Neu­er Schub für die Biotechnologie

Die Digi­ta­li­sie­rung wird der­zeit auf brei­ter Ebe­ne dis­ku­tiert – im Bio­tech­no­lo­gie-Labor hat die Revo­lu­ti­on schon begon­nen: Im neu­en Deche­ma-Papier „Neu­er Schub für die Bio­tech­no­lo­gie“ beschrei­ben die Autoren, wie die aktu­el­len Trends von Auto­ma­ti­sie­rung, Minia­tu­ri­sie­rung und Digi­ta­li­sie­rung zusam­men­lau­fen und For­schung und Ent­wick­lung in Zukunft fun­da­men­tal ver­än­dern wer­den. Am Ende könn­te ein Ent­wick­lungs­la­bor ste­hen, dass einer auto­ma­ti­sier­ten Fer­ti­gungs­stra­ße ähnelt.
Das Bio­tech­no­lo­gie-Labor der Zukunft wird völ­lig anders aus­se­hen als heu­te – zu die­sem Schluss kom­men die Exper­ten bei ihrer Ana­ly­sen: Die Ent­wick­lung neu­er Pro­duk­ti­ons­or­ga­nis­men ist bereits heu­te soweit auto­ma­ti­sier­bar, dass eini­ge Zehn­tau­send Stäm­me in nur einer Woche erzeugt und gezielt getes­tet wer­den kön­nen. Die Minia­tu­ri­sie­rung macht es mög­lich, auf kleins­tem Raum mit hohem Durch­satz Ana­ly­sen und Pro­zess­ent­wick­lun­gen durch­zu­füh­ren. Die zuneh­men­de Inte­gra­ti­on von Labor- und Pro­zess­da­ten ermög­licht – auch mit Hil­fe von moder­nen „Smar­ten Sen­so­ren“ die ste­ti­ge Ver­bes­se­rung und Wei­ter­ent­wick­lung von Produktionsprozessen.
Aus der Kom­bi­na­ti­on die­ser Ein­zel­ent­wick­lun­gen lässt sich das Bild eines „Labors der Zukunft“ zeich­nen, in dem hoch­in­te­grier­te auto­ma­ti­sier­te Sys­te­me umset­zen, was der Bio­tech­no­lo­ge, unter­stützt von Assis­tenz­sys­te­men und Auge­men­ted Rea­li­ty, qua­si am Reiß­brett ent­wi­ckelt. Die Mit­ar­bei­ter kön­nen sich auf das Wesent­li­che kon­zen­trie­ren und arbei­ten über­wie­gend am Com­pu­ter, wo sie bio­lo­gi­sche Sys­te­me und Pro­zes­se ent­wer­fen, Expe­ri­men­te unter Aus­nut­zung ver­teil­ter Res­sour­cen in Auf­trag geben und auto­ma­ti­sier­te, modu­la­re auf­ge­bau­te Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se mit intel­li­gen­ten Sen­sor­netz­wer­ken überwachen.
Dadurch soll­ten Ent­wick­lungs­zei­ten kür­zer und vor allem plan­ba­rer wer­den – der Schlüs­sel für die Erschlie­ßung neu­er Märk­te und die Ent­wick­lung neu­er Geschäftsmodelle.
Die Autoren umrei­ßen gleich­zei­tig auch die rele­van­ten Handlungsfelder:
So ist die Minia­tu­ri­sie­rung bis hin­un­ter auf die mole­ku­la­re Ebe­ne die Haupt­trieb­fe­der für die kom­men­den Umwäl­zun­gen. Par­al­le­li­sie­rung und Auto­ma­ti­sie­rung sind u.a. not­wen­dig, um  Feh­ler­quo­ten zu mini­mie­ren und das Poten­zi­al minia­tu­ri­sier­ter Sys­te­me zu heben. Zen­tral ist die Fra­ge nach Schnitt­stel­len zur Ana­ly­tik oder zum Ein­satz von 3D-Fer­ti­gungs­sys­te­men. Gerä­te- und Daten­stan­dards wer­den uner­läss­lich sein, um die ver­schie­de­nen Ent­wick­lun­gen zu inte­grie­ren. Auch The­men des Zusam­men­spiels von Mensch und Maschi­ne von Fra­gen der Inter­faces bis hin zur Gestal­tung der Arbeits­welt müs­sen beglei­tend dis­ku­tiert werden.
Die Autoren emp­feh­len, die Ent­wick­lun­gen aktiv zu beob­ach­ten, zu beglei­ten und sys­te­ma­tisch mit­zu­ge­stal­ten. Dabei muss gleich­zei­tig an den Grund­la­gen gear­bei­tet, aber auch die Inte­gra­ti­on durch Schaf­fung von Demons­tra­to­ren und Platt­for­men vor­an­ge­trie­ben wer­den. Auch auf Hoch­schu­len und Arbeit­ge­ber kom­men in Aus- und Wei­ter­bil­dung neue Her­aus­for­de­run­gen zu, damit der Mensch zukünf­tig die Mög­lich­kei­ten der neu­en Tech­no­lo­gien voll aus­schöp­fen kann.
Das Papier steht kos­ten­frei zum Down­load zur Ver­fü­gung unter www.dechema.de/studien