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ITA Projektbericht
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epub.oeaw – Institutionelles Repositorium der Österreichischen Akademie der Wissenschaften epub.oeaw – Institutional Repository of the Austrian Academy of Sciences
A-1011 Wien, Dr. Ignaz Seipel-Platz 2
Tel. +43-1-515 81/DW 3420, Fax +43-1-515 81/DW 3400 http://epub.oeaw.ac.at, e-mail: epub@oeaw.ac.at |
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DATUM, UNTERSCHRIFT / DATE, SIGNATURE
BANK AUSTRIA CREDITANSTALT, WIEN (IBAN AT04 1100 0006 2280 0100, BIC BKAUATWW), DEUTSCHE BANK MÜNCHEN (IBAN DE16 7007 0024 0238 8270 00, BIC DEUTDEDBMUC)
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ITA Projektbericht, pp. , 2024/12/03
Für diesen Bericht wurden folgende sechs neue sozio-technische Themen als besonders relevant für Österreich und das österreichische Parlament identifiziert:
Immer mehr digitale Anwendungen kommen auf den Markt, die zum Ziel haben, Menschen im Alltag emotional zu unterstützen und zu beraten. Unter digitalen sozialen Agenten versteht man KI-gestützte Chatbots, die textliche und/oder visuelle Inhalte für Gespräche mit Anwender:innen produzieren. Auf dereinen Seite können solche Anwendungen die mentale und emotionale Gesundheit der Nutzer:innen stärken, ärmeren Bevölkerungsgruppen den Zugang zu psychologischer Unterstützung erleichtern und gegebenenfalls psychologische
Behandlungen im Alltag unterstützen. Auf der anderen Seite besteht die Gefahr der Abhängigkeit, der langfristigen Verstärkung von Einsamkeit und des Verlusts zwischenmenschlicher Kompetenzen. Ob ein dialogorientierter KI-Chatbot eher die Fähigkeiten der Nutzenden stärkt, Beziehungen zu anderen Menschen aufzubauen, oder Einsamkeit eher noch verstärkt, hängt unter anderem maßgeblich von der Gestaltung und dem Diskurs über KI ab.
Insbesondere mit Blick auf die Problematik von Antibiotikaresistenzen für die Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt haben Phagen, also Viren, die Bakterien befallen, das Potenzial, einen wichtigen Beitrag zur Problemlösung zu leisten. Eine deutlich größere Entwicklungsdynamik bzw. eine breitere Verwendung von Phagen als bisher für medizinische Zwecke oder zur Biokontrolle in der Land- und Lebensmittelwirtschaft ist unter den aktuellen Rahmenbedingungen in der Europäischen Union aber kaum zu erwarten. Notwendig dafür wäre eine Anpassung bzw. Flexibilisierung der bislang weitgehend auf Chemikalien aus gerichteten Regulierungen, die Schaffung effektiver wirtschaftlicher Anreizstrukturen und gegebenenfalls von Erstattungsmodellen, z. B. für wirklich neue antimikrobielle Medikamente, sowie eine gezielte Förderung von F&E-Aktivitäten. Primär bräuchte es somit politische Initiativen, um die Regulierung bzw. Rahmenbedingungen in allen Anwendungsbereichen zu überprüfen sowie durch Ergänzung flexibler und innovativer Regelungen weiterzuentwickeln.
