27.07.2021

Forscher verwandeln Plastikmüll in Nahrung

US-Forscher haben sich mit ihrer Technologie einen Forschungspreis in der Höhe von 1 Mio. Euro gesichert.
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Ting Lu und Stephen Techtmann aus den USA haben einen Weg gefunden, Plastikmüll in Nahrung zu verwandeln © Ting Lu/Techtmann
Ting Lu und Stephen Techtmann aus den USA haben einen Weg gefunden, Plastikmüll in Nahrung zu verwandeln © Ting Lu/Techtmann

Plastikmüll und Nahrungsknappheit zählen derzeit zu den größten Herausforderungen der Zukunft. US-Forscher haben nun eine Technologie entwickelt, mit der vielleicht beide Probleme gleichzeitig angegangen werden könnten: Mithilfe genetisch manipulierter Mikroben verwandeln sie Plastikmüll in Nahrung. Das Ergebnis des Prozesses sind Proteine, die zu Lebensmitteln weiterverarbeitet werden können – etwa als Bestandteil veganer Fleisch-Alternativen.

Gesunde Proteine aus Müll

Das Projekt „From Waste to Food: A Generator of Future Food“ wird von Ting Lu, Professor für Bioengineering an der University of Illinois Urbana-Champaign, und Stephen Techtmann, Assistenzprofessor für Biological Sciences an der Michigan Technological University vorangetrieben. Der Kern der Technologie besteht darin, synthetische mikrobielle Mischkulturen – eine Kombination aus natürlichen und technisch entwickelten Mikroorganismen – zu nutzen, um Abfälle effizient in Lebensmittel umzuwandeln. Die dabei gewonnenen Proteine enthalten wichtige Nährstoffe und bieten laut den Forschern einen gesundheitlichen Nutzen, der auch in Form von Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt werden kann.

Auch Treibstoff möglich

In Zukunft wollen die beiden Forscher die Technologie auf weitere Kunststoffe oder andere Abfallarten anwenden – bisher konzentrieren sie sich auf PET. Gleichzeitig ist auch geplant, nicht nur Proteine, sondern auch eine Basis für Treibstoffe zu gewinnen: „Unsere gemeinsame Forschung wird es uns ermöglichen, den Plastikmüll, den wir in der Welt produzieren, in etwas Wertvolles zu verwandeln: Lebensmittel und Treibstoff“, sagten Techtmann und Ting Lu im Zuge der Verleihung des mit einer Million Euro dotierten Future Insight Prize, der von dem deutschen Pharmaunternehmen Merck verliehen wird.

„In meinem Labor beschäftigen wir uns schwerpunktmäßig mit der mikrobiellen synthetischen Biologie, die mit Hilfe künstlicher Genschaltungen mikrobielle Zellfunktionen programmiert, um biologische Konstruktionsprinzipien aufzudecken und biotechnologische Anwendungen voranzutreiben“, so Ting Lu. „Umweltmikroben sind in der Lage, eine breite Palette chemischer Reaktionen zu katalysieren, von denen viele in der Industrie Anwendung finden können. Mein Labor untersucht, wie komplexe mikrobielle Mischkulturen zusammenarbeiten können, mit dem Ziel, industrielle Anwendungen zu ermöglichen“, so Techtmann.

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vl. Patrick Ratheiser (EY), Rainer Kalkbrener (ACP), Sulejman Ganibegovic (KEBA Digital) und Hermann Erlach (Microsoft) | (c) brutkasten
vl. Patrick Ratheiser (EY), Rainer Kalkbrener (ACP), Sulejman Ganibegovic (KEBA Digital) und Hermann Erlach (Microsoft) | (c) brutkasten

„No Hype KI“ wird unterstützt von ACPEYITSVKEBA GroupLenovoMicrosoftONTEC AI und der Universität Graz.


„Die Vorstellung, dass man dank KI seine Hausaufgaben nicht machen muss, ist grundfalsch. Ganz im Gegenteil: Gerade hier ist es essenziell, bei der Datenqualität und der gesamten IT-Architektur eine saubere Basis zu schaffen“, konstatiert Rainer Kalkbrener, CEO von ACP, im Staffelfinale der brutkasten-Serie “No Hype KI”.

Mit diesem Befund ist er in der Expertenrunde nicht alleine. Der Fokus verschiebt sich von theoretischen Machbarkeiten hin zu den harten Bedingungen für echten Business Value, so der Tenor.

Österreichs Status quo und der Weg aus der Sandbox

Hermann Erlach, General Manager Austria bei Microsoft, weist auf ein aktuelles Studienergebnis hin: Österreich befindet sich bei der KI-Nutzung weltweit in den Top 20. Während Konsument:innen die Technologie im privaten Alltag bereits intensiv nutzen würden, zeige sich im Unternehmensbereich – insbesondere im Mittelstand – jedoch noch Aufholbedarf bei der Adaption. Für Patrick Ratheiser, Director & Head of AI bei EY, ist dabei klar: Der wahre geschäftliche Mehrwert liege oft nicht in hochgradig gehypten Vorzeigeprojekten. “Es sind oft die unscheinbaren Machine-Learning-Lösungen und Prozessautomatisierungen, die den Unternehmen wirklich helfen”, sagt er.

