Wie die Salzburg AG mit einer neuen Crowdinvesting-Plattform die Energiewende vorantreibt

13.02.2023

Wenn Gehirne kommunizieren und Organe aus dem 3D-Drucker kommen

Wenn Gehirne miteinander kommunizieren, befinden wir uns nicht im neuesten Marvel-Film, sondern in der Innovation Map der WKÖ. Wie neumoderne Technologien die menschliche Fortentwicklung beeinflussen könnten? Die Innovation Map verrät mehr dazu.

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Wird der Mensch durch Technologien unsterblich?

Bei der menschlichen Fortentwicklung geht es um viel mehr als um die generationenübergreifende Veränderung vererbbarer Merkmale. Laut der Innovation Map der WKÖ werden Technologien in Zukunft das Potenzial der synthetischen Biologie mit Visionen von fortschrittlichen Lösungen verbinden. Die Folge: Natürliche Organismen, wie sie bisher existiert haben, könnten sich maßgeblich ändern.

Bereits im Jahr 2035 könnte sich das Konzept der Menschheit verändern und die globale Gesellschaft dazu bewegen, in bisher unerreichte Grenzbereiche des Lebens vorzustoßen. Konkret heißt dies: Das Altern und Leben wird neu definiert und Lebloses wird zum Leben erweckt.

In diesem Artikel tauchen wir in neuartige Sphären der Bio- und Nanotechnologie sowie der Materialwissenschaft und Robotik ein und nehmen vier Technologien der “Menschlichen Fortentwicklung” unter die Lupe:

#1 Auf Knopfdruck menschliche Erinnerungen digital abspeichern

Wer kennt es? An manchen schönen Momenten würde man gerne ewig festhalten. Dies sei sogar bald möglich, wie die innovativen Köpfe der Innovation Map skizzieren. Mithilfe einer Nanokamera könnte schon bald das Leben einer Person in Form von “Live-Cloud” Erinnerungen abgespeichert werden. Die Kamera sei dabei an den Augapfel gekoppelt und zeichne alles auf, was der oder die Nutzer:in sieht. Die Aufzeichnungen würden folglich an einen Cloud-Speicherdienst gesendet und archiviert werden.

Menschliche Erinnerungen könnten bald digital verewigt werden.

Der intelligente Speicher könnte die abgelegten Erinnerungen sofort identifizieren, Kategorien zuweisen und Archive erstellen. Die Folge: Berechtigte Archiv-Nutzer:innen könnten ihre Gedanken besser verstehen, analysieren und wieder abrufen. Dies könnte vor allem in der Psychotherapie Verwendung finden: Gespeicherte Erinnerungen könnten bei der Bewältigung traumatischer Situationen oder verzerrter Selbstbilder helfen.

Meilenstein in der Demenz- und Alzheimer-Therapie

Ein weiterer Pluspunkt der Erinnerungsspeicher: Der gezielte Einsatz zur Demenz- und Alzheimer-Behandlung. Denn die DNA-Datenspeicherung könne Erinnerungen auch bei Gedächtnisverlust der Patient:innen abrufbar machen. Schätzungen des Sozialministeriums zufolge könnte damit die Therapie von rund 130.000 Demenz- oder Alzheimer-betroffenen Österreicher:innen erleichtert werden.

#2 Das Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikationsgerät

In einer Runde ohne Worte zu kommunizieren, war bislang lediglich mittels Gestik und Mimik möglich. Zukunftsvisionär:innen sind sich nun sicher: Bald könnte soziale Interaktion von Gehirn zu Gehirn funktionieren. Ein spezielles Kommunikationsgerät könnte Gedanken durch eine nicht-invasive Erkennung von Gehirnsignalen mittels Elektroden und Elektroenzephalographien (EEG) übertragen. Kommunizieren können dabei nicht nur zwei, sondern gleich mehrere Gehirne.

Bald sei Kommunikation auch ohne Gestik und Mimik möglich.

