Interview mit Dr.-Ing. Robert Miehe: Die biologische Transformation wird die Industrie verändern

Biologie in Verbund mit Technologie, die sogenannte Biologische Transformation, kann laut Forschern die Industrie und Gesellschaft verändern.
Foto: Fraunhofer IPA

Die sogenannte der industriellen Wertschöpfung kann – davon sind zahlreiche Wissenschaftler der Fraunhofer- überzeugt – in den nächsten Jahrzehnten die gesamte und Gesellschaft revolutionieren. Was die Rahmenbedingungen, Chancen und Meilensteine auf diesem Weg sind, haben sechs Fraunhofer-Institute in den letzten Monaten untersucht und nun veröffentlicht. Im Interview mit mobile zeitgeist erklärt Dr.-Ing. Robert Miehe, Leiter der Gruppe Management nachhaltiger Wertschöpfungssysteme am , in welchen Bereichen die Biologische Transformation hinein wirken wird.

mz: Können Sie erklären, was Sie unter der Biologischen Transformation verstehen und welchen Einfluss diese auf die Industrie ausüben wird?

Die Biologische Transformation wird viele Bereiche maßgeblich beeinflussen. Mit einer biointelligenten Wertschöpfung werden eine personalisierte Gesundheitsversorgung, eine intelligente Verkehrs- und Produktionsorganisation realisierbar.  Am unmittelbarsten spürbar wird sie aber wahrscheinlich an der veränderten Art des Konsums durch die dezentrale Herstellung von Konsumgütern und Nahrungsmitteln aus nachwachsenden Rohstoffen und Recyclingmaterialien. Zukünftige Produktionseinheiten werden nämlich dazu in der Lage sein, regional zur Verfügung stehende inhomogene, biobasierte Materialien aufzubereiten und/oder direkt nach dem Prinzip der additiven Fertigung zu Produkten mit neuartigen Funktionalitäten zu verarbeiten. Haushalts- und Agrarabfälle, hocheffiziente Urban-Gardening-Anlagen, horizontale Gärten oder Mikroalgenreaktoren an Gebäudefassaden, aber auch die ausgedienten Produkte selbst, dienen dabei als Rohstoff- und Energiequellen. Industrieunternehmen liefern die Technologien dazu und stellen kommunale Fertigungszentren für komplexere Produkte zur Verfügung  Die Entwicklung der Produkte bzw. der digitalen Baupläne kann dabei im engen und direkten Austausch mit den Kunden erfolgen, die ihre individuellen Wünsche einbringen können.

Es sind aber auch viele weitere Anwendungen vorstellbar. U.a. können durch die biologische Transformation Roboter, deren Steuerungsmodule ihre Energie über Photosynthese selbst erzeugen entstehen, Fermenter, die aus Essensresten Medikamente herstellen, oder Küchenschränke, in denen innerhalb weniger Tage die Zutaten für ganze Mahlzeiten wachsen werden.

Biointelligenz spielt in der Datenverarbeitung und Informationstechnik eine tragende Rolle

mz: Sie sprechen von “Biointelligenz”. Welche Produkte und Prozesse können dahingehend beschrieben werden und wie wird sich unsere Lebensweise in diesem Zusammenhang verändern?

Zusätzlich zur Technik und zur Biologie spielt für die Biointelligenz auch die Datenverarbeitung bzw. die Informationstechnik eine tragende Rolle. Grundsätzlich verstehen wir alle Prozesse und auch Produkte als biointelligent, die biologische und technische Komponenten beinhalten, und gleichzeitig über Datenschnittstellen intelligent gesteuert bzw. geregelt werden können. Im Vergleich zur Bionik und zur Biotechnologie stehen solche Anwendungen noch ganz am Anfang ihrer Entwicklung, u.a. genau diese Teilprozesse in Verbindung mit neuartigen Methoden der Datenverarbeitung wird aber zu solchen biointelligenten Systemen führen. Die Lebensweise wird sich dadurch wie in der vorherigen Frage beschrieben, verändern.

mz: Industrie 4.0 befindet sich immer noch im Prozess der Entwicklung, eine vollendete digitale Transformation lässt weiterhin auf sich warten. Inwieweit können Biointelligente Systeme dabei helfen, die Arbeitswelt der Zukunft zu gestalten?

Die Biologische Transformation wird neben der Digitalisierung die Industrie stark weiterentwickeln und radikal verändern. Eine Vollendung der beiden Prozesse (biologische und der digitale Transformation) ist jedoch noch nicht abzusehen bzw. vorauszusagen. Was wir jedoch wissen, ist, dass durch beispielsweise eine Einbindung des Menschen mit seinen physiologischen Eigenheiten und Grenzen in Arbeitsumgebungen große Fortschritte erreicht werden können. Die direkte Verbindung des Arbeiters mit technischen Systemen steigert dabei die Effizienz der Arbeitsprozesse und verringert gleichzeitig die physischen oder auch kognitiven Belastungen der Arbeiter.

mz: Sie sprechen in Bezug auf die Biologischen Transformation auch von einer “neuen Revolution”? Können Sie darauf näher eingehen?

