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Forcieren der Technologiekonvergenz durch interdisciplinary
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Generation of knowledge and establishment of structures for
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The “Kompetenzzentrum Biointelligenz e.V.” is dedicated to the sustainable transformation of industrial production. In a wide variety of committees and formats, we identify challenges, discuss opportunities and develop solutions for a sustainable, competitive renewal of the economy.

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Kompetenzzentrum Biointelligenz e.V.,

Nobelstr. 12, 70569 Stuttgart, z. Hd. Herrn Dr. Robert Miehe.

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Entscheidender Unterschied der Basisstrategien ist die Integrationstiefe biologischer, technischer und informatorischer Systeme.

Erst aus der umfassenden interaction technischer, informatorischer und biologischer Systeme entstehen biointelligente Systeme. Ein Beispiel dafür sind intelligente, dezentrale Bioproduktionszellen (Smart Biomanufacturing Devices, SBMD), die biobasiert, personalisiert Konsumgüter und Nahrungsmittel herstellen. Das können Hochleistungsbeete an Hausfassaden sein (Vertical Gardening), effiziente 3D-Druckereien im Hof eines urbanen Mietshauses oder Bioreaktoren zur Herstellung von personalisierten Medikamenten direkt in der Apotheke.

Intensify Integration bettet biologische in technische Systeme ein. Anwendungsbeispiele sind u. a. die Nutzung von Mikroorganismen zur Rückgewinnung von seltenen Erden aus Magneten, die Funktionalisierung von Polymeren und die Gewinnung von Biokunststoff aus CO2-Abfallströmen.

: Inspiration , also called bionics, biomimicry, makes it possible to transfer biological phenomena that have evolved over millions of years to production systems without biology itself being part of the solution. In doing so, biomimicry analyzes, abstracts, and transfers principles from biology to the technical sphere. Companies use this approach to develop, for example, novel materials and structures for lightweight construction, new functionalities, and organizational and cooperation solutions (e.g. swarm intelligence, neural networks, evolutionary algorithms).

Erst aus der umfassenden interaction technischer, informatorischer und biologischer Systeme entstehen biointelligente Systeme. Ein Beispiel dafür sind intelligente, dezentrale Bioproduktionszellen (Smart Biomanufacturing Devices, SBMD), die biobasiert, personalisiert Konsumgüter und Nahrungsmittel herstellen. Das können Hochleistungsbeete an Hausfassaden sein (Vertical Gardening), effiziente 3D-Druckereien im Hof eines urbanen Mietshauses oder Bioreaktoren zur Herstellung von personalisierten Medikamenten direkt in der Apotheke.

Intensify Integration embeds biological in technical systems. Application examples include the use of microorganisms to recover rare earths from magnets, the functionalization of polymers, and the extraction of bioplastics from CO2waste streams.

: Inspiration , also called bionics, biomimicry, makes it possible to transfer biological phenomena that have evolved over millions of years to production systems without biology itself being part of the solution. In doing so, biomimicry analyzes, abstracts, and transfers principles from biology to the technical sphere. Companies use this approach to develop, for example, novel materials and structures for lightweight construction, new functionalities, and organizational and cooperation solutions (e.g. swarm intelligence, neural networks, evolutionary algorithms).

Biointelligente Systeme sind ein Resultat der biologischen Transformation der Wertschöpfung. Die Biologische Transformation beschreibt die zunehmende Nutzung von Materialien, Strukturen, Prozessen und Organismen der belebten Natur in (sozio-)technischen Systemen. Diese systematische Anwendung von Wissen über biologische Prozesse hat das Potenzial, künftige Herstellungsprozesse, Produkte, Organisationen, kurz die Lebensweise der Menschen insgesamt, tiefgreifend zu verändern.

Die Biologische Transformation ist ein Prozess, dessen drei Basisstrategien Entwicklungsschritte auf dem Weg zu einer biointelligenten Wertschöpfung sind.

Die Biointelligenz ist ein Wissenschaftszweig, der einen wesentlichen Beitrag zur Lösung des Nachhaltigkeitsproblems in der systematischen informationstechnischen Vernetzung von biologischen und technischen Systemen sieht. Maßgeblich für das Anwendungspotenzial ist nicht ausschließlich die Wirtschaftlichkeit, sondern dass ökonomische, ökologische und soziale Vorteile ausgewogen sind.

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Wenn Sie Mitglied werden wollen, senden Sie uns das ausgefüllte und unterschriebene Aufnahmeformular

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Nobelstr. 12, 70569 Stuttgart,
z. Hd. Herrn Dr. Robert Miehe.