Wie das geht? Proband:innen werden Elektroden auf der Kopfhaut angebracht, die eine Verbindung zum Gehirn herstellen. Die Gehirnzellen werden durch das Magnetfeld des Gerätes aktiviert. Anschließend soll ein Computer Informationen zwischen den teilnehmenden Gesprächs- (oder Gehirn-) Partner:innen übertragen.

Revolution in der Medizin: Sprachfähigkeit nach Unfällen wieder herstellen

Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation kann vor allem im Gesundheits- und Medizinbereich revolutionäre Fortschritte bringen: So könnte man die Sprachfähigkeit von Patient:innen mit Lernschwierigkeiten oder Behinderungen nach Un- oder Schlaganfällen wieder herstellen, indem man das Gehirn der Patient:in mit den Sprachregionen des Gehirns einer gesunden Person synchronisiert.

#3 Die Mixed-Reality-Kontaktlinsen

Virtual-Reality-Brillen waren gestern, die Zukunft wartet mit Mixed-Reality-Kontaktlinsen auf uns. Schon bald könnten Linsen Augmented-, Mixed- und Virtual-Reality-Inhalte abspielen. Eine spezielle Mikroelektronik in der Mitte der Linsen könnte Inhalte dabei direkt auf der Netzhaut anzeigen.

Mixed-Reality-Linsen können damit den Alltag von Brillen- und Linsenträger:innen erleichtern, denn das Abspielen realitätsnaher Inhalte soll auch mit geschlossenen Augen möglich sein. Die winzigen, integrierten Batterien würden sich nachts kabellos im Reinigungsgehäuse aufladen.

Entertainment und Sehbehelfe im Alltag

Auf welche Neuerungen sich zukünftige Linsenträger:innen nun freuen können? Die Mixed-Reality-Linsen können die Spieleindustrie bereichern, Medizin-, Luft- und Raumfahrt revolutionieren sowie in Produktion, Verteidigung und Fahrzeugmanagement eingesetzt werden. Außerdem könnten die Linsen Farben und Lichter auf die Iris sehbehinderter Menschen projizieren und sie damit vor potentiellen Hindernissen oder Gefahrenquellen warnen.

#4 Künstliche Organe aus dem 3D-Drucker

Last, but definitely not least: Künstliche Organe frisch aus dem 3D-Drucker. Mithilfe spezieller Drucktechniken sowie der Anzucht im Labor könnten künstliche Organe ihr natürliches Gegenstück bald ersetzen. Damit würden lange Wartezeiten auf Spenderorgane umgangen und die Heilungschancen und Lebensqualität von Menschen mit ausgefallenen Organen erhöht werden. Auch das Testen neuer Medikamente ließe sich damit erleichtern.

Organe aus dem 3D-Drucker könnten den Medizin- und Gesundheitssektor revolutionieren.

Zur 3D-Produktion künstlicher Organe sind patient:innen-eigene Stammzellen notwendig, die in industriellem Maßstab skaliert werden. Diese können auch jene Organe ersetzen, die mit alternativen Behandlungsmethoden nicht mehr heilbar sind. Sprich: Künstliche Nieren, Lungen oder Bauchspeicheldrüsen können die Genesungschancen erkrankter Personen deutlich erhöhen.

Motivierender Optimismus erfordert aber gerade in diesem Feld gesunden Realismus: Denn das Forschungsfeld rund um künstliche Organe und Stammzellenproduktion bleibt herausfordernd. Besondere Aufmerksamkeit muss hier der Kombination mechanischer Komponenten mit künstlichem Gewebe gewidmet werden. Zukunftsforschende sind sich dennoch einig: Die Weiterentwicklung von Stammzellen- und 3D-Druck wird die Einsatzfähigkeit künstlicher Organe schon bald verbessern.