Mit den heutigen Produktionsweisen ist eine nachhaltige Befriedigung der materiellen Bedürfnisse zukünftiger Generationen nicht erreichbar. Die Biologische Transformation hat hier wesentlich bessere Voraussetzungen. Wenn die Industrie, Gesellschaft und Politik sich auf geschlossen auf diesen Weg machen, dann wird der Einfluss dieses Prozesses so groß sein, dass man von einer Revolution sprechen kann.

Die Biologische Transformation erfährt auch starken gesellschaftlichen und politischen Gegenwind

mz: Welche aktuellen Hürden bestehen für die Biologische Transformation? Was kann getan werden, um die Entwicklung voranzutreiben?

Die Biotechnologie und damit verbundene Methoden, wie die Veränderung von Genmaterial (Genome Editing), aber auch die Fortschritte der Informationstechnik in Bezug auf lernenden Algorithmen, sog. stoßen oftmals, in vielen Fällen berechtigt, auf starken gesellschaftlichen und politischen Gegenwind. Dies ist ein großes Hemmnis für die Entwicklung, weil so viel Potenzial ungenutzt bleibt. In unserer Vorstudie wurden deshalb die Handlungsfelder Technikfolgenabschätzung, gesamtgesellschaftlicher Dialog und Wissenstransfer bewusst verankert, um die ökologische und ökonomische Zweckmäßigkeit des Einsatzes neuer Technologien und damit verbundener Geschäftsmodelle bewerten zu können und damit die gesellschaftliche Akzeptanz zu fördern.  Die -Voruntersuchung zeigt zudem deutlich, dass eine restriktive Gesetzgebung (insb. im Bereich der Biotechnologie) ein wesentliches Hemmnis der Biologischen Transformation ist. Die Politik sollte sich daher kritisch mit der existierenden Gesetzgebung auseinandersetzen (Bsp.: EUGH-Urteil zu Genome Editing bzw. CRISPR/Cas). Der Wissenstransfer zwischen den involvierten Disziplinen wurde ebenfalls als Hemmnis identifiziert und sollte durch entsprechende Initiativen aktiv gefördert werden. Im Zuge dessen positioniert sich das Fraunhofer IPA zusammen mit den Universitäten Stuttgart, Hohenheim und Tübingen derzeit im Rahmen eines Kompetenzzentrums Biointelligenz, das versucht genau dieses Hemmnis zu überwinden und die interdisziplinäre Zusammenarbeit und den Wissensaufbau fördert.

mz: Wie können Startups und Unternehmen, die sich im Prozess der Digitalisierung befinden, Produkte und Inhalte der Biologischen Transformation in ihre Strukturen integrieren?

Ein Großteil der vielversprechenden Anwendungen der biologischen Transformation befindet sich noch hinter verschlossenen Türen von Forschungsinstituten. Aufgabe ist es nun, sie in die Industrie zu bringen. Auch Startups und Unternehmen können aktiv zu einem erfolgreichen Transfer beitragen, indem sie sich an der Forschung beteiligen. Eine offene Innovationskultur ist Grundvoraussetzung für die Einführung und Umsetzung der Biologischen Transformation. Ebenso wichtig ist das Erkennen von Chancen und Risiken, weshalb eine weitere Voraussetzung die interdisziplinäre Zusammenarbeit ist, vor allem in Forschungs- und Entwicklungsbereichen, die zur Schaffung von bioinspirierten, biointegrierten und biointelligenten Wertschöpfungslösungen beitragen. Auf strategischer Ebene müssen sich Unternehmen mit neuen Geschäftsmodellen, Produktionsstrukturen und Wertstoffkreisläufen auseinandersetzen, die durch die biologische Transformation entstehen. Die Zusammenarbeit mit interdisziplinär ausgerichteten (Forschungs-)  Einrichtungen, die solche Wertschöpfungslösungen vordenken und ausarbeiten sowie deren industrielle Umsetzung können Startups und Unternehmen also aktiv angehen.

mz: Vielen Dank für das Interview.

Carsten Thomas
Über Carsten Thomas 226 Artikel
Autor und Gamingnerd. Stets interessiert an Tech-Innovationen, Medienwandel und Technikutopien. Redakteur bei mobile zeitgeist.

1 Kommentar

  1. Ein sehr interessanter Artikel, allerdings wird das beschriebene frühestens in 20 bis 30 Jahren für uns relevant werden, wenn überhaupt. Ich warte immer noch drauf das die 3D Drucker endlich ihren Durchbruch haben. Ich nutze so ein Ding privat und werde immer angesehen als ob ich vom Mars komme wenn ich erzähle das so ein Teil auf meinem Schreibtisch steht und allerlei Teile druckt. Wenn also etwas bereits existierendes, was eine flexible, dezentrale Produktion in den heimischen vier Wänden erlaubt noch auf seinen Durchbruch wartet, dann wird die Biotransformation sich noch etwas länger gedulden müssen. Im übrigen wird es auch Dinge aus dem Bereich der Biotransformation geben, die sich nicht durchsetzten werden so z. B. das Fermenter, aus Essensresten Medikamente herstellen. Die regulatorischen, gesetzlichen und qualitativen Anforderungen an die Produktion von Arzneimitteln sind dermaßen hoch, das ich mir eine Produktion aus Essensresten beim besten Willen nicht vorstellen kann.

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