Biointelligente Produktion

Intelligent ist in – auch Maschinen erlangen dank KI-Technologien wie den vom Menschen inspirierten neuronalen Netzen punktuell »Intelligenz«.

Was damals 1968 Stanley Kubrick in seinem Film »2001: eine Space Odyssee« mit dem Computer HAL1 skizzierte, ist heute mit Alexa, Siri & Co. eine technische Selbstverständlichkeit. Maschinen können sprechen und verstehen, sie entwickeln immer mehr Biointelligenz. Natürliche Prozesse und technische Abläufe verschmelzen.

Die Natur, bzw. die diese beschreibende Wissenschaft, die Biologie, stellt Wissen zur Verfügung. Sie ist wie eine Bibliothek, und Bibliotheken bewirken gar nichts, wenn das darin gespeicherte Wissen nicht abgerufen und verwendet wird. Doch mit dem Wissen der Biologie kann man etwas bewirken. Wie das funktionieren kann, zeigt die Bionik.

Ob Backen oder Brauen – der Mensch nutzt seit jeher biotechnologische Prozesse und lässt Mikroorganismen für sich arbeiten. Die Einsatzgebiete gehen allerdings weit über die Nahrungszubereitung hinaus. Die Wissenschaft erschließt immer mehr Anwendungsmöglichkeiten für biotechnologisch hergestellte Produkte in Pharmazie, Chemie und Energieversorgung. Eins haben alle neuen Verfahren gemeinsam: Sie nutzen erneuerbare Rohstoffe als nachhaltigen Ersatz für fossile. Mit den richtigen Prozessen und recycelbaren oder abbaubaren Produkten lässt sich so eine Kreislaufwirtschaft im Sinne einer nachhaltigen Bioökonomie realisieren.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Biointelligenz und Fraunhofer halten eine nachhaltige Transformation der industriellen Wertschöpfung für die Umwelt, die Gesellschaft und nicht zuletzt für die Wirtschaft für unaufschiebbar. In 17 Vorträgen zur Biologischen Transformation in der Württembergischen Landesbibliothek in Stuttgart skizzieren sie Antworten auf den globalen Ressourcenverbrauch, den Klimawandel, die Luftverschmutzung und Vermüllung der Weltmeere.

In diesem Blog-Post geht es um unseren Ansatz einer Technologieplattform für Biologie-Technik-Schnittstellen. Wir haben uns mit der Frage beschäftigt, welche Funktionen eine solche Schnittstelle erfüllen muss und welche Technologien für die Realisierung relevant sein können. In Anlehnung an einen USB-Stick, haben wir eine Zelle als Datenspeicher und Computing-Element betrachtet und unsere Schnittstelle USB-Cell getauft.

Das Speichern von Daten in DNA wird bereits seit mehr als 20 Jahren erforscht und das aus gutem Grund: DNA hat im Vergleich zu elektronischen Speichermedien viele Vorteile, wie beispielsweise die Datendichte. In einem Kubikmillimeter DNA lassen sich mehr als…

Sie springt hoch über seinen Kopf. Im Flug trennt sie einen seiner vier hydraulischen Arme samt eingebauter Plasmawaffe vom Rumpf seines stählernen Maschinenkörpers, nur mit einer Bewegung ihres Armes: blitzschnell, präzise und mit unglaublicher Kraft. Sanft landet sie hinter dem taumelnden Cyborg, der schließlich donnernd zu Boden geht. Sie wusste selbst nicht, dass sie zu so etwas in der Lage ist …

In unserer Gruppe »Physische Assistenzsysteme und smarte Sensoren« am IPA und »Mensch-Technik-Interaktion« am IFF der Uni Stuttgart versuchen wir, mit der Forschung an individuellen Orthesen zu helfen, die zwar personalisiert sind, aber auch bezahlbar.

Seit Jahren sind Kunststoffe DAS Material der Wahl, wenn es um personalisierte Einmalprodukte aus der additiven Fertigung, bekannt als 3D-Druck, geht. Der zunehmende Druck seitens des Gesetzgebers (Stichwort Verbot von Einmalartikeln aus Kunststoff durch die EU) als auch von Seiten der Verbraucher, die immer stärker nachhaltige und »grüne« Lösungen fordern, stellt gerade viele mittelständische Unternehmen vor große Herausforderungen. Manche überlegen, auf »Bioplastik« umzuschwenken – aber ist das wirklich DIE Lösung mit Zukunft?