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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Wie wir dank neuer Technologien in Zukunft leben werden? Die Innovation Map der WKÖ verrät mehr zu Organen aus dem 3D-Drucker & Co. (c) Wirtschaftskammer Österreich
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Stellt euch vor, ihr könnt eure Erinnerungen auf Knopfdruck speichern. Oder noch besser: Ganz geheim von Gehirn zu Gehirn kommunizieren. Oder: Durch Mixed-Reality-Kontaktlinsen blinzeln und künstliche Organe ausdrucken.

Technologien dieser Art könnten bald Teil unseres Alltags werden. Wie die Zukunft der menschlichen Fortentwicklung aussehen könnte, zeigt die Innovation Map der Wirtschaftskammer Österreich (WKÖ). Hier unter der Lupe: Zukunftsweisende Technologien rund um Mixed-Reality-Kontaktlinsen, digitale Erinnerungsspeicher & Co.

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.

Virtual-Reality-Brillen waren gestern, die Zukunft wartet mit Mixed-Reality-Kontaktlinsen.

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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USB-Stick Erfinder Dov Moran im Interview. (c) LinkedIn/Dov Moran

Mit der Gründung von M-Systems und der Erfindung des USB-Flash-Laufwerks sowie revolutionärer Speicherlösungen schrieb der israelische Halbleiter-Pionier Dov Moran Technologiegeschichte, bevor er sein Unternehmen für rund 1,6 Milliarden US-Dollar an SanDisk verkaufte. Heute lenkt er als Managing Partner beim Deep-Tech-Fonds Grove Ventures als einer der angesehensten Tech-Investoren Israels die Zukunft von KI, Halbleitern, Cloud-Infrastruktur und digitaler Gesundheit.

Der Tech-Pionier und Investor erklärt im Interview, dass im aktuellen KI-Boom vor allem die physische Infrastruktur entscheidend ist und sich Europa statt auf Defense-Tech auf Nischen wie Quantentechnologie konzentrieren sollte. Darüber hinaus empfiehlt er staatliche Unternehmensbeteiligungen nach taiwanesischem Vorbild sowie eine Kultur, die echten Gründergeist und Mut zum Risiko fördert.

brutkasten: Sie haben geholfen, mit dem USB-Flash-Laufwerk eine der am weitesten verbreiteten Technologien der Welt zu erfinden. Wenn Sie zurückblicken: Was unterscheidet bahnbrechende Innovationen von Technologien, die niemals skalieren?

Dov Moran: Zunächst einmal ist der USB-Stick heute ein totes Produkt. Nur noch sehr wenige Menschen benutzen ihn, aber genau das ist das Wesen von Technologie: Man baut etwas auf, und das dient dann als Fundament für etwas Fortschrittlicheres. Ich bin sehr stolz darauf, dass ich einen kleinen Teil zu dieser Infrastruktur beitragen konnte.

Bei M-Systems haben wir damals allerdings noch andere Dinge erfunden, die ich für fast noch wichtiger halte, auch wenn sie für Endkunden weniger sichtbar waren. Damals gab es zwei Arten von Flash-Speicher: NAND-Flash für reine Daten und NOR-Flash – dominiert von Intel und AMD –, um den Code für das Betriebssystem zu speichern. Das gesamte Marktkonzept sah vor, dass jedes System beide Komponenten benötigt. Wir haben damals eine technologische Lösung gefunden, um den NOR-Flash komplett zu eliminieren und den Code direkt in den NAND-Flash zu integrieren. Unser Weg, dieses Problem zu lösen, hat das NOR-Flash-Geschäft für Intel und AMD grundlegend verändert, aber gleichzeitig in jedem einzelnen Telefon auf der Welt den Platzbedarf reduziert und etwa drei Dollar pro Gerät gespart. Bei rund einer Milliarde produzierten Telefonen pro Jahr haben wir der Welt somit jährlich drei Milliarden Dollar eingespart.

Welche Technologie erinnert Sie heute am meisten an die Anfangstage des Flash-Speichers?

Ich denke, wir sehen derzeit eine grundlegende Wende auf dem Markt – weg von einer rein softwaregetriebenen Welt hin zu einer Welt der Infrastruktur. Marc Andreessen sagte einmal: „Software eats the world.“ Heute geht es jedoch vor allem darum, die richtige Hardware- und Infrastrukturbasis zu schaffen: Wir brauchen die richtigen CPUs, wir müssen das enorme Problem des Energieverbrauchs und der Kühlung lösen und wir müssen Rechenzentren bauen, die deutlich effizienter und effektiver sind.

Was heute an Infrastruktur existiert, kann die weltweite Nachfrage schlichtweg nicht bedienen, wenn bald jeder Mensch KI nutzt, forscht und eigene Agenten baut. Wenn auch nur zehn Prozent der Bevölkerung anfangen, intensiv KI-Agenten zu bauen und zu nutzen, würden unsere heutigen Systeme zusammenbrechen. Die Infrastruktur für Künstliche Intelligenz steht genau vor solchen fundamentalen technologischen Skalierungsaufgaben.

Alle sprechen über KI. Wo sehen Sie die größten Chancen jenseits der aktuellen KI-Welle beziehungsweise wo sollte sich Europa positionieren?

KI ist eine gewaltige Revolution, die das Leben aller Menschen beeinflussen wird – vom Reinigungspersonal bis hin zum Leiter einer Onkologie-Abteilung, dessen Diagnostik und Behandlungsweisen sich grundlegend verändern werden. Eine so große Transformation bringt natürlich für jeden enorme Chancen mit sich – für Einzelpersonen, Krankenhäuser, das Bildungswesen und für ganze Staaten.

