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