못 놓인 주사기 하나만으로 완벽했던 공정이 순식간에 무너질 수 있기 때문입니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 휴머노이드가 투입됩니다. 두 개의 팔을 가진 이 휴머노이드는 무균실 외부의 비정형적이고 예측 불가능한 환경에서 카트리지를 들어 올리고, 정밀하게 이동시키며, 공정을 청결하게 유지하는 역할을 수행합니다.
멀티플라이 랩스는 NVIDIA Isaac GR00T N 파운데이션 모델을 기반으로 휴머노이드를 개발하고 있습니다. Isaac GR00T N1.5는 범용 휴머노이드 로봇의 추론과 기술 습득을 지원하는 오픈 소스 파운데이션 모델입니다.
Parietti CEO는 “GR00T는 휴머노이드에게 수천 번의 생애를 통해 축적된 근육 기억을 부여합니다. 이는 마치 로봇에게 몇 가지 동작만 보여줘도 춤을 배우는 것과 같죠”라고 말했습니다.
Isaac GR00T를 활용하면 휴머노이드의 적재, 하역 작업 훈련이 확장 가능하고, 반복 가능한 프로세스로 전환됩니다. 복잡한 인간 시연을 정제된 로봇 제어 정책으로 변환하고, 로봇이 빠르게 학습하고 배포할 수 있도록 지원하죠. GR00T는 산업이 소규모 도입 단계에서 수십 대 규모로 확장되더라도, 각 휴머노이드의 정확한 수행 작업을 이해하고, 오염 없이 작업을 수행할 수 있도록 보장합니다.
그 결과, Isaac GR00T 기반 휴머노이드는 내부에서 공정 흐름을 유지하고, 청결하며 오염 없는 상태를 지속합니다. 사람은 유리벽 밖에서 공정을 모니터링하는 완전 자동화 생산 현장이 구현되는 것입니다.