Self-Driving Labs (SDL) sind Labore, die vollautomatisiert Versuchsreihen durchführen können. Grob gibt es dabei drei Schritte: Mittels Künstlicher Intelligenz (KI) wird eine Versuchsanordnung entworfen. Im nächsten Schritt wird das Experiment mittels Roboter ohne menschliches Zutun durchgeführt. Das Ergebnis des Versuchs wird wiederum automatisiert evaluiert und bietet die Grundlage für die nächsten Versuche. Auf diese Weise lässt sich eine enorme Beschleuni gung erzielen: Einerseits, weil durch die Abwesenheit von Laborant:innen Versuche rund um die Uhr durchgeführt werden können; andererseits, weil durch intelligente Steuerung der Versuchsreihen gezielter nach neuen Stoffen, Molekülen und Proteinen gesucht werden kann. Weiters erlauben SDLs überregionalen Zugang, damit einher geht allerdings auch das Risiko von Cyberattacken. Weitere Hürden stehen der Realisierung der Potentiale von SDLs im Weg, u. a. die schlechte Datenlage, fehlende Interoperabilität von Instrumenten, mangelhafte Verfügbarkeit von passender Software und hohe Investitionskosten.
Die Textilindustrie ist durch Überproduktion und Überkonsum („Fast Fashion“) geprägt, was zu immensen Mengen an Textilabfällen führt. Die lineare Produk tionsweise belastet die Umwelt durch hohen Wasserverbrauch, chemische Verschmutzung, CO2-Emissionen und Mikroplastik. Dreiviertel der in Österreich anfallenden Textilabfälle werden verbrannt. Ein Übergang zu einer zirkulären Textilwirtschaft mit Fokus auf Wiederverwendung, Reparatur und Recycling ist notwendig. Mechanisches Recycling ist weit verbreitet, aber nur für sortenreine Textilien geeignet und nicht für Kunstfasern. Chemisches Recycling ermöglicht die Wiederverwertung von Mischmaterialien, ist aber nur begrenzt verfügbar. Laut EU sollen bis 2030 alle Textilien auf dem europäischen Markt recycelbar sein. Österreich hat das Potential, eine Vorreiterrolle in diesem Bereich einzunehmen und von den wirtschaftlichen und ökologischen Vorteilen zu profitieren.
Die Herstellung von herkömmlichem Zement, dem Hauptbestandteil von Beton, verursacht etwa 8 % der weltweiten CO2-Emissionen und verbraucht immense Mengen an natürlichen Ressourcen. Angesichts des steigenden Bedarfs an Beton ist es entscheidend, nachhaltigere Alternativen für die Betonherstellung zu fin den. Grüner Beton umfasst verschiedene Ansätze zur Herstellung von umwelt freundlicherem Beton. Dazu gehören: Ersatz von herkömmlichem Zement durch Industrieabfälle wie Flugasche oder Hüttensand, Verwendung von recycelten Materialien im Beton, oder energieeffiziente Herstellungsprozesse. Dazu kommen weitere Innovationen um den Betonbau umweltfreundlicher zu gestalten, wie selbstheilender, 3D-gedruckter oder photokatalytischer Beton, Nutzung elektrifizierter Maschinen sowie Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung. Die größten Herausforderungen liegen derzeit in der Verfügbarkeit alternativer Materialien und Technologien, bei den Kosten für erneuerbare Energien und recycelte Materialien und bei fehlenden Anreizen und Förderungen für die Verwendung von grünem Beton.
Das Konzept der Digitalen Zwillinge (digital twins) beschreibt eine Repräsentanz eines realen Objekts in der virtuellen Welt und kann als Weiterentwicklung bestehender Modellierungen verstanden werden, die es ermöglicht, den Zustand des realen Objekts in Echtzeit zu überwachen und nötigenfalls steuernd einzugreifen. Darüber hinaus können an Digitalen Zwillingen die Auswirkungen von Veränderungen am realen Objekt getestet werden. Dazu gibt es bereits viele Anwendungen, etwa in Laboren, der Stadt- und Verkehrsplanung oder der Logis
tik. Während in diesen Bereichen die Digitalen Zwillinge in einem frühen Entwicklungsstand schon seit einigen Jahren im Einsatz sind, wird ihre Anwendung nunmehr zunehmend für medizinische Zwecke erforscht. Dort gibt es schon länger Digitale Zwillinge bestimmter Organe, wie Herz oder Leber. Die Vision für die Zukunft ist jedoch die Modellierung des gesamten menschlichen Organismus.