19.01.2023

Smart Living: Wie Roboter fahren, pflegen und heilen könnten

Smart Living ist mehr als Herd-, Heizung- und Lichtsteuerung via Smartphone. Wie künstliche Intelligenz den Gesundheits- und Mobilitätssektor revolutionieren könnte, verrät die Innovation Map der WKÖ.
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Smarte Robotik und Künstliche Intelligenz könnten urbanes Zusammenleben maßgeblich verändern. (c) Wirtschaftskammer Österreich
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Smart Living, also “intelligentes”, KI-gestütztes Leben im digitalen Zeitalter, hält viel mehr bereit als Herd-, Heizungs- und Lichtsteuerung via Smartphone. Wie “smart” der Pflege- und Mobilitätssektor im Jahr 2035 aussehen könnte, verrät die Innovation Map der Wirtschaftskammer Österreich (WKÖ). Die Map zeigt 105 Technologien, gegliedert in fünf Cluster, die Wirtschaft und Gesellschaft bis 2035 beeinflussen könnten. Bei “Smart Living” dreht sich alles um KI-gestützte Alltagshelfer:innen und ihren Mehrwert für Gesundheit, Mobilität und Gesellschaft.

Wie smarte Robotik den Alltag erleichtert

Neue Technologien sollen die Art und Weise, wie Menschen miteinander leben und interagieren, deutlich verändern. Damit rechnen jene Innovator:innen, die die Zukunftsszenarien der Innovation Map entwickelten. Ihnen zufolge sollen Smart Living und KI-gestützte Robotik in Zukunft nicht nur private und öffentliche Haushalte revolutionieren, sondern Infrastruktur und Ökosystem automatisieren.

Smart Living soll städtische Dynamiken verbessern und urbane Innovationen vorantreiben. Hinter automatisierten Alltagsabläufen verbirgt sich also viel mehr als die utopische Vorstellung selbstfahrender Autos und pflegender Roboter. Smart Living könnte sich bald nahtlos in unser tägliches Leben integrieren. Wie realitätsnah derartige Visionen tatsächlich sind? Die Innovation Map der WKÖ gibt Einblicke in die Zukunft.

Aus Utopie wird Realität

Eine Zukunft ohne Fachkräftemangel, mit weniger Personalknappheit und klimaneutraler Mobilität scheint gerade in der aktuellen Wirtschaftslage nahezu utopisch. Warum die nahtlose Integration automatisierter Alltagshelfer:innen jedoch keineswegs utopisch ist, sondern bald der Realität entsprechen könnte, zeigen die Vorzeigeprojekte der Innovation Map: Gerade in puncto Fachkräftemangel, Dekarbonisierung und Automatisierung urbaner Transportsysteme zeigen neue “Smart Living” Technologien realisierbares Zukunftspotenzial.

Künstliche Intelligenz (KI) und Robotik könnten Berufsgruppen mit Fachkräftemangel, wie die Alters- und Krankenpflege, schon bald entlasten. Die Lösung: KI-gestützte Pflegeroboter. Schon 2012 wurden Schätzungen der International Federation of Robotics (IFR) zufolge 450.000 Operationen weltweit mit Medizin-Robotern durchgeführt, wie das deutsche Zukunftsinstitut berichtet. Durch die erwartete Zunahme an pflegebedürftigen Personen werde bereits in naher Zukunft eine unzureichende Verfügbarkeit an Pflege- und Betreuungsfachkräften erwartet. Bei tatenloser Fortentwicklung würden bis 2030 also rund 76.000 Fachkräfte fehlen, so das Sozialministerium. Dies entspreche einem jährlichen Personalbedarf an 3.900 bis 6.700 Fachkräften.

Wie Roboter fühlen und pflegen

Dank maschinellem Lernen und Sehen könnten KI-gestützte Roboter bald zur Pflege älterer Menschen sowie zur Betreuung von Menschen mit Behinderung bereitstehen. Auch bei der Verrichtung alltäglicher Aufgaben könnten Roboter Überwachungs- und Hilfsarbeit leisten. Dank einer Reihe vorprogrammierter Algorithmen würden smarte Roboter ihre Handlungen an die spezifischen Bedürfnisse ihrer Patient:innen anpassen und so maßgeschneiderte Dienste garantieren. Haptische Arbeits- und Alltagshilfe sei dabei nur der Anfang.

