Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Biologisierung der Technik“ 53 Projekte ausgewählt, die ab sofort kontinuierlich an den Start gehen werden. Sie verfolgen das Ziel, Wissen über biologische Systeme auf technische Anwendungen zu übertragen. Die so gewonnenen Erkenntnisse sollen Impulse für weitere Förderaktivitäten geben und einen Beitrag zur Stärkung der technologischen Souveränität in der Material- und Produktionsforschung leisten. Anlässlich des Starts der Vorhaben erklärt Bundesforschungsministerin Anja Karliczek:

„Zukunftsfähige Materialien sind das Rückgrat für Wirtschaftswachstum in unserem Land. Wir müssen neue, innovative Materialien entwickeln, um auch andere zukunftsträchtige Schlüsseltechnologien, wie Künstliche Intelligenz, Quantencomputing oder Batterietechnologien weiterentwickeln und international mitgestalten zu können. Mir ist es daher sehr wichtig, in der Materialforschung innovative Wege zu beschreiten und von Impulsen angrenzender Wissenschaftsdisziplinen wie den Biowissenschaften zu profitieren. Denn auch für die Weiterentwicklung von Material- und Produktionsforschung können wir von der Natur noch viel lernen. So beschäftigt sich eines der zur Förderung ausgewählten Vorhaben mit der Erforschung einer reibungsoptimierten Beschichtung für Gelenkimplantate nach dem Vorbild menschlicher Knorpel. Die Beschichtung soll den Abrieb der Implantate bei Bewegungen verringern und dadurch ihre Haltbarkeit deutlich verlängern. Ein anderes Projekt erforscht die Übertragung des biologischen Prinzips der Selbstheilung auf das Kunststoffmaterial der Rotorblätter von Windrädern. Diese werden dadurch befähigt, nach einem Hagel- oder Vogelschlag Risse im Material ‚selbst‘ zu reparieren, wodurch der Wartungsaufwand deutlich sinkt. Ein Beispiel aus der Produktionstechnik ist die Nutzung des Vorbilds von Tintenfischen mit ihrer farb-und texturveränderlichen Haut für Oberflächen von Touchscreens. Hier liegen für den deutschen Forschungs- und Industriestandort erhebliche Chancen für zukünftige Anwendungen im Umwelt- und Klimaschutz, in der Medizin oder im Bauwesen. Ich freue mich daher sehr, dass wir die Umsetzung von mehr als 50 neuen Forschungsprojekten im zukunftsträchtigen Bereich der Biologisierung der Technik nun mit insgesamt 16 Millionen Euro ermöglichen können.“

Hintergrund:

In den zurückliegenden Jahren haben neue technologische Entwicklungen auch zum Erkenntnisgewinn über die in der Natur ablaufenden Prozesse geführt. Es gilt nun, das vertiefte Verständnis biologischer Systeme gezielt für die Übertragung auf technische Anwendungen zu nutzen. Hierbei spricht man von „Bioinspiration“. Dabei können beispielsweise natürliche Prinzipien wie Selbstorganisation, Reparaturfähigkeit, Anpassungsvermögen, Informationsverarbeitung oder auch energieeffiziente Lebensvorgänge als Vorbild und Impulsgeber für zukünftige intelligente Material- und Produktionssysteme dienen. Ein prominentes Beispiel der Bioinspiration ist die Nutzung der neuronalen Signalübertragung des menschlichen Gehirns auf Anwendungen der Künstlichen Intelligenz - in Form sogenannter „neuronaler Netze“.

Das hohe Innovationspotential, welches mit der Übertragung biologischer Prinzipien auf technische Systeme einhergeht, wurde im Rahmen von zwei vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Studien der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften (acatech) und der Fraunhofer-Gesellschaft verdeutlicht.

Gegenstand der Förderung des Ideenwettbewerbs „Biologisierung der Technik“ (Veröffentlichung im Mai 2020), sind Einzel- oder Verbundprojekte mit einer Laufzeit von zwölf Monaten, die anhand einer konkreten technischen Fragestellung das Potenzial biologischer Prozesse oder Prinzipien für industrielle Anwendungen aufzeigen. Der Schwerpunkt der Arbeiten, die bis September 2020 in Form von Projektskizzen eingereicht und von unabhängigen Expertinnen und Experten ausgewählt wurden, liegt hierbei entweder auf der Material- und Werkstoffforschung oder der Produktionsforschung (hier: Produktentstehung und Produktionsprozesse). Zielsetzung ist der Machbarkeitsnachweis („Proof of Concept“) für die industrielle Anwendung und/oder der Aufbau eines Demonstrator-Modells.