Technologie in der Biologie

In jüngster Zeit haben wir einen Trend in wissenschaftlichen Entwicklungen an den Schnittstellen von Biologie und Technologie in Bereichen wie Biotechnologie, Bioinformatik und synthetische Biologie gesehen. Dies hat wiederum zur Einführung einer einzigartig biologischen Perspektive in neu entwickelten Technologien in so unterschiedlichen Bereichen wie Design, Architektur, Materialwissenschaften, Gesundheitswesen und Landwirtschaft geführt. Infolgedessen verschwimmt die Grenze zwischen Natur und Technologie.

Unsere Beobachtungen


Globale Probleme wie Klimawandel, Ressourcenverknappung und Abfall erfordern nachhaltige, zirkuläre und anpassungsfähige Lösungen. Eine genaue Untersuchung von Organismen wie Bakterien zeigt, dass sie als hochgradig anpassungsfähige, winzige Fabriken angesehen werden können, die auf effiziente Weise Grundelemente (wie Lipide und Proteine) und komplexe Chemikalien mit minimalem Abfall produzieren. Mit den Fortschritten in Bereichen wie Biotechnologie, Bioinformatik und synthetischer Biologie wird es zunehmend möglich, Einblicke in biologische Prinzipien zu gewinnen. Wir fangen immer noch an, die Daten der Natur zu entschlüsseln. Zum Beispiel müssen wir die Funktionen von ungefähr 500 von 30.000 bekannten Pflanzengenen erst noch erkennen.
Laut WEF wird die vierte industrielle Revolution die Kombination von Computerdesign (so dass komplexe Formen mit einfachem Code erstellt werden), additiver Fertigung (3D-Druck), Werkstofftechnik und synthetischer Biologie bewirken. Dies wird zu einer Konvergenz zwischen der digitalen und der biologischen Sphäre führen.
Wissenschaftliche Bereiche, in denen digitale und biologische Daten kombiniert werden, machen rasante Fortschritte. Zum Beispiel haben die Daten, die durch den Abschluss von Projekten wie dem Humangenomprojekt im Jahr 2001 generiert wurden, dem Bereich der Bioinformatik einen Schub verliehen. Diese hybride Wissenschaft verbindet biologische Daten mit Informatik, Mathematik und Statistik. Die Gewinnung dieser Daten führt zu neuen Erkenntnissen und Entdeckungen im biologischen Bereich. So können Wissenschaftler beispielsweise die Strukturen von Aminosäuresequenzen vorhersagen.
Die synthetische Biologie ist ein weiteres Beispiel für ein Hybridfeld. Insbesondere werden technische Prinzipien auf die Biologie angewendet, um biologische Komponenten und Systeme (neu) zu entwerfen und herzustellen. Dieser Bereich wächst schnell und hat sich als überraschend erwiesen, beispielsweise für die Verwendung von DNA zur digitalen Datenspeicherung.
In vielen Bereichen scheint die Technologie biologischer zu werden. In den Materialwissenschaften zeigen beispielsweise neue Materialien die Fähigkeit, digitale und biologische Qualitäten miteinander zu verbinden. Intelligentes, programmierbares oder formveränderndes Material und selbstheilender Beton sind Beispiele für Materialien mit adaptiven Eigenschaften. Das Design von weicher Robotik und biologisch abbaubaren, löslichen Chips, die sich in die Natur einfügen, nimmt zu. Darüber hinaus entwerfen Architekten eine Gebäudeumgebung unter Berücksichtigung der Biologie, indem sie beispielsweise biorezeptiven Beton verwenden.
programmierbares oder formveränderndes Material und selbstheilender Beton sind Beispiele für Materialien mit adaptiven Eigenschaften. Das Design von weicher Robotik und biologisch abbaubaren, löslichen Chips, die sich in die Natur einfügen, nimmt zu. Darüber hinaus entwerfen Architekten eine Gebäudeumgebung unter Berücksichtigung der Biologie, indem sie beispielsweise biorezeptiven Beton verwenden.

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