Biologische Transformation: Die Natur als Innovationstreiber in Produktion und Technik

Die Fraunhofer-Gesellschaft Berlin lud zur internationalen Wissenschaftskonferenz »FUTURAS IN RES« ein, widmete sich dort der biologischen Transformation. Internationale Vertreter:innen unterschiedlichster Disziplinen aus Wissenschaft, Politik und Wirtschaft sprachen über Prinzipien und Materialien der Natur und deren Adaption für Produktion, Logistik sowie Technik.

Salzstreuer nach dem Vorbild von Klatschmohn, Robotergreifarme wie Elefantenrüssel, Kameras wie Insektenaugen – die Natur stand schon Pate für viele Innovationen. Doch die klassische Bionik ist nur die erste Stufe eines weit größeren und umfassenderen Trends. »Unter der biologischen Transformation verstehen wir die systematische Anwendung und Kombination von Prozessen, Prinzipien und Materialien aus der Natur in der Technik,« erklärt Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, und ist überzeugt: »Sie wird zu völlig neuen und nachhaltigeren Wertschöpfungs- und Produktionsabläufen führen. Der Fokus auf die Natur als Innovationstreiber wird eine neue Ära einläuten.«

Ergänzung zu Industrie 4.0 und Digitalisierung

Die Natur biete Antworten auf die großen Herausforderungen unserer Zeit: Ressourcen- und Energieverbrauch, Klimawandel oder auch die Resilienz wichtiger Versorgungssysteme – gleichzeitig ließe sich nachhaltiges und effizientes Wachstum fördern. Die biologische Transformation sichere die Nachhaltigkeit des technischen Fortschritts. Aus diesen Gründen habe auch die Politik das Thema auf ihrer Agenda: Die Bundesregierung fördere die Forschung daran langfristig mit dem Ziel, den Ansatz noch besser in die Schlüsselbereiche der Wirtschaft zu übertragen.

Verschiedene Entwicklungen ermöglichen diese neue Denk- und Herangehensweise. Zum einen können biologische Prozesse und Muster durch die Fortschritte in der Digitalisierung, etwa durch bessere Rechnerleistungen und neue Algorithmen, immer besser analysiert und verstanden werden. Zum anderen stehen völlig neue Technologien und Vernetzungsmöglichkeiten zur Verfügung. Beides sind wichtige Voraussetzungen für die biologische Transformation. Und doch wird sie nur gelingen, wenn die Lebens-, Material- und Produktionswissenschaften, die IT sowie andere Disziplinen schon früh zusammenwirken und ihre Erkenntnisse in die Fertigung und weitere wichtige Wirtschaftsbereiche einbringen.

Grenzübergreifender Austausch

»Durch vernetzte Forschung entstehen völlig neue Denkansätze. Dafür bietet diese neue Initiative die richtige Plattform. Ich hoffe, dass viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie weitere Interessierte dem Ruf der Fraunhofer-Gesellschaft folgen und so neue Ideen und Lösungen für eine ökologisch, sozial und ökonomisch nachhaltigere Zukunft entstehen«, sagt Dr. Georg Schütte, Staatssekretär im Forschungsministerium.

Gebündelt in sechs Fokus-Sessions diskutierten bei »FUTURAS IN RES« internationale Experten und Expertinnen Ideen, Chancen und Herausforderungen zu den Schwerpunkten Industrie 4.0, Bio-Manufacturing, Künstliche Intelligenz, Biotechnologie, Bionik, Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit. Fragen, die dabei erörtert wurden, sind unter anderem: Welches Potenzial hat »Biology by Design«, um neue, nachhaltige Produktionslösungen zu schaffen? Wie können wir dieses Potenzial für einen effektiveren Umweltschutz, eine nachhaltigere Ressourcennutzung und die Resilienz wichtiger Versorgungssysteme nutzen? Welche Innovationen erlauben zukünftig einen nachhaltigen Umgang mit dem Material Kunststoff? Welche neuen Ansätze bietet die Künstliche Intelligenz, die über eine reine Imitation menschlicher Verhaltensweisen hinausgehen? Und wie gestalten wir die biologische Transformation der Produktion so, dass sie der Gesellschaft und den einzelnen Menschen zugutekommt?

Bioökonomie als Managementansatz

Der Kern der Kreislaufwirtschaft liegt in der Nachhaltigkeit. Dabei lässt sich dieser Ansatz nicht nur auf materielle Ressourcen anwenden. Genauso können Produkte im Rahmen ihres Lebenszyklus davon profitieren: Konzeption, Produktion, Vertrieb, Entsorgung – dies ist die vereinfachte Darstellung eines linearen Lebenszyklus. Das Problem: Ressourcen und Markt sind endlich. Daher sollte man die Liste erweitern: Konzeption, Produktion, Vertrieb, Feedback. Durch das Feedback kann das neue Produkt in der Konzeption angepasst werden, das bestehende Produkt durch ein Update verbessert oder im Tausch für ein neues recycelt werden.

Dies ist nur eine von vielen Anwendungsmöglichkeiten von bioökonomischen Ansätzen im Management. Letztlich zielen sie alle jedoch darauf Wertschöpfungsketten und Abläufe nachhaltig, in Kreisläufen neu zu ordnen und damit eine Autarkie gegenüber begrenzten Ressourcen und Marktnachfrage zu schaffen. (fhi/futureorg/signals)

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