Aktivitäten
Benchmark Biointelligenz: Globale Trends für eine nachhaltige industrielle Wertschöpfung
13.05.2024
© Vesela Stanoeva
Durch die Konvergenz von Biowissenschaften, Ingenieurwissenschaften und der Informationswissenschaften werden Wirtschaft und Leben transformieren. Die Kombination von Fortschritten in den Biowissenschaften mit der raschen Entwicklung von Automatisierung und künstlicher Intelligenz hat das Potenzial, ein neues technologisches Paradigma auszulösen. Die Biologische Transformation, auch als Biointelligenz bekannt, wird dazu beitragen, Produkte, Dienstleistungen und Produktion in verschiedenen Lebensbereichen wie Gesundheit, Ernährung, Energie, Wohnen und Konsum nachhaltig zu gestalten. Diese Entwicklungen können zur Bewältigung globaler Herausforderungen wie Klimawandel und Pandemien beitragen.
In einer umfassenden Studie wurden weltweit Aktivitäten im Bereich der biointelligenten Wertschöpfung erfasst und analysiert, um Leitländer und Zielmärkte zu identifizieren und die Position Deutschlands abzuleiten. Basierend auf einer umfangreichen Analyse der internationalen Forschungs- und Industrielandschaft sowie der institutionellen und finanziellen Voraussetzungen, wird eine Bewertung des Entwicklungsstands in ausgewählten Leitländern durch ein Benchmarking präsentiert. Dabei werden wesentliche Befähigertechnologiefelder (BTF) vorgestellt sowie Marktvolumina in 82 Segmenten kalkuliert. Die Ergebnisse bieten wertvolle Erkenntnisse für die strategische Ausrichtung von Forschung und Wirtschaft in Deutschland im Bereich Biointelligenz.
Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung für Entscheidungsträger in Industrie und Forschung. Sie zeigen die derzeitige Rolle Deutschlands im globalen Wettbewerb auf und weisen auf politische und gesellschaftliche Handlungsmöglichkeiten hin, um als Leitmarkt und Leitanbieter im Bereich der Biointelligenz zu agieren.
Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, dem Lehrstuhl für Innovationsökonomik der Universität Hohenheim, dem Institut für Bioverfahrenstechnik der Universität Stuttgart, McKinsey & Company Inc. und der VDMA Services GmbH durchgeführt.
Herausgeber:
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
- Lehrstuhl für Innovationsökonomik der Universität Hohenheim
- Institut für Bioverfahrenstechnik der Universität Stuttgart
- VDMA Services GmbH
Jahr:
2024
Download:
Die Studie ist hier kostenlos erhältlich.
Förderhinweis:
Die Studie wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Ministerpräsident informiert sich über
Biointelligenz
01.02.2023
© Fraunhofer IPA
Im Rahmen eines spontanen Besuchs erklärten Prof. Bauernhansl und Dr. Miehe Ministerpräsident Winfried Kretschmann neuste Ansätze im Biointelligenz-Labor des Fraunhofer IPA. Dabei konnten wir das Thesenpapier unseres Vereis #Biointelligenz e.V nun auch offiziell der Landesregierung Baden-Württembergs übergeben.
BIOS ist auf dem Weg
28.11.2022
© Christopher Hardt / LifeGlimmer GmbH
BIOS: Der bio-intelligente DBTL-Zyklus, ein wichtiger Katalysator für den industriellen Wandel hin zu einer nachhaltigen Bioproduktion’ treibt die Industrie in Richtung einer biologischen Transformation voran.
Im Rahmen der Ausschreibung “Digital and Emerging Technologies” fand am 5. und 6. Oktober 2022 in der Baden-Württemberg-Vertretung in Brüssel die Auftaktveranstaltung des europäischen Projekts BIOS statt (siehe Bild). BIOS hat offiziell am 1. Oktober begonnen und wird vier Jahre laufen. Neun Partner aus Wissenschaft und Industrie aus sechs europäischen Ländern unterstützen und treiben das Paradigma der “Biointelligenz” voran: die Konvergenz von Biotechnologie, Informationstechnologie einschließlich KI und Automatisierungstechnik. Biointelligenz bildet den Kern von BIOS und beschleunigt die nachhaltige Herstellung neuartiger Feinchemikalien und Rohstoffe. BIOS wendet hybrides Lernen an, um die Informationen vollständig zu nutzen, die in den riesigen Mengen experimenteller Daten über Biorobotik automatisiert erzeugt werden. Das Projekt bringt Experten aus den Bereichen Molekular- und Synthetische Biologie, System-Stoffwechseltechnik, Mikrobiologie, Bioverfahrenstechnik, Chemie und Ökobilanzierung zusammen.
