Como impulsionar a inovação centrada no paciente na área de ciências biológicas usando IA generativa em parceria com a Pfizer

Desde 1849, ano de sua fundação, a Pfizer mantém a inovação científica como um dos seus principais valores. “Para acompanhar o ritmo acelerado da tecnologia, é necessário que alguém esteja constantemente aprendendo sobre as tecnologias lançadas pela AWS”, explica Vijay Bulusu, responsável pela área de dados e inovação digital da Pfizer em ciências farmacêuticas dedicadas às pequenas moléculas (PSSM, na sigla em inglês). “Nossa colaboração com a AWS permite que a Pfizer mantenha o foco na ciência, ao mesmo tempo em que aproveita a variedade e o potencial das novas tecnologias oferecidas pela AWS”.

Em 2021, o grupo de PSSM da Pfizer, em parceria com a AWS, lançou a iniciativa PACT, aplicando funcionalidades da AWS em analytics, machine learning, computação, armazenamento, segurança e data warehousing em nuvem às atividades de laboratório, fabricação clínica e logística da cadeia de suprimentos médicos da Pfizer. As equipes da Pfizer dedicadas às áreas de desenvolvimento farmacêutico e fabricação clínica desenvolvem ideias promissoras, enquanto a AWS fornece seu conhecimento técnico por meio de arquitetos de soluções e da equipe de prototipagem e engenharia de nuvem da AWS.

Enquanto as equipes da Pfizer mantêm o foco em projetos tecnológicos prioritários, a iniciativa PACT atua para superar os desafios relacionados à disponibilidade dos recursos necessários para a prototipagem. “Com essa colaboração, a AWS coloca suas equipes de prototipagem para trabalhar diretamente com as equipes de negócios e de TI nos desafios mais relevantes”, afirma Bulusu. “Isso nos proporcionou a capacidade de desenvolver protótipos com rapidez, adotando um ciclo de aprendizado, informação e antecipação à falha”.

Os protótipos bem-sucedidos avançam para a etapa de produto mínimo viável (MVP, na sigla em inglês) e, eventualmente, para a etapa de produção, com o apoio da AWS Professional Services, uma equipe global composta por especialistas que pode auxiliar as organizações a alcançar os resultados de negócios desejados na AWS. “O que mais nos beneficiou foi não precisar usar os recursos internos para avaliação e prototipagem, pois são processos que demandam profundo conhecimento técnico”, destaca Bulusu. “Ao trabalhar com a AWS, podemos testar novas tecnologias para resolver desafios e escalar soluções sem a necessidade de nos tornarmos especialistas técnicos em uma grande variedade de tecnologias que podem ou não ser usadas”.

Com a iniciativa PACT, a Pfizer reduziu significativamente o tempo necessário para que um protótipo atingisse a etapa de MVP. “Se tivéssemos que desenvolver isso por conta própria, presumindo que conseguíssemos alocar os recursos e os profissionais com as competências necessárias, demoraria, no mínimo, três meses”, afirma Bulusu. “Com a iniciativa PACT, o desenvolvimento de um protótipo raramente ultrapassa seis semanas”. A seleção dos casos de uso pela iniciativa PACT é realizada com base no valor de negócios esperado como resultado da inovação, concentrando-se em problemas que abrangem diversas áreas internas da empresa.

O primeiro caso de uso teve como objetivo minimizar em até 80% o tempo dedicado à descoberta de dados para 1.500 cientistas de PSSM. O desenvolvimento de um único medicamento pode gerar, aproximadamente, 20 mil documentos, e os cientistas frequentemente precisam buscar dados manualmente, usando uma variedade de ferramentas para encontrar dados históricos. As primeiras experimentações resultaram no desenvolvimento de um novo serviço da AWS, chamado Amazon Kendra, que é uma ferramenta inteligente de pesquisa empresarial que permite às organizações pesquisar em diferentes repositórios de conteúdo por meio de conectores integrados.