Gesundheit: Vom Wirkstoff zur personalisierten Therapie

Biointelligente Gesundheit fokussiert auf die Erforschung neuer Wirkstoffe, Diagnostika und Produktionsverfahren durch die enge Verzahnung von Forschungskapazitäten aus Natur- und Ingenieurwissenschaften, um skalenübergreifend Innovation vom Labor schnell in die Produktion und zum Verbraucher zu bringen. Durch biointelligente Produktionssysteme kann die qualitativ hochwertige, wirtschaftliche Vor-Ort Herstellung personalisierter Medikamente möglich werden. Die Bionik ermöglicht es, chirurgische Instrumente effektiver und Implantate körperähnlicher und damit besser verträglich zu gestalten.

Konsum: Von linearen zu kreislauffähigen Produkten Vom Wegwerfartikel zum Kreislaufprodukt

Biointelligenter Konsum fokussiert auf die Etablierung nachhaltiger Wertstoffketten vom Substrat zum Produkt unter ganzheitlicher Betrachtung der Öko- und Ökonomiebilanz. Neue Ansätze der neuronalen Netze, digitale Zwillinge und intelligente automatisierte Mess- und Regelsysteme bilden die Bindeglieder zwischen Ingenieur- und Naturwissenschaften.

Energie: Vom Konsumenten Verbraucher zum Produzenten

Das Bedürfnisfeld Energie verbindet zudem die übrigen Bedürfnisfelder. Die Kopplung von Stoff- und Energieströmen ist möglich beispielsweise durch die direkte Erzeugung von Basischemikalien mit solarer Energie zur Herstellung von Konsumprodukten (z. B. Polymere), Nahrungsergänzungsmitteln (z. B. Omega-3-Fettsäuren), biobasierten Kraftstoffen für die post-fossile Mobilität (Biofuels oder Wasserstoff) oder auch biotechnologisch herstellbarer Pharmazeutika. Darüber hinaus kann mittels biolelektrochemischer Einheiten Energie aus biobasierten Rest- und Abfallströmen vieler Teilprozesse zurückgewonnen werden − etwa mithilfe von mikrobiellen Brennstoffzellen.

 

Wohnen: Vom Nutzer zum Selbstversorger

Biointelligenz bietet die Chance, durch neuartige Baustoffe, -elemente und -produkte sowie deren Herstellungs- und Recyclingverfahren erheblich zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und somit zur Ressourcenschonung beizutragen. Einen vielsprechenden Ausgangspunkt bieten biobasierte Materialien sowie bioinspirierte und -integrierte Designs von Bauelementen (z. B. ) bis hin zu ganzen Gebäuden. Biointegrative Verfahren (z. B. unter Nutzung spezialisierter Organismen) stellen die hocheffiziente Herstellung und ein selektives Recycling wertvoller Stoffe und Materialien bei möglichst geringem Energieverbrauch in Aussicht.

 

 

 

 

Ernährung: Von der analogen zur personalisierten Ernährung

Als zukunftsweisende und nachhaltige Alternative zur landwirtschaftlichen Tierhaltung können durch die biotechnologische Transformation bisher unverwertbarer Roh- und Reststoffe (z. B. Lignocellulose, Chitin-Exoskelette) durch biotechnologische Konversion als neue Protein-, Fett- und Kohlehydratquellen erschlossen werden, die z. B. als Rohstoffe für 3D-Foodprint-Verfahren genutzt werden können. Die konsequente Erforschung solcher 3D-Foodprint-Verfahren soll zu sensorisch individuell optimierten Lebensmitteln führen, die eine hohe Akzeptanz erwarten lassen. Die Entkopplung der Lebensmittelproduktion von der traditionellen Landwirtschaft und die Einführung von funktionsoptimierten Peptiden, Proteinen und Fetten stellt eine neuartige Lebensmitteltechnologie dar, die zur globalen Ernährungssicherheit und Klimanachhaltigkeit beitragen wird und es gleichzeitig ermöglicht, gesunde, sichere und ethisch überlegene Lebensmittel bereitzustellen.

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Biointelligence is ...

... the systematic networking of biological and technical systems through information technology.

… die intelligente, nachhaltige Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen.

Biointelligente Systeme eröffnen enormes Potenzial für Sprunginnovationen und Standortvorteile in nahezu allen industriellen Branchen. Dafür werden völlig neue Systemstrukturen benötigt, die das Kompetenzzentrum Biointelligenz und seine Partner entwickeln.

