Biologisierung der Technik | Stichtag: 20. September 2020

Ziel dieser Bekanntmachung ist es, das in Deutschland verfügbare Wissen im Hinblick auf die technische Machbarkeit und die Umsetzung in industriellen Nutzen in den beiden Schlüsseltechnologien „Neue Werkstoffe und Materialien“ und „Produktionsforschung“ (hier: Produktentstehung und Produktionsprozesse) zur Geltung zu bringen. Die so gewonnenen Erkenntnisse sollen Impulse für die weitere Ausgestaltung zukünftiger BMBF-Förderaktivitäten im Kontext der „Biologisierung der Technik“ geben. Im Rahmen der Ausschreibung werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten – F&E-Arbeiten – gefördert, die zu einer Erhöhung der Anwendungs- und Verwertungschancen von bio-basierten Materialien und biologisch inspirierten Werkzeugen, Methoden oder Vorgehensweisen im Bereich der Materialwissenschaft und Werkstoffforschung oder der Produktentstehung und Produktionsprozesse beitragen.

Basierend auf den Ergebnissen der beiden vom BMBF geförderten Studien „Innovationspotenzial biologisch inspirierter Materialien und Werkstoffe“ und „Biologische Transformation der industriellen Wertschöpfung“ wurde erstmals das Potenzial der „Biologisierung“, d. h. der Nutzung und Integration biologischer Ressourcen und Prinzipien systematisch untersucht. Biologisch inspirierte Funktionen, Prinzipien, Strukturen und Verfahren werden technische Innovationen in verschiedenen Anwendungsfeldern vorantreiben.

Die Erhebungen zeigen, dass der Forschungsstandort Deutschland mit seiner insgesamt sehr gut aufgestellten akademischen Grundlagenforschung weltweit eine führende Position einnimmt. Effizientere Materialsynthese, intelligente, das heißt u.a. sich selbst reparierende oder adaptierende Materialien verdeutlichen die breite Palette an Möglichkeiten, die es nun in industrielle Wertschöpfung umzuwandeln gilt. Bioinspirierte oder biointegrierende Produktionsverfahren, material- und energiesparende Werkstoffproduktion und cyberphysische Produktionssysteme in (bio-) intelligenten Wertschöpfungsnetzen erzeugen wiederverwertbare oder biologisch abbaubare Produkte und leisten einen positiven Beitrag zur Umweltbilanz bzw. ganzheitlichen Betrachtung des jeweiligen Produktlebenszyklus bei den Unternehmen.

Gegenstand der Förderung sind Machbarkeitsstudien, die anhand einer konkreten Fragestellung das Potenzial von biologisch inspirierten Prozessen und Prinzipien für industrielle Anwendungen aufzeigen. Der Schwerpunkt der Arbeiten muss hierbei entweder auf der Material- und Werkstoffforschung oder der Produktentstehung und den Produktionsprozessen mit seinen Produktionssystemen liegen. Zielsetzung ist der Machbarkeitsnachweis („Proof of Concept“) für die industrielle Anwendung und/oder der Aufbau eines Demonstrator-Modells.

Dabei muss die aus biologischen Prozessen inspirierte und als Grundlage dienende Funktion, das Prinzip oder die Struktur, genannt und die daraus abgeleitete innovative Funktion, die Methode, das Werkzeug oder die Vorgehensweise sich in ihrem angestrebten Ergebnis deutlich vom Stand der Technik abheben. Entsprechende Indikatoren sind zu benennen. Der Nutzen und das industrielle Anwendungspotenzial müssen von Seiten der industriellen Verbundpartner oder, im Falle von rein akademischen Projekten, von den am Vorhaben beteiligten „Industriepaten“ erläutert werden. Im Rahmen der Förderrichtlinie werden unter dem Begriff „Industriepaten“ Firmen der gewerblichen Wirtschaft verstanden, die ohne den Erhalt einer Zuwendung mit fachlichen oder sachlichen Hilfestellungen zum Projektgelingen beitragen. Es wird vorausgesetzt, dass im Rahmen einer schriftlichen Stellungnahme (formeller Bestandteil der Skizzenunterlagen) konkrete technische Herausforderungen benannt werden, die mit der Anwendung biologischer Prozesse und Prinzipien gelöst werden sollen. Darüber hinaus sollen „Industriepaten“ konkrete Angaben zur möglichen Verwertung tätigen. Unter Angabe eines Zeithorizonts sind darüber hinaus in der Stellungnahme nächste technologische Schritte zu benennen, mit denen die im Erfolgsfall generierten Ergebnisse der industriellen Nutzung zugeführt werden können.

Der Nachweis der Umsetzbarkeit der Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zur Einführung und Umsetzung der Künstlichen Intelligenz (KI) sowie des Erreichens der Bekanntmachungsziele ist mit einem Demonstrator in Form von Maschinen und Fertigungshilfsmitteln unter fertigungsnahen Bedingungen in einem realen Anwendungsszenario zu erbringen.

Gefördert werden akademische oder industrielle Einzel- oder Verbundvorhaben. Verbundvorhaben erfordern ein arbeitsteiliges und interdisziplinäres Zusammenwirken von Unternehmen mit Hochschulen bzw. Forschungseinrichtungen. Die Koordination der Verbünde sollte möglichst durch Unternehmen übernommen werden. Einzel- oder Verbundvorhaben mit ausschließlich akademischer Beteiligung müssen für eine Teilnahme zusätzlich zu ihrer Projektskizze ein separates Schreiben mindestens eines Industriepaten vorlegen, aus dem eine konkrete Interessenbekundung (des Industriepaten) hervorgeht, das Projekt über den gesamten Projektverlauf zu begleiten. Weitere Informationen zu „Industriepaten“ können der Bekanntmachung entnommen werden.

Das Antragsverfahren war zweistufig angelegt. In der ersten Verfahrensstufe waren bis spätestens 20. September 2020 (Poststempel) zunächst Projektskizzen in elektronischer und in schriftlicher Form für den Schwerpunkt „Material- und Werkstoffforschung“ an den Projektträger VDI Technologiezentrum GmbH (VDI TZ) – Materialien und Werkstoffe mit dem Stichwort „Biologisierung – Material- und Werkstoffforschung“ einzureichen.

Die vollständige Projektskizze war für den Schwerpunkt „Produktionsforschung“ (hier: „Produktentstehung und Produktionsprozesse“) an den Projektträger Karlsruhe mit dem Stichwort „Biologisierung – Produktionsforschung“ einzureichen.

Die Einreichung der vollständigen Projektskizze in elektronischer Form erfolgte über das Internetportal easy-Online. In der zweiten Verfahrensstufe wurden die Skizzeneinreicher der am positivsten bewerteten Projektskizzen aufgefordert, einen förmlichen Förderantrag vorzulegen, über den dann nach abschließender Prüfung entschieden wird. Einzelheiten zu Thema und Verfahren können der Bekanntmachung entnommen werden.