Biologische Transformation – Wenn Natur und Technik zusammenfinden

Was passiert, wenn die modernen Technologien, die schon heute zum Einsatz kommen, mit Fertigkeiten kombiniert werden, die die Natur selbst perfektioniert hat? Das deutsche Fraunhofer-Institut erforscht im Rahmen des „Biotrain“ Projekts, inwiefern die Industrie von der Natur lernen kann und sollte und welche neuen Perspektiven die sogenannte biologische Transformation eröffnet.

Die Idee der biologischen Transformation

Bei der biologischen Transformation geht es darum, Materialien, Prinzipien und Prozesse aus der Natur zu verwenden und mit der heutigen Technik in Verbindung zu bringen. Ganz grundsätzlich ist dieser Ansatz nicht neu. Wir unterscheiden drei Stufen der biologischen Transformation:

Bionik

Der Begriff „Bionik“, der sich aus den Wörtern Biologie und Technik zusammensetzt, beschreibt die Imitation einzelner Naturphänomene, beispielsweise Strukturen, auf die Technik. Diese Herangehensweise hat uns unter anderem den Salzstreuer, den Klettverschluss und das Flugzeug beschert. Während man beim Flugzeug und beim Klettverschluss nicht lange überlegen muss, um darauf zu kommen, welche Vorbilder aus der Natur hier zum Einsatz kamen, ist die Lage beim Salzstreuer etwas kniffeliger. Bei dessen Entwicklung wurde der Aufbau des Klatschmohns kopiert.

Biotechnologie

Auch die Biotechnologie bedient sich bei der Natur. So werden Enzyme, Mikroorganismen und Zellen unter anderem genutzt, um bestimmte Wirkstoffe für Medikamente herzustellen.

Biointelligenz

Doch die biologische Transformation geht weit über die bloße Bionik und Biotechnologie hinaus. Das nächste Level heißt Biointelligenz und erfordert die Verschmelzung von IT und Biologie. Ein erstes Beispiel hierfür stellt das maschinelle Lernen dar, doch dieses soll, glaubt man den Experten, nur der Anfang sein.

Die biologische Transformation: Möglichkeiten und Grenzen

Keiner behauptet, dass die Natur fehlerlos ist. In einem Punkt aber ist sie perfekt: Nachhaltigkeit. Alles, was in der Natur stirbt, wird als Baustoff für etwas Neues verwendet. Es gibt keinen Abfall, keine Verschwendung. Über Jahrmillionen hinweg hat sich die Natur durch Anpassungsprozesse optimiert, sodass wir sicherlich gut daran tun, sie uns zum Vorbild zu nehmen. Dennoch wirft die Thematik auch kritische Fragen auf: Wo liegen die Grenzen des Möglichen? Und inwieweit werden sie die ethischen Grenzen sprengen? Zum jetzigen Zeitpunkt ist kaum abzuschätzen, welche Entwicklungen die biologische Transformation vorantreiben, welche Chancen sie eröffnen und welche neuen Probleme sie erschaffen wird. Doch nicht nur die Forscher des Fraunhofer Instituts, sondern Experten auf der ganzen Welt, zu Ihnen zählte auch Steve Jobs, sind sich sicher: Die biologische Transformation wird, auf industrieller Ebene, zu bahnbrechenden Veränderungen führen.

Biointelligente Systeme und wohin sie uns führen könnten

Sogenannte biointelligente Systeme zeichnen sich unter anderem durch Flexibilität, Resilienz und Regenerationsfähigkeit aus. Im Folgenden sehen wir uns an, inwiefern sie zu wahren Weltverbesserern werden könnten.

Lösung von Hungerproblemen

Vereint man technologische und biologische Ansätze, könnte die Landwirtschaft um ein Vielfaches effizienter werden. Verschiedene Erkenntnisse, unter anderem aus den Bereichen Smart Agriculture, Mikrobiom Forschung und Agrobiodiversität, könnten dazu führen, dass der weltweite Hunger in Zukunft zu einem deutlich kleineren Problem wird. Zudem werden wir in der Lage sein, auf umweltfreundliche Nahrungsmittel umzusteigen. Der Klima-Killer Fleisch wird, um ein Beispiel zu nennen, nach und nach grüneren Fleischersätzen weichen – für ein besseres Gewissen und einen kleineren CO2-Fußabdruck.

Ende der Tierversuche

Schon bald könnten wir in der Lage sein, zellbasierte Testsysteme zu kreieren, die Tierversuche vollkommen überflüssig machen und dabei sehr viel genauere Rückschlüsse auf den Menschen zulassen.

Medizinischer Fortschritt

Die Medizin gehört vermutlich zu den Bereichen, die die Biointelligenz als Vorreiter für sich nutzen werden. Hier könnten uns zahlreiche, von der Biologie inspirierte, Therapieansätze und Diagnostika erwarten.

Schadstofffreies Wasser

Sauberes Wasser ist, weltweit gesehen, längst keine Selbstverständlichkeit. Schon heute helfen biologische Verfahren, Schadstoffe im Wasser aufzuspüren und dieses möglichst energieeffizient aufzubereiten.

Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen

Dass wir Menschen uns deutlich weniger auf fossile Rohstoffe verlassen sollten, ist kein Geheimnis. Doch diese Tatsache könnte in einigen Jahrzehnten der Vergangenheit angehören. Die fortschreitende biologische Transformation könnte alternative Verfahren zutage bringen, die es uns erlauben, fossile Brennstoffe durch energieneutrale, nachhaltige Energieträger zu ersetzen.

Ist die biologische Transformation der Retter in der Not?

Die Digitalisierung und Industrie 4.0 haben die Menschheit vorangebracht. Doch sie haben auch Probleme verursacht, die sie aus eigener Kraft nicht lösen können. Nachhaltigkeit und die Weltklimaproblematik sind Themen, vor denen die Augen heute nicht mehr verschlossen werden können. Wir alle wissen, dass es „fünf vor zwölf“ ist: Schaffen wir es nicht, das Ruder herumzureißen und eine menschliche Lebensart zu gestalten, die Rücksicht auf „unseren“ Planeten nimmt, sind katastrophale Auswirkungen absehbar. Die Fachleute des Fraunhofer Instituts sehen die biologische Transformation daher als optimale und zwingend notwendige Ergänzung zur Digitalisierung. Demnach kann der rasche technische Fortschritt, mit all seinen Nebeneffekten, nur gelingen und sich fortführen, wenn ihm zeitnah eine große, natürliche und ressourcenorientierte Komponente an die Seite gestellt wird. Die biologische Transformation, der Ansatz des Lernens von der Natur, könnte also tatsächlich viele Fragen beantworten, die die Digitalisierung aufgeworfen hat.