Prof. Thomas Bauernhansl- Developer

 

Mit heutigen Produktionsmethoden ist eine gerechte Befriedigung menschlicher Bedürfnisse zukünftiger Generationen im Rahmen planetarischer Grenzen nicht möglich. Wollen wir es schaffen, eine Wirtschaftsweise zu entwickeln, die Wachstum und Ressourcenverbrauch entkoppelt, ist ein radikaler Wandel innerhalb einer einzigen Generation notwendig. Die Biologische Transformation der Wertschöpfung ist ein unerlässlicher Baustein dieses Wandels.

Mit heutigen Produktionsmethoden ist eine gerechte Befriedigung menschlicher Bedürfnisse zukünftiger Generationen im Rahmen planetarischer Grenzen nicht möglich.

Wollen wir es schaffen, eine Wirtschaftsweise zu entwickeln, die Wachstum und Ressourcenverbrauch entkoppelt, ist ein radikaler Wandel innerhalb einer einzigen Generation notwendig.

Die Biologische Transformation der Wertschöpfung ist ein unerlässlicher Baustein dieses Wandels.

Teresa S.
Catalá

Artificial intelligence in natural sciences, biotechnology, biogeochemistry

Hanaa
Dahy

Bio-based materials and material cycles in architecture

Matthias
Evers

R&D (Biotech / Pharma), Bio Revolution, Digital / Technologie

Julia
Fritz-Steuber

Cellular
microbiology,
biointelligence

III: Biointelligent systems emerge from the comprehensive interaction of technical, informational, and biological systems (i.e. bio-, hard- and software). One example are intelligent, decentralized bioproduction cells (Smart Biomanufacturing Devices, SBMD) that produce biobased, personalized consumer goods and food, e.g., high-performance beds on house facades, 3D printing plants in the courtyard of an urban apartment building, bioreactors for the production of personalized drugs directly in the pharmacy.

II: Integration embeds biological in technical systems. Application examples include the use of microorganisms to recover rare earths from magnets, the functionalization of polymers, and the extraction of bioplastics from CO2-waste streams.

I : Inspiration , also called bionics, biomimicry, makes it possible to transfer biological phenomena that have evolved over millions of years to production systems without biology itself being part of the solution. In doing so, biomimicry analyzes, abstracts, and transfers principles from biology to the technical sphere. Companies use this approach to develop, for example, novel materials and structures for lightweight construction, new functionalities, and organizational and cooperation solutions (e.g. swarm intelligence, neural networks, evolutionary algorithms).

Biointelligente Systeme sind ein Resultat der biologischen Transformation der Wertschöpfung. Die Biologische Transformation beschreibt die zunehmende Nutzung von Materialien, Strukturen, Prozessen und Organismen der belebten Natur in (sozio-)technischen Systemen. Diese systematische Anwendung von Wissen über biologische Prozesse hat das Potenzial, künftige Herstellungsprozesse, Produkte, Organisationen, kurz die Lebensweise der Menschen insgesamt, tiefgreifend zu verändern.

Die Biologische Transformation ist ein Prozess, dessen drei Basisstrategien Entwicklungsschritte auf dem Weg zu einer biointelligenten Wertschöpfung sind.

Die Biointelligenz ist ein Wissenschaftszweig, der einen wesentlichen Beitrag zur Lösung des Nachhaltigkeitsproblems in der systematischen informationstechnischen Vernetzung von biologischen und technischen Systemen sieht. Maßgeblich für das Anwendungspotenzial ist nicht ausschließlich die Wirtschaftlichkeit, sondern dass ökonomische, ökologische und soziale Vorteile ausgewogen sind.

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Biointelligent on-demand production systems open up new economic sectors as cross-cutting technology that contributes to regional resilience, conservation of resources, sustainability, and respect for planetary boundaries, thus becoming an important component for ...

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... the achievement of the UN's sustainability goals and the European Green Deal. They realize the shift of value creation in essential fields of human needs such as nutrition, health, housing, consumption, and energy more and more to the user enabling a technology-based demand economy.

Biointelligente On-Demand-Produktionssysteme erschließen als Querschnittstechnologie neue Wirtschaftssektoren, die zu regionaler Resilienz, Schonung von Ressourcen, Nachhaltigkeit und dem Einhalten planetarer Grenzen beitragen und somit zu einem wichtigen Baustein für die Erreichung der Nachhaltigkeitsziele der UN und des europäischen Green Deals werden können. Sie realisieren die Verlagerung der Wertschöpfung in den Themenfeldern Ernährung, Gesundheit, Wohnen, Konsum und Energie mehr und mehr zum Nutzer, was eine technologiebasierte Bedarfswirtschaft ermöglicht.

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