AUTOREN
Matthew Moberg
Portfolio Manager
Franklin Equity Group
United States
Einsatz von Licht zur Stromversorgung von Computerchips. Eingriff in das Immunsystem zur Bekämpfung von Hirntumoren. Umwandlung von Teichschlamm in eine „grüne“ Fabrik für Chemikalien. Dies ist eine Auswahl der Innovationen, die wir für dieses Quartal zusammengestellt haben und die alle den Grundstein für einen Paradigmenwechsel in der gesamten Wirtschaft legen. Ob in der Medizin oder in der Robotik – diese Innovationen rütteln am Status quo und bieten neue Lösungen für alte Probleme. Der Erfindungsreichtum der Menschheit beeindruckt uns immer wieder.
Erfolgreiche Umprogrammierung des Immunsystems zur Bekämpfung von Hirntumoren bei Kindern
Ein Forscherteam aus Stanford hat kürzlich nachgewiesen, dass die CAR-T-Immuntherapie, bei der die Zellen des Immunsystems so umprogrammiert werden, dass sie Krebszellen angreifen, zur Behandlung einer bisher ausnahmslos tödlichen Hirntumorerkrankung eingesetzt werden könnte.1 Neun von elf Patienten sprachen positiv auf die Therapie an, darunter ein Patient, der vier Jahre danach immer noch tumorfrei ist. Mehrere Teilnehmer erlangten ihre Gehfähigkeit wieder, während sich bei anderen Symptome wie Inkontinenz und Lähmungen zurückbildeten.
Warum ist die Entwicklung relevant? Bei dieser Art von Krebs versagten die herkömmlichen Behandlungsmethoden. Versuche, den Tumor operativ zu entfernen, beeinträchtigten lebenswichtige Hirnfunktionen, keine Chemotherapie zeigte Wirkung und Bestrahlung brachte nur vorübergehende Linderung. Mit dem Erfolg dieser Studie setzen die Genomik und ihr Ableger, die Zelltherapie, einen weiteren Meilenstein. Mittlerweile können Wissenschaftler die grundlegenden Mechanismen der Biologie in neue Bahnen lenken, um Krankheiten zu heilen, die früher als unheilbar galten.
Neuer Chip nutzt Licht für ultraschnelle Berechnungen mit künstlicher Intelligenz (KI)
Forscher des MIT haben das letzte Puzzleteil entdeckt, das für lichtbetriebene oder „optische“ Computerchips noch fehlte: nichtlineare Vorgänge.2 Ähnlich wie beim Durchbruch des integrierten Schaltkreises in den späten 1950er Jahren bündelt diese Errungenschaft alles, was für das maschinelle Lernen erforderlich ist – sowohl lineare als auch nichtlineare Vorgänge – auf einem einzigen optischen Chip.
Warum ist die Entwicklung relevant? Diese Innovation soll die beiden größten Engpässe bei der Entwicklung von KI beheben: Geschwindigkeit und Leistung. Der neue Chip, der in den Produktionsanlagen von heute serienmäßig hergestellt werden kann, ist schneller und effizienter als ein herkömmlicher Chip. Der Chip hat zudem eine Genauigkeitsrate von 92 % bei Ableitungen, was mit digitalen Alternativen vergleichbar ist.
Abbildung 1: Grafik zur CAR-T-Immuntherapie
Bei der CAR-T-Immuntherapie werden die Zellen des Immunsystems so verändert, dass sie gezielt Krebszellen angreifen. Sie könnte zur Behandlung von Hirntumoren eingesetzt werden.
Nur zur Veranschaulichung.
Winzige Roboter geben Medikamente im Körper ab
Mit Magneten haben eine Ingenieurin und ihr Team nun einen Roboter in der Größe einer Fingerspitze entwickelt, der durch den menschlichen Körper wandern, sich drehen und schwimmen kann.3 Durch die Verlagerung der Stärke oder Ausrichtung eines Magnetfelds kann der Roboter in einem einzigen Zug das Zehnfache seiner Länge zurücklegen. Jede Komponente des Roboterdesigns wurde unter Berücksichtigung der Funktion konzipiert, einschließlich seiner scherenartigen Form, die die Verabreichung von Medikamenten erleichtert.
