工业4.0的概念使人们联想到汽车，机床或者其他工业产品。但“干细胞工厂”合作项目的相关人员却表示：除了机床设备和产品的全面联网之外，生物技术也包括在内。这里存在一个非常特别的挑战，因为生物技术领域中没有固定的零部件，不像螺钉或者齿轮那样，而是很多活着的对象，并且这些对象是要生长繁殖。联网控制必须要跟这些“活对象”相处融洽并且能够实时调整生物技术的过程。

干细胞工厂的合作人员，在其合作项目中建造了一条全自动的能够培育繁殖人体各种干细胞类型的生产线。专家们将这些干细胞称之为“诱导性多功能干细胞”，缩写为iPS-细胞。此项目是由来自波恩(Bonn)和亚琛(Aachen)的大学医学院的专家的指导下开展工作的。

iPS-细胞用于个体化药物的研究，它是从成年人的体细胞中分离出来的，例如皮肤细胞和血细胞。

首先医生取出患者体内的体细胞，然后在它们中间添加适合的物质使其重组为iPS-干细胞。这些iPS-干细胞可以重新回到坯胎状态，理论上可以转化为各种类型的细胞。当患者不能通过活体组织检测获得细胞风险时，医生甚至可以把它们培育成心脏细胞或神经细胞。

在制药领域中可以利用这些细胞进行药物测试。由于这些细胞中含有患者的遗传物质，因此利用患者自身细胞培育出来的细胞能够很好地显示出哪些药物对于患者有着最好的疗效。

全自动模块化的生产平台

长期以来，iPS-细胞都是在实验室通过技术熟练的实验员在长期繁琐的过程中培育出来的。在这样的培育过程中，iPS-细胞的质量和数量取决于实验员的经验丰富程度。因此合作项目的目标就是开发一套自动模式化并且高质高量的生物技术设备。

这一设备的研发和控制是IPT研究所专家们的任务，而且具有很多挑战性的工作。第一个挑战就是必须把不同的生物技术仪器联网化，以便它们能够被中央控制系统控制 ，也就是一台移液机器人，一台显微镜，一台保温箱或者还有自动化得可保存细胞和生物技术所用容器的储藏柜。

IPT研究所的研发领导人Michael Kulik先生说：“尽管工业领域已经尽最大努力建立了实验室自动化设备的统一接口，但迄今为止还没有适合于这些设备联网的标准，这样就不可能实现即插即用。因此我们首先必须制定一套标准，为了把所有仪器设备都集成在一起。”

按照这种方法，就能够在控制技术和仪器设备允许的情况下，构成一个很好的可交互信息的网络。这也是生产设备能够非常灵活的按照生物技术过程进行匹配和调整的前提条件。这里的决定性意义是细胞的生长。细胞在培育皿中繁殖生长时就会逐步分裂，为了不使它们在培育皿中过于拥挤，移液机器人就要不时地将繁殖生长的细胞移植到其他新的培育皿中。

在细胞生长过程中，由IPT研究所的专家们制造的显微镜定期检测细胞在培育皿中的生长密度。一旦发现培育皿中的细胞密度达到临界值时，显微镜就会发出移植细胞的指令。Kulik先生说“这样一来就是生产过程在做决定了，也就是生长中的干细胞决定着整个生产过程。”换句话说生产过程具有根据当前的生产情况进行自我调节的能力。

这一生物技术设备的控制屏幕能够显示各个仪器设备的状况，用户只需按一下按钮就可以清楚地知道生产过程的进展，这也大大地减轻了操作者的工作难度。为了能够在必要时对生产过程进行补偿或者修改生产过程，可以在控制菜单上调用或者删除事先编写好的指令模块。根据生产的需要，这一设备即可全自动运行也可以由操作者手动运行。

在干细胞工厂这一项目中所研发的技术也可以移植到其他项目中应用，例如人体工程组织项目和人体组织模型的项目。这一技术也可以在齿轮，螺栓和电机的全自动生产加工中应用。软件具有很好的扩展性，即适合在小型生产设备中使用也可以在大型生产设备中使用。由于程序具有很好的操作灵活性，因此控制系统也可以在其他基于当前检测结果的主动控制系统下的生产设备中应用。在汉诺威会展期间，观众可以体验到这一项目和项目中的远程遥控。