Nachhaltigkeit biointelligenter Systeme

Wir wissen es eigentlich seit Ikarus, Leonardo da Vinci und spätestens seit Otto Lilienthals Konstruktion eines Flugapparates: die Natur kann bei der Gestaltung und Optimierung technischer Systeme Vorbild sein. Diese Idee spinnen wir am Fraunhofer IPA seit vielen Jahren immer weiter. Den Gedanken, Technik und Natur zu verbinden, denken wir radikal zu Ende. Inspiriert von der Natur, integriert in und interagierend mit biologischen Systemen wollen wir Technologien und Informationen bzw. Daten zu biointelligenten Systemen und/in sogenannten Smart Biomanufacturing Devices (SBMD) verbinden. Die höchste Ausbaustufe der sogenannten Biologischen Transformation, welche die Digitale Transformation ergänzen soll, wird solche biointelligenten Systeme nutzen. Aber was genau ist das? Wie entstehen und was bringen sie?

Der Einzug von Biointelligenz in die industrielle Wertschöpfung soll den Menschen eine ökologisch ausbalancierte nachhaltige Befriedigung ihrer Bedürfnisse ermöglichen. Die biointelligente Wertschöpfung erlaubt beispielsweise eine personalisierte Gesundheitsversorgung, eine intelligente Verkehrs- und Produktionsorganisation und die dezentrale Herstellung von Konsumgütern und Nahrungsmitteln aus nachwachsenden regionalen Rohstoffen und Recyclingmaterialien.

Intelligente Anlagen für die Bioproduktion

Dezentrale, hochflexible und adaptive Smart Biomanufacturing Devices (SBMD) revolutionieren einen Großteil der Konsumprodukte und machen sie nachhaltig. Diese Produktionseinheiten sind nämlich mit selbstlernenden Algorithmen gekoppelt, um regional zur Verfügung stehende biobasierte Materialien aufzubereiten (u.a. Bioreaktoren, Bioraffinerien) oder direkt zu Produkten mit neuartigen Funktionalitäten verarbeiten. Dabei kommt u.a. Additive Manufacturing zum Einsatz. Haushalts- und Agrarabfälle, hocheffiziente Urban-Gardening-Anlagen, horizontale Gärten oder Mikroalgenreaktoren an Gebäudefassaden, aber auch die ausgedienten Produkte selbst, sind Rohstoff- und Energiequellen. Industrieunternehmen liefern die Technologien für diese SBMD. Sie stellen kommunale Fertigungszentren für komplexere Produkte zur Verfügung und entwickeln im engen und direkten Austausch mit den Konsumenten die digitalen Baupläne für neue Produkte. An drei Beispielen, den Modularen Minifabriken zur autonomen Produktion von ATMPs, der automatisierten Herstellung biobasierter Sensoren und der BioH2 Produktion mit negativer CO2-Emission durch HyBECCS zeigt der Vortrag, was in dieser Hinsicht am Fraunhofer IPA bereits bis (fast) zur Anwendungsreife erforscht ist.

Fraunhofer IPA, Foto: Reiner Bez

Ich freue mich auf Sie am 5. April ab 18 Uhr in der Württembergischen Landesbibliothek, wenn ich die Zukunft der Wertschöpfung als natürliche Verbindung von Nachhaltigkeit und Biointelligenz beschreibe. Die Lösung unserer ökologischen Probleme erscheint plötzlich zum Greifen nah.

Forschungsschwerpunkte: Lebenszyklusanalyse und –management, Biologische Transformation und Biointelligenz. Vorstandsmitglied des „Kompetenzzentrums Biointelligenz e.V.“ (in Gründung befindlich).

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