Dank künstlicher Intelligenz und Sensorik sollen Pflegeroboter in der Lage sein, Emotionen und Verhaltensmuster wahrzunehmen. Sie würden also Gesten ihrer Patient:innen verstehen und auf verbale wie nonverbale Hinweise reagieren können. KI-gestützte Pflegeroboter könnten ihren Patient:innen damit nicht nur bei Hebearbeiten, bei der Mahlzeitenzubereitung sowie bei der Verabreichung von Medikamenten helfen, sondern auch emotionale Bedürfnisse stillen. Außerdem sollen sie Therapeut:innen bei der Behandlung von Depressionen, Phobien und posttraumatischen Störungen unterstützen.

Selbstfahrend und staufrei

Pflege-Robotik sei jedoch nicht das Einzige, das uns in einer smarten, KI-gestützten Zukunft erwartet. Sowohl das Team der Innovation Map als auch internationale Expert:innen rechnen mit einer automatisierten Zukunft ohne Stau und deutlich weniger CO2-Emissionen. Das Zauberwort: Autonome Mobilität, also die Integration selbstfahrender Autos in urbane Transportsysteme. Selbstfahrende Autos könnten Staus und Verkehrsverzögerungen in urbanen Gebieten vorbeugen und damit das verkehrsbedingte CO2-Aufkommen reduzieren. Die Folge: Der urbane Straßenverkehr wird sicherer und Parkplatzssuche ein Problem der Vergangenheit.

Fahrerlos in die Zukunft

Fahrerlose Transportsysteme sind kein utopisches Zukunftsdenken, sondern werden weltweit vielerorts bereits erfolgreich getestet: Das italienische Startup NEXT mit CEO Tommaso Gecchelin hat bereits 2020 ein modulares, autonomes Transportkonzept entwickelt und einen Prototypen bei der Expo in Dubai vorgestellt. Das Konzept basiert auf elektrifizierten, selbstfahrenden Einheiten, den sogenannten Pods, die je sechs Sitzplätze bieten. Die Pods können entweder einzeln fahren oder sich als gesammelte Einheit, sozusagen als Bus, gemeinsam fortbewegen. Next kombiniert auf diese Art und Weise die Stärken des individuellen und öffentlichen Verkehrs und soll so das Verkehrssystem sehr effektiv entlasten. Noch werden die Next Pods klassisch von Fahrern gesteuert, sollen aber in naher Zukunft auch autonom fahren können.

Wie eine fahrerlose Zukunft aussehen könnte, testen auch die beiden Innovationslabore ALP.Lab und Digitrans in der Steiermark und in Oberösterreich: Die Testlabore bieten der lokalen Automobilindustrie die notwendige Technik zur vollständigen Simulationsumgebung für automatisiertes Fahren. Vor allem die Besonderheiten alpiner Fahrumgebungen, wie winterliche Fahrverhältnisse, Tunnel und Mautstationen, machen das Testlabor im europäischen Kontext zu einer zukunftsweisenden Institution.

Ohne Stau und Stress: Was eine fahrerlose Zukunft bringen könnte

Stresslose Pendelfahrten ohne verflossene Opportunitätskosten. Oder noch viel besser: Unabhängiges Fortbewegen ohne Führerschein, CO2- und Stau-Reduktion inklusive. Dafür braucht es allerdings architektonische Veränderungen urbaner Transportsysteme und vor allem die Aufnahmebereitschaft unserer Gesellschaft. Zweiteres versucht die WKÖ mit ihrer Innovation Map schon heute umzusetzen, damit autonome Technologien und KI-gestützte Robotik schon bald einen Platz in unserer Gegenwart finden.

Du willst wissen, welche Innovator:innen hinter diesen zukunftsweisenden Technologien stecken und wie sie die Zukunft mitgestalten? Die BOLD COMMUNITY bringt globale Vordenker:innen und Pionier:innen aus den Bereichen Wirtschaft, Politikgestaltung, Forschung und Kunst an einen Tisch, um damit unkonventionelle Innovationen zu ermöglichen und zu fördern. Interessiert? Registriere dich auf der Website und folge der Community auf den Channels LinkedIn oder Instagram.

