Biointelligente Netzwerke und Ökosysteme

Aktuelles / 29.8.2018

Die Zukunft von Produktion und Logistik liegt in biointelligenten Netzwerken und Ökosystemen: Natürliche Prozesse und Lebensräume dienen dabei als Vorbild für das Zusammenspiel von autonomen Systemen und künstlichen Intelligenzen. Prof. Michael ten Hompel erläutert auf dem Metropolitan Cities Congress die Chancen des neuen ökonomischen Trends »Biointelligenz« als Perspektive für nachhaltige Wertschöpfung.

Digitale Technologien und Biointelligenz stehen nicht in Konkurrenz zueinander – im Gegenteil: Der Blick auf Organisationsprinzipien der Natur soll Unternehmen neue Chancen für die erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0 eröffnen. Dazu gehört beispielsweise ein komplett neuartiges Verständnis von Dezentralisierung: »Bei der Planung von Materiaflusssystemen orientiert man sich heute vielfach noch an der Idee eines Gehirns als Schaltzentrale. Dieses Bild eines Organismus mit einem zentralen Gehirn ist eine typisch menschliche Sichtweise, doch es nicht geeignet für die Realisierung von Industrie 4.0«, so Prof. Dr. Dr. h. c. Michael ten Hompel, geschäftsführender Institutsleiter des Fraunhofer IML. Die Natur dagegen organisiere sich selbst: »Die Natur hat niemals in ihrer gesamten Geschichte auf ein zentrales Planungssystem gesetzt. Das Bild, das wir jetzt im Blick haben sollten, ist das von vielen individuellen Organismen in einer Biosphäre.«

Bereits seit mehreren Jahren erforscht das Fraunhofer IML in seiner Forschungshalle für »Zellulare Fördertechnik« (ZFT), wie sich die »Schwarmintelligenz« – eines der wichtigen Prinzipien der Selbstorganisation in der Natur – für die Intralogistik nutzen lässt. Der neue Ansatz führt aber noch wesentlich weiter – zu sich komplett selbst organisierenden Systemen, in denen sich Technik selbst repliziert und optimiert. »In solchen zellularen Systemen hat jedes logistische Protozoon seinen kompletten eigenen Bauplan und den Bauplan des gesamten Systems an Bord. Das ist ein entscheidender Unterschied zu klassischen Designs«, so Prof. ten Hompel. »Jedes Protozoon oder jede Zelle trägt das gesamte Erbgut, kann grundsätzlich das gesamte System kontrollieren und sich außerdem anpassen, lernen und die nächste Software-Generation weitergeben.« Als Prototyp eines solchen logistischen Protozoons nennt der Institutsleiter den am Fraunhofer IML entwickelten »Low Cost Tracker«.

Die Orientierung an Prozessen aus der Natur und der Entwicklung von Biointelligenz kann auch einen wesentlichen Beitrag zur Umsetzung des Zukunftsbilds der Social Networked Industry leisten, in der Mensch und Technik als Team arbeiten. Vorbild für die Organisation der Social Networked Industry sind die sozialen Netzwerke im Internet als Form der Interaktion und Selbstorganisation für Millionen von Menschen. Die Frage ist nun aber auch, wie eine Umgebung aussehen muss, in der sich Künstliche Intelligenzen bewegen und mit dem Menschen interagieren. Prof. ten Hompel: »Die Zukunft liegt in digitalen Biosphären als Arbeitsräume für Mensch und Technik.« Solche biointelligenten Systeme würden aber nur erfolgreich sein, wenn sie Mensch und Maschine befähigen kooperativ miteinander zu arbeiten.

Bereits im Herbst vergangenen Jahres hatte sich das Fraunhofer IML an einer breit angelegten Voruntersuchung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung zur biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung beteiligt. Die darin ermittelten Forschungsbedarfe bilden das Startsignal für die Entwicklung hocheffizienter biointelligenter Wertschöpfungssysteme. Prof. ten Hompel: »Schon heute steht fest, dass die biologische Transformation Logistiksysteme, wie wir sie bislang kennen, völlig verändern kann und wird.«