Dennoch stecken derzeit viele Initiativen noch in isolierten Experimentierphasen fest. Sulejman Ganibegovic, CEO KEBA Digital, fordert daher mehr Risikobereitschaft, um Projekte aus der geschützten Laborumgebung in den produktiven Betrieb zu überführen. Sein Appell an die Entscheidungsträger:innen: „Lieber ist man einmal mutig und wagt den Schritt aus der geschützten Laborumgebung, anstatt sich zweimal feige davor zu drücken, endlich etwas Produktives umzusetzen“. Man müsse akzeptieren, dass auch eine KI-Lösung, die nicht zu 100 Prozent fehlerfrei funktioniert, bereits einen enormen Mehrwert liefern kann.

KI als unbestechlicher Spiegel der Datenqualität

Dass dieser Weg in die erfolgreiche Produktivität zwingend über saubere Datenstrukturen führt, ist breiter Konsens in der Runde. Kalkbrener warnt, dass die KI durch ihre weitreichenden Suchkapazitäten “schonungslos die Schwächen von bestehenden Systemen aufdeckt”. Denn ohne eine funktionierende Data-Governance, so der ACP-Chef “führt das am Anfang oft zu bösen Überraschungen, wenn plötzlich intern sensible Dokumente wie Gehaltslisten oder Passwort-Dateien dank KI für weite Teile der Belegschaft auffindbar werden.”

Auch Ratheiser betont, dass der bloße Import von unstrukturierten Firmendaten in ein KI-Sprachmodell keine Wunder bewirke: „Die Arbeit, die wir seit 20 Jahren bei der Datenqualität und beim Aufräumen versäumt haben, kann jetzt nicht einfach die KI für uns lösen“.

Regulierung: Innovationsbremse oder Türöffner?

Neben der internen Datenorganisation bestimmt auch der externe Rahmen maßgeblich, wie schnell KI im Unternehmensalltag ankommt. Ein differenziertes Bild zeichnen die Experten daher bei der Debatte um den europäischen AI Act. Für Ratheiser stellt das risikobasierte Regelwerk eine notwendige Basis dar, um den breiten Rollout von Use-Cases sicher skalierbar zu machen. “Ohne klare Policies und Governance sind autonome KI-Agenten im Unternehmen auf Dauer nicht steuerbar”, so der EY-Experte. Ähnlich pragmatisch sieht das Ganibegovic aus Sicht der Industrie. Er argumentiert, dass verbindliche Spielregeln gerade bei kritischen B2B-Infrastrukturen als Türöffner fungieren: „Wenn man KI in sensiblen Bereichen einsetzen möchte, braucht es einen Rahmen, der Vertrauen schafft. Klare Gesetze untermauern dieses Vertrauen und bringen Kunden dazu, sich für neue Anwendungen zu öffnen“.

Kalkbrener hingegen äußert sich deutlich kritischer. Er warnt, dass Regulatorien oft innovationsfeindlich seien und die Geschwindigkeit im Markt drosseln würden. “Man darf nicht den Fehler machen, aus Angst vor Regulierungen alle potenziellen Probleme schon im Vorfeld lösen zu wollen”, so der CEO. Europa verliere sonst in der globalen Wirtschaft an Wettbewerbsfähigkeit.

Der kulturelle Wandel: Menschen als „Manager von Agenten“

Letztlich entfalten aber weder saubere Daten noch die besten regulatorischen Rahmenbedingungen ihre Wirkung, wenn die Belegschaft nicht mitzieht – ein Befund, der sich übrigens wie ein roter Faden durch die gesamte “No Hype KI”-Staffel zog. Die massiven Auswirkungen auf die Unternehmenskultur bilden laut den Experten den entscheidenden Hebel für die Zukunft. Erlach prognostiziert den Aufstieg sogenannter „Frontier Firms“, die KI ganz selbstverständlich neben Kapital und menschlicher Arbeitskraft als elementaren Produktionsfaktor begreifen. Der organisatorische Durchbruch gelinge dann, „wenn jeder im Unternehmen beginnt, als Manager von Agenten zu agieren und den eigenen Job mithilfe von KI zu optimieren“. Mitarbeiter:innen, die diese Tools aktiv nutzen, würden vom Management als hochproduktiv wahrgenommen, während Verweigerer an Leistungsfähigkeit dramatisch zurückfielen.

Dass dieser Wandel die Teams bereits spürbar verändert, bestätigt Ganibegovic aus der Praxis: Wenn man ein AI-natives Team mit KI-Tools ausstatte, forme man quasi ein Team von „Avengers“ mit enormer Schlagkraft, das traditionelle Entwicklungszyklen im Softwarebereich massiv verkürzen könne. Um diesen Zustand jedoch flächendeckend zu erreichen, sei ein gezieltes Befähigen der Belegschaft notwendig, meint Ratheiser. Unternehmen müssten aktiv in den Aufbau von KI-Kompetenzen (Literacy) investieren, um Berührungsängste zu minimieren und den produktiven Umgang mit den neuen Werkzeugen strategisch im Arbeitsalltag zu verankern.

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