Com o objetivo de obter maior eficiência nas funcionalidades de pesquisa, as equipes da iniciativa PACT atualmente usam IA generativa, acessando o Claude 2.1 da Anthropic por meio do Amazon Bedrock, um serviço totalmente gerenciado que oferece acesso a uma variedade de modelos de base de alta performance desenvolvidos por empresas líderes em IA. Os cientistas acessam o Amazon Bedrock por meio de uma plataforma interna chamada Vox, que permite realizar pesquisas em documentos por comando de voz e chatbot, usando perguntas em linguagem natural. A Pfizer estima que, anualmente, os cientistas possam economizar até 16 mil horas dedicadas a pesquisa e extração de dados. Além disso, a empresa prevê uma redução de 55% nos custos relacionados à infraestrutura.

Outro protótipo desenvolvido no âmbito da iniciativa PACT detecta anomalias no processo de fabricação portátil, contínuo, miniaturizado e modular (PCMM) da Pfizer, que consiste em uma tecnologia de fabricação contínua para medicamentos sólidos de uso oral. Engenheiros desenvolveram o protótipo de detecção de anomalias no processo de fabricação PCMM com o uso do Amazon SageMaker, um serviço totalmente gerenciado que reúne um conjunto abrangente de ferramentas para viabilizar o uso de machine learning de alta performance e baixo custo para praticamente qualquer caso de uso.

Com o suporte das funcionalidades de machine learning da solução desenvolvida na AWS, cientistas da Pfizer podem detectar anomalias no processo de fabricação PCMM em tempo real, prever as necessidades de manutenção e reduzir o tempo de inatividade dos equipamentos. A solução também usa o Amazon Lookout for Equipment, um serviço de monitoramento industrial com machine learning destinado a equipamentos que detecta comportamentos anormais, permitindo que as organizações ajam preventivamente e evitem tempo de inatividade não planejado, e o Amazon Lookout for Metrics, que detecta automaticamente anomalias em métricas e identifica suas causas-raiz. Por fim, esse projeto resultou na implementação de uma ferramenta de analytics para a fabricação, desenvolvida especialmente para lidar com dados de séries temporais. “Nosso grupo dedicado às grandes moléculas também faz uso dessa tecnologia”, comenta Bulusu. “Os aprendizados obtidos com os projetos da iniciativa PACT impulsionaram a inovação em diversos grupos e linhas de negócios da Pfizer”.

A iniciativa PACT estimula o entusiasmo das equipes da Pfizer, mesmo que as ideias ainda não estejam totalmente prontas para a produção. Por exemplo, o grupo explorou o uso de realidade virtual e aumentada para treinamentos. “Esse exemplo ilustra bem a importância de desenvolver protótipos com agilidade e reconhecer que os usuários ainda não estavam completamente preparados para essa tecnologia”, comenta Bulusu. “Podemos aprender rapidamente e nos antecipar à falha com esses experimentos de prototipagem, e isso representa um benefício importante para nós”.

De uma lista inicial com 14 projetos, cinco ideias da iniciativa PACT avançaram para a fase de produção até o momento. “Embora estejamos nos concentrando apenas na prototipagem, sem retorno financeiro imediato para a AWS, a empresa sempre disponibiliza suas melhores equipes”, diz Bulusu. “Ficamos constantemente impressionados pelo talento dos profissionais da AWS com quem colaboramos”.

A iniciativa PACT encorajou o grupo de PSSM a propor ideias que anteriormente poderiam ter sido consideradas inviáveis. “Com o acesso aos talentos e às tecnologias da AWS, transformamos nossa cultura de inovação e alcançamos grandes resultados em pouco tempo”, comenta Bulusu. “Assim que as pessoas começaram a conhecer os estudos de caso que compartilhamos entre os grupos e ouvir sobre nossa colaboração com a equipe da AWS, passamos a saber mais sobre desafios que antes ninguém se dispunha a enfrentar. O principal benefício que obtivemos com o programa PACT foi que ele inspirou as pessoas a pensar com mais ousadia.”