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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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„No Hype KI“ wird unterstützt von ACP, EY, ITSV, KEBA Group, Lenovo, Microsoft, ONTEC 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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