Warum ist die Entwicklung relevant? Mit diesem winzigen Roboter könnte sich die Art und Weise, wie Medikamente eingenommen werden, grundlegend verändern. Dieser Roboter ersetzt Pillen und Spritzen und gibt das Medikament erst dann ab, wenn es den richtigen Verabreichungsort erreicht hat, in der Regel ein bestimmtes Organ. Dann gibt er eine hohe Konzentration des Medikaments genau an der richtigen Stelle ab. In Zukunft könnte der Roboter auch dazu verwendet werden, um zur Diagnose Instrumente oder Kameras ohne Kabel in den Körper einzubringen, ohne dass dafür eine Operation nötig ist.
Genmanipulierter Teichschlamm zur Herstellung grüner Chemikalien
Ein neues Start-up-Unternehmen hat sich auf die Herstellung umweltfreundlicher und CO2-neutraler Chemikalien spezialisiert. Mittels Gentechnik hat es eine Bakterienart gezüchtet, die umgangssprachlich als Teichschlamm bezeichnet wird und aus Licht, Wasser und Kohlendioxid Chemikalien herstellt.4 Die ersten Anwendungsfälle werden im Bereich der Kosmetik zu finden sein, gefolgt von Textilien. Die erste Chemikalie wird Hyaluronsäure sein, ein wichtiger Bestandteil von Hautpflegeprodukten
Warum ist die Entwicklung relevant? Konventionelle Produktionsmethoden für Chemikalien sind auf fossile Brennstoffe angewiesen. Im Gegensatz dazu ist Teichschlamm ein Nettoverbraucher von Kohlenstoff für die Photosynthese. Außerdem hat das Team einen neuen Bakterienstamm mit siebenmal höherer Produktivität entdeckt, was die Wirtschaftlichkeit des Produkts erheblich verbessert.
Intelligente Roboter können Müll besser sortieren als Menschen
Kostengünstiges Recycling in großem Maßstab ist seit geraumer Zeit eines der Probleme der Abfallwirtschaft. Ein Unternehmen hat nun Fortschritte in die richtige Richtung gemacht, indem es mit KI und Robotern den Abfall auf Müllhalden sortiert.5 In den unternehmenseigenen Anlagen überwachen KI-fähige Kameras den Müll auf einem Förderband und filtern heraus, was recycelt werden kann. Anschließend trennen Roboterarme diese Gegenstände vom Rest.
Warum ist die Entwicklung relevant? Heutzutage werden nur 32 % der geeigneten Abfälle tatsächlich recycelt, und zwar aus zwei Gründen. Schon am Anfang des Abfallkreislaufs sind die meisten Menschen nicht in der Lage, ihren Abfall selbst richtig zu trennen. Anschließend ist es in der Recyclinganlage zu kostspielig, Menschen zu beschäftigen, um recycelbare Stoffe vom Abfall zu trennen. Bei früheren Versuchen, den Ertrag zu steigern, wurden Roboter in bestehende Anlagen eingebaut, doch der Prozess wurde nicht vollständig automatisiert. Diese neue Lösung, bei der 400 Roboter in drei bestehenden Anlagen zum Einsatz kommen, funktioniert gänzlich ohne menschlichen Eingriff.
Fußnoten:
- Quelle: Digitale, Erin. „Cell therapy fights lethal childhood brain cancer in Stanford Medicine trial.“ Stanford Medicine News Center. 13. November 2024.
- Quelle: Zewe, Adam. „Photonic processor could enable ultrafast AI computations with extreme energy efficiency.“ MIT News. 2. Dezember 2024
- Quelle: „Stanford engineers develop tiny robots to bring health care closer to precisely targeted drug delivery.“ Stanford Report. 14. Juni 2022.
- Quelle: Lomas, Natasha. „From pond scum to premium skincare? Deep Blue BioTech is all in on blue-green algae to make better chemicals.“ Techcrunch. 28. November 2024.
- Quelle: De Chant, Tim. „Amp Robotics raises $91M to build more robot-filled waste sorting facilities.“ Techcrunch. 5. Dezember 2024.
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