Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltige Wirtschaft  Probevortrag, Dauer 15 Min

1. Einfluss und Nutzen von
Digitalisierung und Biologisierung
auf eine nachhaltige Wirtschaft
Dr. Paul Marx
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2. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Nachhaltigkeit
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Nachhaltige Entwicklung ist eine solche,
die die Bedürfnisse der heutigen Generation befriedigt,
ohne dabei die Grundlagen der Bedürfnissbefriedigung
zukünftiger Generationen zu ruinieren.

3. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Nachhaltigkeit: Optimieren statt maximieren
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Weg von monodisziplinären Entwicklung hin zum
Magischen Dreieck der Nachhaltigkeit.
Grundgedanke:
Ökonomie, Ökologie und Soziales beeinflussen sich
gegenseitig und können i.S.v. Nachhaltigkeit
nur gemeinsam optimiert werden.

4. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Agenda 2030: Ziele für nachhaltige Entwicklung
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5. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Biologisierung der Industrie
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Quelle: Byrne (2017)
Wirtschaftsprozesse zukünftig an Vorbildern
aus der Natur orientieren.
• Gentechnik,
• Synthetische Biologie,
• Medizintechnik,
• Landwirtschaft,
• Biotreibstoffe,
• neue Materialie,
• Naonmachinen,
• …

6. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Biologische Transformation: Formadoption
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Imitation von Formen und Materialstrukturen aus der Natur und deren Anwendung auf technische Artefakte
Quelle: Ferdinand et al. (2012)
Kaum Effekt auf Nachhaltigkeit, sofern “klassische” Produktionsprozesse und Mateialien eingesetzt werden.

7. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Biologische Transformation: Materialadoption
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Nutzung von nachwachsenden und abaubaren Materialien
zur Herstellung von Produkten oder zur Wandlung von Energie
Quellen:
Marzi
et
al.
(2017),
Treffenfeldt
et
al.
(2018),
Rawoth
(2018)
Sehr nachhaltig, da Rohstoffe nachwachsend, Abfallprodukte abbaubar.

8. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Biologische Transformation: Systemadoption
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Imitation von Eigenschaften, die in der Regel Lebewesen oder Ökosystemen zugeschrieben werden.
Quellen:
Ferdinand
et
al.
(2012),
Marzi
et
al.
(2018),
Rawoth
(2018)
CO2
Sehr nachhaltig, da Nutzung vom Abfall aus einem Prozess als Rohstoff im nächsten Prozess.

9. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Biologische Transformation:
Biologisch-technische Konvergenz
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Prozesse, die (i) Lebewesen nachahmen bzw. künstlich erzeugen wollen oder
(ii) Lebewesen oder lebende Systeme mit technischen Prozessen in der Produkten kombinieren
Quellen:
Boersma
et
al.
(2010),
Trogemann
(2014),
Schubert
(2015),
Weize
(2011),
Marzi
et
al.
2018
Nachhaltigkeit muss im Einzelfall bewertet werden.

10. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Digitalisierung: Vernetzung und Technologie
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Digitalisierung schafft die Grundlage für
die Verteilung vom Wissen und
in der globalen Gesellschaft.
Quelle: Marx (2021)

11. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Digitalisierung: Künstliche Intelligenz
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Artificial Intelligence (AI) Computer Vision (CV) Augmented Reality (AR)
Machine Learning (ML) Data Analytics and Big Data (DABD) Natural Language Processing (NLP)

12. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Digitalisierung
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Einfluss auf Nachhaltigkeit : IMMENS
Additive Fertigung
Optimierung der Prozesse

13. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Digitalisierung
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Maschienen können ihren Umfeld wahrnehmen:
verstehen, interprätieren und darin handeln.
Bei der Lösung vieler Aufgaben sind sie wesentlich
schneller/besser als Menschen.

14. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Engpass: Mensch-Maschinen-Interaktion
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Bezogen auf konkrete Aufgaben,
leisten Maschienen bereits heute
das Mehrfache von dem menschlichen Gehirn.
Engpass: Inputgeschwindigkeit.

15. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft
Digitalisierung und Biologisierung:
unvermeidbare Konvergenz
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• Reinforcement learning helps ensure that molecules you discover in silico can actually
be synthesized in the lab. This helps chemists avoid dead ends during drug discovery.
• Have your desired molecule? ML will generate a synthesis plan faster than you can
• Graph neural networks: Solving problems by making use of 3D input data
• Graph networks learn to guide antibiotic drug screening, leading to new drugs in vivo
• Enhancing chemical property prediction using graph neural networks
• AI sifts through chemical space using DNA-encoded small molecule libraries (DEL)
• Language models show promise in learning to predict protein properties from amino acid sequences alone
• COVID-19: Analyzing symptoms from over 4 million contributors detects novel disease symptom ahead of
public health community and could inform diagnosis without tests.
• Drug discovery goes open source to tackle COVID-19. This is a rare example of where AI is
being actively used on a clearly-defined problem that’s part of the COVID-19 response.
• Missed out on strawberries and cream this year? A controllable synthetic video version of
Wimbledon tennis matches.
• Attention turns to computer vision tasks like object detection and segmentation.
• Computer vision predicts where an agent can walk beyond what is seen.
• Computer vision learns stereo from single images.
• Enabling the use of consumer-grade 360° cameras in construction using deep learning.
• Learning to drive by predicting and reasoning about the future.
• Visual Question Answering about everyday images.
• …
• Yet many other AI applications.
Source:
https://docs.google.com/presentation/d/1ZUimafgXCBSLsgbacd6-a-dqO7yLyzIl1ZJbiCBUUT4/edit#slide=id.g557254d430_0_0

16. Dr. Paul Marx | Einfluss und Nutzen von Digitalisierung und Biologisierung auf eine nachhaltigeWirtschaft 16
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