Das engagierte Team hat ein gemeinsames Ziel: die derzeitigen fossilen durch nachhaltige mikrobielle Prozesse mit Hilfe biointelligenter Technologien zu ersetzen. Die Fortschritte von BIOS werden kontinuierlich über unterschiedliche Kanäle veröffentlicht.
*https://ec.europa.eu/info/funding-tenders/opportunities/portal/sreen/opportunities/topic-details/horizon-cl4-2021-digital-emerging-01-27
„Erprobung einer biointelligenten Wasserstoffproduktion mit Evonik“
22.11.2022
© Rafael Krotz / Fraunhofer IGB
Beim Projekt SmartBioH2-BW soll eine Bioraffinerie in die bestehende Industrieumgebung der Evonik Operations GmbH in Rheinfelden integriert werden, um Biowasserstoff und biobasierte Wertstoffe im industriellen Maßstab zu produzieren – unter Nutzung von dort anfallenden industriellen Abwasser- und Reststoffströmen.
Wasserstoff (H2) gilt als Schlüsselelement der Energiewende. Es ist nicht nur als Energieträger einsetzbar, zum Beispiel als Kraftstoff für Flugzeuge und Schiffe, zur Befeuerung von Brennöfen oder für die Erzeugung von Strom und Wärme in Brennstoffzellen, sondern auch als Rohstoff für die Chemieindustrie. Deutschland setzt im Rahmen seiner nationalen Wasserstoffstrategie vor allem auf grünen Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus Wasser und erneuerbarer Energie gewonnen wird. Doch auch mit biotechnologischen Verfahren lässt sich Wasserstoff ohne den Einsatz fossiler Energieträger herstellen. Verfahren mit photosynthetisch wachsenden, Wasserstoff produzierenden Purpurbakterien oder Mikroalgen werden seit langer Zeit untersucht. Im größeren Maßstab umgesetzt wurden die Verfahren zur Herstellung von Biowasserstoff bisher nicht.
Mit dem Prozess der Photosynthese, bekannt vor allem von den Pflanzen, nutzen Organismen Lichtenergie, um Wasser und Kohlenstoffdioxid aus der Luft in Zucker, also eine energiereiche chemische Kohlenstoffverbindung, umzuwandeln. Purpurbakterien und Mikroalgen setzen dabei Wasserstoff frei. Forschungsarbeiten zur biotechnologischen Erzeugung von Wasserstoff konzentrieren sich darauf, den Stoffwechsel der Mikroben oder die Kulturbedingungen für die Mikroalgen so zu verändern bzw. anzupassen, dass die Organismen möglichst viel Wasserstoff produzieren und eine wirtschaftliche Herstellung möglich wird. Eine Herausforderung dabei ist zudem die Limitierung der Lichtversorgung der Purpurbakterien in Anlagen, die über den Labormaßstab hinausgehen.
Weitere Informationen unter: https://um.baden-wuerttemberg.de/biooekonomie-bio-ab-cycling
"Biointelligente Lösungen für kreislauffähige Nahrungs-mittelketten"
02.11.2022
Aus dem Forschungsnetzwerk des #Biointelligenz e.V. hat die Universität Hohenheim am 10. Oktober 2022 einen Workshop zum Thema „Biointelligente Lösungen für kreislauffähige Nahrungsmittelketten“ durchgeführt. Die sieben Vortragenden diskutierten mit den 16 Teilnehmern u.a. Anknüpfungspunkte zu den Themen 3D/4D Food Printing, Aromachemie, Food Informatics und KI in der Agrartechnik. Neben neuen kollaborativen Forschungsideen rund um das Thema 3D Food Printing (inspiriert aus den konkreten Praxisanfragen der Teilnehmenden) und dem Knüpfen neuer Kontakte, gab es viel positives Feedback für die Referent:innen aufgrund der toll aufbereitenden und spannenden Einblicke in die verschiedensten Themen der Biointelligenz. Weitere Workshops in den Bedürfnisfeldern Wohnen, Energie, Konsum und Gesundheit folgen in Kürze.