Du willst die Zukunft schon heute erleben?

Dann stöbere am besten gleich durch die Innovation Map der WKÖ: Die interaktive Map zeigt 105 Technologien, die nach ihrem Technology Readiness Level von ihrer Vision bis zu ihrem konkreten Produkt eingeordnet, Nachhaltigkeitszielen zugeordnet und mit Forschungsergebnissen, Papers und Hintergrundinformationen belegt wurden. Die Map wurde von internationalen Forschungseinrichtungen und Universitäten wie Stanford, dem Imperial College London und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), aber auch österreichischen Universitäten wie der Uni Innsbruck, validiert.

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Gründer und CEO Georg Breitenberger am Business Angel Summit | (c) martin pacher / brutkasten

Die Zement-, Beton- und Bauindustrie zählt zu den CO2-intensivsten Industrien weltweit: Laut dem UN Global Status Report ist der Bau- und Gebäudesektor für rund 38 Prozent des globalen CO2-Aufkommens verantwortlich. Während die Nachfrage nach neuen Gebäuden und Infrastrukturen stetig wächst, verursacht die traditionelle Bauweise erhebliche ökologische Probleme. Ein Grund dafür ist der Mangel an kreislaufähigen Technologien, um Baureststoffe effizient zu recyceln und die Emissionen signifikant zu senken.

25 Jahre Erfahrung in der Bauindustrie

Mit ParaStruct ging 2021 ein Unternehmen aus Tirol an den Start, das künftig ungenützte Rohstoffe in der Bauindustrie nutzbar machen und eine Lösung zur nachhaltigen Transformation der Bauindustrie bieten möchte. “Parastructs 3D-Druck- und Recyclingtechnologien ermöglichen es, Bauteile vollständig kreislauffähig zu machen und dabei Kosten und den CO2 Fußabdruck zu senken”, so Gründer und CEO Georg Breitenberger.

Der gebürtige Südtiroler verfügt über 25 Jahre Erfahrung in der Bauindustrie. Bereits während des Bauingenieur-Studiums beschäftigte er sich mit 3D-Druckverfahren in der Bauindustrie. “In diesem Bereich wurden von mir verschiedene Leitprojekte in Ländern wie Taiwan, Schweiz, Deutschland und Italien entwickelt. Um meine Ziele noch besser zu erreichen, habe ich mich 2021 selbständig gemacht”, so der Gründer.

Das Gründungsteam (v. l.n.r. Georg Breitenberger, Freia Ruegenberg, Kilian Rießbeck) mit einem Mitarbeiter | (c) ParaStruct

Zunächst hat er sein Startup als Ein-Personen-Unternehmen (EPU) gegründet. Als er die Recyclingfähigkeit von mineralischen Bindemitteln untersuchen wollte, holte er sich mit Freia Ruegenberg und Kilian Rießbeck zwei weitere Expert:innen im Bereich der anorganischen Chemie als Gründungsmitglieder an Bord.

Die Entwicklung der Materialplattform von ParaStruct

Über die letzten zwei Jahre entwickelte Breitenberger gemeinsam mit seinem Team eine Materialplattform, die biogene und mineralische Reststoffe oder Abfallstoffe der Bauindustrie aufbereitet und durch digitale Fertigungsverfahren, wie 3D-Druck, wiederverwertet.

Konkret handelt es sich dabei um meist feinkörnige organische Materialen wie Holzmehl oder Sägespäne bzw. anorganische Schüttgüter. Diese Abfälle werden mit einem speziellen Bindemittel kombiniert, das wiederum wiederverwendbar ist.

“Bei industriellen Prozessen in der Holz oder Ziegelherstellung entstehen sehr große Mengen an feinkörnigen Abfällen. Das entspricht rund 30 Prozent der gesamten Abfallmenge. Über die Materialplattform bringen wir die Produktionsreststoffe mit den geeigneten Bindemitteln zusammen”, so der Gründer über die Lösung von ParaStruct.

Das 3D-Druckverfahren ist dabei eine Option, aber keine Notwendigkeit. So können die Abfallmaterialen auch konventionell verarbeitet werden. 3D-Druck bietet sich jedoch insofern an, als dass man funktionale und ästhetisch anspruchsvolle Bauteile herstellen kann.

