Erkenntnisse zu Innovationen – Quartalsupdate: Q425

In jedem Quartal entdecken wir reale Innovationen. Dabei reicht das Spektrum von Prototypen in der Anfangsphase bis hin zu vollständig realisierten Produkten. Auf diese Weise decken wir den gesamten Innovations-Lebenszyklus ab, von der Erfindung bis hin zur Kommerzialisierung, denn jede Phase dieses Zyklus ist gleich wichtig. Manchmal kann es Jahre dauern, bis eine innovative Erfindung ihr volles kommerzielles Potenzial entfaltet. Die Lieferung per Drohne, eine viel beachtete Technologie, die schon seit Langem unsere Fantasie beflügelt, ist ein Beispiel für diesen langwierigen Lebenszyklus. Nun können Sie erstmals (wenn Sie in Irland leben) über das Handy einen Kaffee bestellen, der dann in weniger als 15 Minuten mit einer Drohne bis in Ihren Garten geliefert wird.

Pollen als vielversprechender Baustoff

Materialwissenschaftlern ist es vor Kurzem gelungen, den „Diamanten der Pflanzenwelt“ in einen flexiblen Baustein für nachhaltige Materialien wie Papier, Folien und Schwämme zu verwandeln.¹ Der zentrale Durchbruch bestand darin, dass der eigentlich starren äußeren Hülle von Pollen eine geleeartige Konsistenz gegeben wurde. Zukünftige mögliche Anwendungsbereiche reichen vom Einsatz als Trägersystem für den Wirkstofftransport bis hin zu einem porösen Schwamm, der Blutungen stoppen oder ausgetretenes Öl aufsaugen kann.

Warum ist die Entwicklung relevant?

Holz wird zwar oft als erneuerbare Ressource angesehen, doch bei der Holzernte sterben die Bäume, und die Verarbeitung von Holzstämmen zu nützlichen Produkten ist ressourcenintensiv – für die Herstellung von nur einem Blatt Papier werden rund 13 Liter Wasser benötigt. Pollen wird dagegen auf natürliche Weise von Pflanzen freigesetzt und kann kostengünstig aus kommerziellen Bienenstöcken geerntet werden. In einer Welt, in der die Ressourcen immer knapper werden, könnte Pollen die nachhaltige Alternative sein, die wir benötigen.

Neues Künstliche-Intelligenz-Modell simuliert ganze Welten

Genie 3, ein neues KI-Modell von Google, kann ausgehend von Prompts eine dynamische Welt erschaffen, in der sich die NutzerInnen in Echtzeit umschauen können.² Die Welten werden mit 24 Bildern pro Sekunde wiedergegeben und bleiben bei einer Auflösung von 720p mehrere Minuten lang stimmig. Beispiele auf der Website zeigen fotorealistische Welten, in denen man beispielsweise durch die Tiefsee schwimmt oder einen schneebedeckten Berg erklimmt.

Warum ist die Entwicklung relevant?

Genie 3 ist ein Meilenstein in der Modellentwicklung, denn es erschafft ausgehend von einem Textprompt eine ganze Welt. Bei früheren Modellen mussten die Prompts dagegen explizite 3D-Darstellungen enthalten. Der offensichtliche Anwendungsbereich dieser Technologie sind natürlich Grafiken für Videospiele. Sie ist aber auch ein Sprungbrett auf dem Weg zu künstlicher allgemeiner Intelligenz, also zu einem Computer mit menschenähnlichen kognitiven Fähigkeiten. Spätere Versionen von Genie 3 könnten eine unbegrenzte Auswahl an Lernwelten erstellen, mit denen fortschrittliche Modelle trainiert werden könnten.

Autonome Drohnen liefern Kaffee bis in den Garten der KundInnen

In der irischen Hauptstadt Dublin können sich die Menschen nun ein warmes Getränk von einer autonomen Drohne bis in den Garten liefern lassen.³ Sobald die Drohnen beladen sind, steigen sie rund 21 Meter in die Höhe und brauchen im Durchschnitt sechs Minuten, bis sie ihr Ziel erreichen. Bei der Ankunft lässt die Drohne an einer biologisch abbaubaren Schnur eine Papiertüte herab, in der sich der warme Kaffee befindet – ohne dass auch nur ein Tropfen verschüttet wird. Bisher hat Manna, das Drohnenunternehmen, das diesen Service anbietet, erfolgreich 200.000 Drohnenflüge in Dublin und der Umgebung absolviert.

Warum ist die Entwicklung relevant?

Die Drohnentechnologie gibt es schon lange, doch das Geschäft von Manna in Dublin ist das erste Beispiel für eine kommerziell einsetzbare Lieferung per Drohne. Dies stellt einen wichtigen Meilenstein dar, der das Potenzial einer dramatischen Reduzierung der Lieferkosten birgt. Jeder Flugkörper von Manna schließt pro Tag im Schnitt 80 Lieferungen ab – das ist mehr als das Doppelte dessen, was ein Mensch bewältigen kann. Und da die Drohnen autonom sind, kann ein einziger „Pilot“ bis zu 20 Drohnen auf einmal überwachen und im Falle eines Fehlers eingreifen.

Kraftwerk in Japan erzeugt Strom durch Mischung von Salz- und Süßwasser

Japanische Ingenieure haben erfolgreich das erste Osmosekraftwerk gebaut, in dem Süßwasser und Meerwasser durch eine Membran getrennt sind.⁴ Wenn Wasser durch die Membran auf die Seite mit dem Salzwasser strömt, um das chemische Gleichgewicht wiederherzustellen, kann das steigende Druckgefälle für die Stromerzeugung genutzt werden.

Warum ist die Entwicklung relevant?

Mit dieser Technologie wird allein durch die Mischung von Süßwasser und Salzwasser ein stetiger Energiestrom erzeugt. Dies löst das Problem der unregelmäßigen Verfügbarkeit, das wir von anderen erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarenergie kennen. Das Kraftwerk in Fukuoka wird pro Jahr 880.000 Kilowattstunden Strom produzieren, genug für 220 japanische Haushalte. Die Herausforderung wird nun darin bestehen, die Technologie weiter zu skalieren.

WissenschaftlerInnen züchten voll funktionsfähige menschliche Haut

Forschende in Australien haben Pionierarbeit geleistet: Sie haben eine neue Technik entwickelt, mit der im Labor aus Stammzellen menschliche Haut gezüchtet werden kann.⁵ Die so entstandene Haut funktioniert genau wie normale Haut. Sie enthält Blutgefäße, Kapillargefäße, Haarfollikel, mehrere Gewebeschichten, Immunzellen, Pigmente, Hautanhangsgebilde, Nerven und sogar eine eigene Blutversorgung. Um dieses Ergebnis zu erreichen, haben die Forschenden Stammzellen in Petrischalen platziert und aus ihnen Miniversionen von Haut gezüchtet, die sie Hautorganoide nennen.

Warum ist die Entwicklung relevant?

Die Möglichkeit, menschliche Haut zu züchten, gibt den 1,8 Milliarden Menschen weltweit, die unter einer chronischen Hautkrankheit leiden, neue Hoffnung.⁶ Mögliche Anwendungsbereiche sind beispielsweise Hauttransplantate, Wundheilung und sogar die Erforschung von Hautkrankheiten. Mehr noch: Mit im Labor gezüchteter menschlicher Haut können Krankheiten ohne komplexe klinische Studien erforscht werden.