Biointelligent Production Sensor to Measure Viral Activity (BioProS)
19.10.2022
© Fraunhofer IPA
Am 1. Juli 2022 startete das Projekt “Biointelligent Production Sensor to Measure Viral Activity (BioProS)”. Das Projekt hat eine Laufzeit von 48 Monaten und umfasst sieben Partner aus fünf Ländern: Fraunhofer IPA und Fraunhofer IGB (Deutschland), Politecnico di Milano (Italien), Eberhard Karls Universität Tübingen (Deutschland), NecstGen (Niederlande), Elvesys (Frankreich), EurA AG (Deutschland) und BICO Group AB (Schweden). Ziel der Projektpartner ist es, die Prozesse zur Herstellung von Viren in der Bioproduktion zu verändern und neue Strategien zur Qualitätskontrolle durch eine kontinuierliche Echtzeit-Überwachung mit Hilfe der biohybriden Sensortechnologie zur Erkennung zellbasierter Virusinfektionszyklen zu ermöglichen. Dieses Projekt wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon Europe der Europäischen Union gefördert (HORIZON-CL4-2021-DIGITAL-EMERGING-01-27: Entwicklung von Technologien/Geräten für die bio-intelligente Produktion (RIA)) unter der Fördervereinbarung Nr. 101070120.
Automatisierte Kultivierung von Biomasse - Festo stell PhotoBionicCell vor
09.09.2022
© Festo
Unser Vereinsmitglied Festo stellt auf der Hannover Messe PhotoBionicCell vor. Der Bioreaktor macht Photosynthese von Algen effizient und im großen Stil möglich.
Algen sind kleine Klimaretter. Bereits bei ihrer natürlichen Photosynthese im Freien sind sie äußerst effizient und binden zehnmal mehr Kohlendioxid (CO₂) als Landpflanzen. In Bioreaktoren mit entsprechender Sensorik, Regelungstechnik und Automatisierung kann die Effizienz der Algen auf das Hundertfache von Landpflanzen gesteigert werden. Daher steckt in ihnen erhebliches Potenzial für eine klimaneutrale Kreislaufwirtschaft. Mit dem Forschungsprojekt PhotoBionicCell zeigt Festo auf der Hannover Messe 2022 einen möglichen Ansatz für die industrielle Biologisierung von morgen.
Dies stellt ein sehr gutes Beispiel für ein „Smart Biomanufacturing Device“ dar und somit der notwendige Basisarchitektur eines Biointelligenten Produktionssystems.
Weitere spannende Informationen zur Innovation von Festo:
- Video zur PhotoBionicCell https://m.youtube.com/watch?v=_s7gX6zA6Go
- Dokumentation gibt es auch: Festo_BioTech_Automation_de bzw in Englisch Festo_BioTech_Automation_en
- Pressemitteilung: Automatisierte Kultivierung von Biomasse | Presse (festo.com)
- Einblicke in die Arbeit von Festo: Biologisation as a field of research | Festo DE
Unser Thesenpapier
23.08.2022
© Fraunhofer IPA
In unserem Thesenpapier wollen wir aufzeigen, wie die Konvergenz aus Bio-, Hard- und Software neue biointelligente Produkte und Geschäftsmodelle ermöglichen und damit einen fundamentalen Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit und Nachhaltigkeit unserer Industrien leisten kann. Eine entscheidende Voraussetzung für diesen Wandel ist, dass technologische, informatorische und biologische Denkweisen und Methoden zusammenfinden.
Wir wollen anregen, dies durch flankierende politische Rahmenbedingungen mit angemessenen ökonomischen Anreizen zu beschleunigen. Der Zeitpunkt dafür war nie günstiger!
