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Forcieren der Technologiekonvergenz durch interdisziplinäre Zusammenarbeit in relevanten Disziplinen mit dem Ziel der Entwicklung, Erprobung und Verbreitung neuartiger, nachhaltiger Systemarchitekturen

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Generierung von Wissen und Etablierung von Strukturen für einen effizienten Transfer in die industrielle Anwendung

Partnerschaften

Bündelung und Koordination strategischer nationaler und internationaler Partnerschaften

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Der Kompetenzzentrum Biointelligenz e.V. widmet sich dem nachhaltigen Wandel der industriellen Wertschöpfung. In unterschiedlichsten Gremien und Formaten identifizieren wir Herausforderungen, diskutieren Möglichkeiten und entwickeln Lösungen für eine zukunftsfähige, wettbewerbsfähige Erneuerung der Wirtschaft.

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Kompetenzzentrum Biointelligenz e.V.,

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

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Der Kompetenzzentrum Biointelligenz e.V. widmet sich dem nachhaltigen Wandel der industriellen Wertschöpfung. In unterschiedlichsten Gremien und Formaten identifizieren wir Herausforderungen, diskutieren Möglichkeiten und entwickeln Lösungen für eine zukunftsfähige, wettbewerbsfähige Erneuerung der Wirtschaft.

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

Erst aus der umfassenden Interaktion 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.

Die 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.

Mit der Inspiration wird es möglich, über Jahrmillionen evolutionär entstandene biologische Phänomene auf Wertschöpfungssysteme zu übertragen, ohne dass die Biologie selbst Teil der Lösung ist. Dabei analysiert, abstrahiert und transferiert die Bionik Prinzipien aus der Biologie in die technische Sphäre. Unternehmen entwickeln mit diesem Ansatz zum Beispiel neuartige Materialien und Strukturen für den Leichtbau, neue Funktionalitäten sowie Organisations- und Kooperationslösungen (z. B. Schwarmintelligenz, neuronale Netze, evolutionäre Algorithmen).

Erst aus der umfassenden Interaktion 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.

Die 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.

Mit der Inspiration wird es möglich, über Jahrmillionen evolutionär entstandene biologische Phänomene auf Wertschöpfungssysteme zu übertragen, ohne dass die Biologie selbst Teil der Lösung ist. Dabei analysiert, abstrahiert und transferiert die Bionik Prinzipien aus der Biologie in die technische Sphäre. Unternehmen entwickeln mit diesem Ansatz zum Beispiel neuartige Materialien und Strukturen für den Leichtbau, neue Funktionalitäten sowie Organisations- und Kooperationslösungen (z. B. Schwarmintelligenz, neuronale Netze, evolutionäre Algorithmen).

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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Nobelstr. 12, 70569 Stuttgart,
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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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Das Konzept

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Der Verein

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Das Netzwerk

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Biointelligenz ist …

… die systematische informationstechnische Vernetzung biologischer und technischer Systeme.

… 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

Künstliche Intelligenz in den Naturwissenschaften,  Biotechnologie, Biogeochemie

Hanaa
Dahy

Biobasierte Materialien und  Materialkreisläufe in der Architektur

Matthias
Evers

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

Julia
Fritz-Steuber

Zelluläre
Mikrobiologie,
Biointelligenz

III: Aus der umfassenden Interaktion 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, z.B. Hochleistungsbeete an Hausfassaden, 3D-Druckereien im Hof eines urbanen Mietshauses, Bioreaktoren zur Herstellung von personalisierten Medikamenten direkt in der Apotheke.

II: Die 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.

I: Mit der Inspiration wird es möglich, über Jahrmillionen evolutionär entstandene biologische Phänomene auf Wertschöpfungssysteme zu übertragen, ohne dass die Biologie selbst Teil der Lösung ist. Dabei analysiert, abstrahiert und transferiert die Bionik Prinzipien aus der Biologie in die technische Sphäre. Unternehmen entwickeln mit diesem Ansatz zum Beispiel neuartige Materialien und Strukturen für den Leichtbau, neue Funktionalitäten sowie Organisations- und Kooperationslösungen (z. B. Schwarmintelligenz, neuronale Netze, evolutionäre Algorithmen).

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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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 …

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… 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.

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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