Maschinen helfen Menschen: Was die Zukunft noch bereit hält

Neben Gehirn-Kommunikation, Mixed-Reality-Kontaktlinsen und künstlichen Organen warten noch viele weitere Technologien auf dich: Warum Gehirne bald minimal-invasiv injiziert werden und wie automatisierte Stammzellenfabriken ablaufen, verrät dir die Innovation Map der WKÖ.

Die interaktive Map umfasst insgesamt 105 Technologien, aufgeteilt in fünf Erfahrungen, die nach ihrem Technology Readiness Level von ihrer Vision bis zu ihrem konkreten Produkt eingeordnet, Nachhaltigkeitszielen zugeordnet und mit Forschungsergebnissen und Hintergrundinformationen belegt wurden. Die Innovation Map wurde von internationalen Forschungseinrichtungen und Universitäten wie Stanford, dem Imperial College London und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), aber auch von österreichischen Universitäten wie der Uni Innsbruck validiert.

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Rund die Hälfte der Lifecycle-Kosten eines Zuges entfällt auf die Wartung, und davon wiederum mehr als die Hälfte auf Räder, Achsen und Fahrwerk, sagt Jakob Moder. Wie stark diese Bauteile im Betrieb tatsächlich belastet werden, wird bisher aber kaum gemessen. Der Grund ist simpel: Es fehlt an präziser Messtechnik, die im Dauerbetrieb einsetzbar ist. Das Grazer Startup Zyglox will das ändern.

„Die Eisenbahn ist nicht ins 21. Jahrhundert gekommen“

Der Name ist ein Wortspiel: Zyglox, gesprochen „Zügloks“, steht für Messtechnik für Züge und Loks. Dahinter stehen Jakob Moder und Erik Gerstl, die zuvor gemeinsam in der Messtechnik gearbeitet haben. Moder wechselte später in den Eisenbahnbereich und erlebte die Lücke dort aus der Praxis. Was es brauche, sei eine Lösung, „die das einerseits zuverlässig erkennt und gleichzeitig gut applizierbar ist“. Sein Urteil: „Bei der Usability ist die Eisenbahn nicht ins 21. Jahrhundert gekommen.“ Ende 2023 gründeten die beiden Techniker Zyglox in Graz.

Die bisherige Methode mit Dehnmessstreifen sei „einfach zu teuer“, erklärt Moder. Der Zug müsse dafür ein bis zwei Wochen zerlegt und instrumentiert werden, deshalb passiere das nur bei der Zulassung. „Das dauert ein Jahr, diese Technik reinzubringen, die Zulassung durchzuführen, und dann wird es wieder rausgenommen.“ Im laufenden Betrieb bleiben nur Beschleunigungssensoren, wie sie auch in jedem Smartphone stecken. „Das ist von der Datenqualität her ganz was anderes. Unser Sensor ist wie 4K, der Beschleunigungssensor liefert ein verpixeltes Foto von den Zuständen.“

Ein Sensor für Zulassung und Dauerbetrieb

Die Lösung von Zyglox lässt sich ohne größere Änderungen am Bauteil anbringen. „Wir haben eine Plug-and-Play-Lösung, die kann man einfach aufstecken“, sagt Moder. Ein Techniker braucht dafür laut Zyglox 30 Minuten. Der Sensor messe Dehnungen an Achsen, Wellen oder Schienen und liefere „gleiche oder bessere Daten als die Lösungen bisher“. Das Ziel ist ein Universalwerkzeug: genau genug für die Zulassung, aber so ausgelegt, dass es danach auf dem Fahrzeug bleibt und die Kräfte im Rad-Schiene-Kontakt dauerhaft erfasst. „Da gibt es ein großes Anwendungsfeld, denn damit wird auch die Infrastruktur überwacht“, so Moder.