Das Geschäftsmodell und erste zahlende Kunden

ParaStruct plant, seine Technologie durch Lizenzvergabe an bestehende Produzenten zu monetarisieren. Das Startup hat laut dem Gründer bereits 16 Letters of Interest von Unternehmen aus ganz Europa erhalten, die an den innovativen Recyclinglösungen interessiert sind. Zudem zählt das noch recht junge Unternehmen bereits erste zahlende Kunden aus der Stahl- und Betonfertigungsindustrie.

Die Biomaterialien sind vielfältig von der Bauindustrie bis zur Möbelindustrie einsetzbar. Hier handelt es sich um einen Hocker, der für ein italienisches Möbelcluster aus Altholz hergestellt wurde.

“Das Lizenzsystem ist variabel und die Partner können unterschiedliche Bausteine auswählen. Sie zahlen eine Einmalzahlung zu Beginn und eine laufende Lizenzgebühr von fünf Prozent auf den Umsatz”, so der Gründer.

Die Umstellung auf recycelbare Baumaterialien bietet laut Breitenberger enorme Vorteile, insbesondere in Ländern wie Dänemark und den Niederlanden, wo bereits Steueranreize für nachhaltige Bauweisen existieren. In diesem Kontext verweist der Gründer unter anderem auf den Markt für kreislauffähige Materialien. Dieser wird aktuell von der Unternehmensberatung Roland Berger auf 540 Milliarden Euro geschätzt, mit einem jährlichen Wachstum von zwölf Prozent.

Förderungen durch die Austria Wirtschaftsservice

Im Zuge des Aufbaus des Unternehmens wurde Breitenberger gemeinsam mit seinem Team von der Austria Wirtschaftsservice GmbH (aws) unterstützt. So konnte das Unternehmen über das Programm aws Preseed – Deep Tech eine Förderung an Land ziehen.

Im Modul Preseed – Deep Tech werden auf angewandter Forschung und Entwicklung basierende unternehmerische Vorgründungs- und Gründungsvorhaben unterstützt, die durch Erarbeitung eines ersten “proof of concept” bzw. eines Prototypen einer wirtschaftlichen Umsetzung zugeführt werden sollen.

“Durch die aws Preseed-Finanzierung war es möglich, ein qualifiziertes und spezialisiertes Team aufzubauen. Zudem diente sie uns als Referenz bei weiteren Fördergeldgebern im EU-Kontext und bei ersten Testkunden. Auch hat die Unterstützung bei der Strukturierung der Gründungsphase etliche Entscheidungen erleichtert”, so Breitenberger.

Fundraising und die weiteren Pläne von ParaStruct

Anfang Juli nahm Breitenberger am Business Angel Summit in Kitzbühel teil. Einmal pro Jahr treffen sich auf Einladung der Austria Wirtschaftsservice (aws) und der Standortagentur Tirol in dem bekannten Alpen-Städtchen dutzende Business Angels und Startup-Investor:innen zum Austausch über aktuelle Themen und Trends (brutkasten berichtete von Ort).

Wie bereits in den Vorjahren erhielten auch in diesem Jahr wieder zwölf Startups die Chance, an der Netzwerkveranstaltung teilzunehmen – darunter auch ParaStruct. Das Unternehmen konnte sich unter 150 Bewerbern durchsetzen und pitchte gemeinsam mit weiteren elf Startups seine Technologie vor mehr als 130 Business Angels.

“Bis Ende des Jahres wollen wir eine Finanzierungsrunde in Höhe von 600.000 Euro abschließen. Uns wäre es auch wichtig, einen deutschsprachigen Leadinvestor zu finden”; so Breitenberger über die mittelfristigen Pläne von ParaStruct.

Langfristig möchte das Startup bis 2025 den Nutzen seiner Technologie auch in Branchen außerhalb des Baus nachweisen. Zudem will ParaStruct künftig mit dem speziellen 3D-Druckverfahren zur Besiedelung extraterrestrischer Räume wie Mond und Mars beitragen. Unter anderem hat das Startup im Space-Bereich dafür bereits erste Preise gewonnen.



* Disclaimer: Das Porträt entstand im Zuge einer Kooperation mit der Austria Wirtschaftsservice GmbH.

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