Wenn ein Land wie Österreich entscheidet, in diesen Markt zu investieren, sollte der Fokus auf der Infrastrukturebene oder auf sehr gezielten Nischen liegen, nicht auf reinen Anwendungen. Ich glaube zum Beispiel nicht, dass Österreich versuchen sollte, im Bereich Defense Tech zu konkurrieren. Dieser Markt erfordert gewaltige Kapazitäten, riesige Budgets und spezifisches Know-how, wie es in den USA oder aufgrund ständiger Konflikte in Israel und der Ukraine existiert.

Man muss Nischen finden, in denen man wirkliche Wettbewerbsvorteile aufbauen kann. Das könnte zum Beispiel die Quantentechnologie sein, die Kombination aus Gesundheitswesen und KI oder hochentwickelte Sensorik für eine bessere medizinische Überwachung von zu Hause aus.

Israel bringt trotz seines relativ kleinen Marktes kontinuierlich globale Technologie-Champions hervor. Was erklärt diesen Erfolg und wie wird Unternehmertum dort gefördert?

Es gibt einen großen Unterschied zwischen Erfindern, Unternehmern und operativen Managern. Viele Erfinder kommen von Universitäten, aber selbst die beste Erfindung oder das beste Patent scheitert, wenn man nicht weiß, wie man ein Unternehmen führt und skaliert. Ich bin der festen Überzeugung, dass Unternehmertum und Innovation viel früher im Bildungssystem verankert werden müssen – spätestens an den weiterführenden Schulen.

Das Bildungssystem muss weg vom reinen Frontalunterricht und Auswendiglernen, hin zu echter Interaktion, Teamwork und praktischer Projektarbeit. Ich bin selbst Verwaltungsratsmitglied einer 150 Jahre alten jüdischen Schulkette namens ORT. Um den Schülern dieses Denken nahezubringen, habe ich ein Buch über Unternehmer geschrieben, das nach jedem Kapitel Diskussionsfragen aufwirft. Ich beginne darin mit Abraham als dem „ersten jüdischen Unternehmer“, der den Monotheismus erfunden hat.

Im Talmud gibt es die Geschichte, dass Abraham die Götzenstatuen im Laden seines Vaters zerstörte, weil er die Logik dahinter hinterfragte, und danach seine Heimat verließ, um ins Ungewisse nach Israel zu ziehen. Genau das passiert vielen Gründerinnen und Gründern: Sie haben eine Vision, jeder sagt ihnen, dass es unmöglich ist, und sie müssen bereit sein, ihre gewohnte Umgebung zu verlassen, um ihr Ziel zu erreichen. Schüler müssen lernen, solche kritischen Fragen zu diskutieren: Was bedeutet es, ins Ungewisse zu gehen? Ist Unternehmertum immer gut oder birgt es auch Risiken? Diese mentale Vorbereitung ist die Basis für eine Innovationskultur.

Was kann Europa und speziell ein Land wie Österreich von der israelischen Innovationskultur und anderen globalen Vorreitern lernen?

Zunächst einmal können auch wir viel von Europa lernen – zum Beispiel, wie man ein Land so lebenswert und friedlich gestaltet. Was die Förderung von Technologie betrifft, lohnt sich für Europa jedoch ein Blick nach Taiwan, speziell auf das ITRI-Institut (Industrial Technology Research Institute).

Der Staat dort verteilt nicht einfach nur passiv Fördergelder an Unternehmen, was oft nicht der klügste Weg ist. Stattdessen definieren kluge Köpfe alle paar Jahre strategische Zukunftsmärkte. So wurde vor Jahrzehnten entschieden, dass der Bau von Halbleiterwerken entscheidend sein wird, woraufhin man gezielt den Gründer von TSMC aus den USA zurückholte. Heute hängt die gesamte Weltwirtschaft von TSMC ab, was für Taiwan zugleich ein enorm starkes sicherheitspolitisches Instrument ist.

Ein weiterer entscheidender Punkt ist, wie Staaten investieren: Wenn staatliche Innovationsbehörden Unternehmen mit Kapital unterstützen, sollten sie dafür im Gegenzug auch Unternehmensanteile (Equity) erhalten, anstatt nur verlorene Zuschüsse zu verteilen. Der Staat sollte sich als stiller Gesellschafter beteiligen, sich nicht in das operative Tagesgeschäft einmischen, aber bei einem erfolgreichen Exit sein Geld inklusive Rendite zurückerhalten. So kann ein Staat mit Innovation tatsächlich Geld verdienen, das wieder in das Ökosystem zurückfließen kann.

Welchen Rat würden Sie Gründern geben, die heute in Europa Deep-Tech-Unternehmen aufbauen?

Schauen Sie sich genau an, wer in der aktuellen Marktphase wirklich Geld verdient. Im KI-Bereich verlieren viele Software- und Anwendungsunternehmen derzeit Milliarden, während diejenigen, die die Infrastruktur und Hardware bereitstellen – wie Nvidia oder TSMC als deren Auftragsfertiger –, enorm erfolgreich sind.

Wir erleben eine Wende: Es reicht nicht mehr aus, nur auf reine Software-Anwendungen zu setzen. Die wahren Deep-Tech-Chancen liegen heute in der Lösung fundamentaler physischer und technischer Probleme – sei es bei der Energieeffizienz, der Kühlung von Rechenzentren, fortschrittlichen Halbleitern oder auch in der Weltraumtechnologie (Space Tech). Wenn Sie ein Unternehmen aufbauen, fokussieren Sie sich auf diese harten Infrastruktur- und Technologieprobleme, die die Welt zwingend lösen muss.

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