Jeden Tag werden auf der Schiene hunderttausende Kilometer zurückgelegt. Zyglox will jeden davon nutzbar machen, um zu lernen, zu verbessern und vorherzusagen. Mit herkömmlichen Methoden war das Erfassen dieser Daten bisher zu teuer, zu langsam und zu aufwendig. © Zyglox

Physik aus dem Trafo, Sensoren aus dem Weltraum

Technisch nutzt Zyglox hochsensitive Magnetfeldsensoren aus der Raumfahrt, das Startup ist Teil eines Downstream-Programms der ESA. Das Prinzip erklärt Moder am Transformator: Der brummt, weil das Magnetfeld des Wechselstroms den Stahl minimal dehnt. „Und wir machen das Umgekehrte: Wenn sich der Stahl dehnt, ändert sich sein Magnetfeld in der Umgebung.“ Ein aktives Messverfahren berücksichtigt dabei den linearen Zusammenhang zwischen Belastung und Sensorsignal. Die Technologie ist patentiert, entwickelt und montiert wird in Graz.

Betreiber als Kunden, Wartung als Hebel

Als primäre Kunden sieht Zyglox die Bahnbetreiber, bei denen die Wartungskosten anfallen. Dazu kommt die Sicherheit: „Es gibt viele Vorfälle, die vielleicht nicht zu einem Unfall führen, wo man aber trotzdem sicherer und zuverlässiger unterwegs wäre, wenn man gutes Condition Monitoring hat.“

Ein kleines Pilotprojekt ist bereits abgeschlossen. Für 2027 ist der Einbau des Systems in Fahrzeuge im regulären Streckenbetrieb geplant, zunächst als Prototyp für einige Wochen Messung. Danach folgt die Zulassung. Ende 2027 soll daraus ein fertiges Produkt werden, erst dann könne die Skalierung beginnen, sagt Moder. An Interesse mangelt es nicht: „Wir können gar nicht alle Pilotprojekte machen“, weil Sensorentwicklung samt Software personalintensiv sei. Ende September zeigt das Team den Prototyp auf der InnoTrans in Berlin, der größten Messe für Schienenfahrzeuge.

Mit aws Preseed und aws Seed vom Effekt zum Produkt

Finanziert hat sich Zyglox bisher aus eigenen Mitteln und über die Austria Wirtschaftsservice (aws). Mit aws Preseed, konkret im Programm „aws Preseed | Seedfinacing – Deep Tech“, hat das Startup die ersten eineinhalb Jahre an der Sensortechnologie getüftelt. „Es hat uns die Möglichkeit gegeben, eine Idee, die bereits validiert war, einfach zu erproben. Einfach Zeit zu haben, weil Hardware dauert ein bisschen, etwa Prototypen zu iterieren“, sagt Moder. Es sei vor allem darum gegangen, „sicherzustellen, dass das dann ein Produkt werden kann“. Seit Mitte 2025 ist Zyglox im Seed-Programm der aws, das voraussichtlich bis Anfang 2028 läuft. Das Team ist inzwischen auf rund sieben Personen gewachsen. Für die Skalierungsphase im kommenden Jahr will sich das Startup nach Investoren umsehen: „Wenn eine Bestellung eintritt oder größer wird, werden wir das mit den aktuellen Mitteln wahrscheinlich nicht mehr stemmen können.“

Standortvorteil Graz

Den Standort Graz sieht Moder als klaren Vorteil: Siemens fertigt hier Fahrwerke, dazu kommen Messdienstleister, Prüfstandbauer und Nextsense. Zyglox sitzt direkt am Campus der TU Graz, mit Zugang zu Prüfständen der Universität und Maschinen der voestalpine. „Die gesamte Infrastruktur ist einzigartig“, sagt Moder. „Im Silicon Valley könnten wir das Produkt wahrscheinlich nicht entwickeln, in Österreich geht es besser. Das ist eigentlich ein bisschen verrückt, aber wir haben hier die optimalen Bedingungen.“

Disclaimer: Dieser Artikel ist im Rahmen einer Medienkooperation mit der Austria Wirtschaftsservice (aws) entstanden.

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