Denkräume schaffen – Zukunft gestalten

Neugierde, Forscherdrang und der Mut, neue Wege zu gehen, machen das Wesen einer Universität aus. Gute Ideen gedeihen in einem Umfeld, das Freiheit gibt und gleichzeitig hochprofessionell arbeitet. So entstehen die Lösungen, mit denen unsere Gesellschaft ihre Aufgaben von morgen bewältigen kann.

Eines Tages könnten winzige Nanomaschinen durch unseren Körper wandern – beispielsweise in der Blutbahn – und Medikamente genau dort hinbringen, wo sie wirken sollen. Diese Nanoroboter wären komplex genug gebaut, um beispielsweise ein Loch in die Wand einer Körperzelle zu bohren und dort ein Medikament einzubringen. Noch liegt ein solches Szenario in weiter Ferne, aber die wissenschaftlichen Grundlagen dafür erforscht Prof. Hendrik Dietz an der TUM. Der Biophysiker baut Nanomaschinen aus DNA, dem spiralförmigen Riesenmolekül, in dem das Erbgut von Lebewesen gespeichert ist, und kann ganz gezielt bestimmte Geräte oder Maschinen entstehen lassen.

Dietz ist ein absoluter Vorreiter auf diesem Fachgebiet, seine Arbeiten tragen wesentlich dazu bei, dieser Technik den Weg in eine künftige industrielle Anwendung zu weisen. 2015 wurde er mit dem wichtigsten deutschen Forschungsförderpreis, dem Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft, geehrt.

Freiraum für die Forschung

Im Moment profitiert Dietz von einem Förderprogramm, mit dem die TUM ihren Forschern maximal möglichen Freiraum schafft: Als Carl von Linde Senior Fellow am TUM Institute for Advanced Study (TUM-IAS) ist er für drei Jahre von allen administrativen Aufgaben und Lehrverpflichtungen freigestellt und kann sich voll auf seine Forschung konzentrieren.

Die TUM sieht sich in ihrem Leitbild als Dienerin der Gesellschaft. Sie hat sich verpflichtet, Innovationen voranzutreiben, die das Leben der Menschen nachhaltig verbessern. Mit dem TUM-IAS ermöglicht die TUM exzellenten Wissenschaftlern, gemeinsam über mehrere Jahre visionäre Ideen oder risikoreiche Projekte in neuen Forschungsfeldern zu verwirklichen.

Die TUM ermutigt ihre Wissenschaftler, Risiken einzugehen und sich an neue Forschungsfelder zu wagen. Zudem hat sie eigene Serviceabteilungen wie das Hochschulreferat Forschungsförderung und Technologietransfer TUMforTe geschaffen, das unter anderem beim Einwerben von Drittmitteln hilft. Auch Dietz hebt die Bedeutung des finanziellen Aspekts hervor. „Wenn ich jeden Euro umdrehen muss, werde ich weniger mutige Experimente machen“, meint er. „Die TUM hat nicht mehr Geld für ihre Forscher als andere Unis, aber die Unterstützung beim Einwerben von Mitteln hat auch mir schon geholfen.“

Zurück zu Dietz’ Nanorobotern: Woher kommen denn nun die Ideen? „Oft beginne ich Projekte aus einem Bauchgefühl heraus und stelle im Nachhinein fest, dass es genau richtig war“, erzählt er. „Viele Einfälle ergeben sich im Austausch, auf Konferenzen oder im Gespräch mit Mitarbeitern. Man muss sich dafür Zeit nehmen. Sobald wir ein neues Projekt starten, kommt immer auch die Neugierde hinzu, ob wirklich alles so klappen wird, wie wir es uns vorstellen.“ Überhaupt, die Neugierde. Sie gehöre fast intrinsisch zum Forscherdasein dazu, meint Dietz. „Wer rastet, der rostet. Und wer sich auf seinen Lorbeeren ausruht, ist schon korrodiert.“

Eine wichtige Rolle spiele dabei der Standort München, sagt er, weil es hier im Bereich der Nanotechnologie viele Gruppen wie Forschungscluster und Sonderforschungsbereiche gebe. „Man forscht nicht isoliert, sondern ist in eine Szene eingebunden, die sich gegenseitig inspiriert.“ Aus der tollsten Idee werde nichts ohne ein entsprechend professionelles Umfeld, betont Dietz. Und das ist nicht nur der Standort München, sondern vor allem die TUM selbst. „Meine Mitarbeiter und unsere Studierenden sind exzellent, das merke ich oft im Vergleich mit Kollegen anderer Institutionen. Ohne sie könnte ich das, was ich mache, nicht realisieren.“

Auch Innovationsprozesse müssen sich weiterentwickeln

Eines Tages könnten die Nanomaschinen, an deren Grundlagen Dietz arbeitet, die Medizintechnik und andere Industriebereiche revolutionieren – ähnlich wie heute die Digitalisierung die klassische Industrie umkrempelt. Prof. Birgit Vogel-Heuser forscht an ihrem Lehrstuhl für Automatisierung und Informationstechnik auf dem Feld, das unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ bekannt ist. Grob gesagt, geht es um eine Art „Internet der Dinge für die Industrie“, in dem Produktionsanlagen, Produkte und kaufmännische Systeme eines Tages selbstorganisiert arbeiten sollen. Die Chancen, die Industrie 4.0 zugeschrieben werden, und die auf den Markt drängenden digitalen Technologien erzeugen eine ungeheure Dynamik, die den Unternehmen einiges abverlangt.

„Neben klassischen Maschinenbauern und Elektrotechnikern brauche ich nun auf einmal Softwareexperten, muss meine Geschäftsprozesse umkrempeln, mich mit Nutzerinnovation, mit Cybersecurity beschäftigen – um nur einige Begriffe zu nennen“, erklärt Vogel-Heuser die Herausforderungen, vor denen Unternehmen stehen. „Oft geht es aber auch eine Nummer kleiner. Viele Unternehmen haben zum Beispiel

Messgrößen aus der Qualitätskontrolle oder Daten von den Produktionsmaschinen über Stillstandszeiten oder Ausfälle und so weiter. Die können sie unmittelbar nutzen, um systematisch ihren Prozess zu verbessern, zum Beispiel um Maschinen besser auszulasten. Damit schafft man sich schnell Freiräume, um schwierigere Themen anzugehen.“ Vogel-Heuser ist Sprecherin des Sonderforschungsbereichs „Zyklenmanagement von Innovationsprozessen“, der, vereinfacht gesagt, neue Strategien und Werkzeuge entwickelt, wie Unternehmen ihre Innovationsprozesse proaktiv managen können. „Man kann systematisch handeln, wenn man die Zusammenhänge im eigenen Unternehmen, bei seinen Partnern und vor allem im Markt kennt, und dabei nicht nur technische, sondern auch zum Beispiel die soziologischen Relationen versteht“, umreißt Vogel-Heuser ganz grob das Forschungsziel.

Drei Arten von Innovation

„Wir sehen im Prinzip drei Arten von Innovation“, zählt sie auf. „Das klassische Schaffen von etwas nie Dagewesenem – dem iPhone zum Beispiel oder dem Smart

als Auto, mit dem ich in winzigste Parklücken komme. Dann gibt es die systematische und kontinuierliche Verbesserung von Produkten, und zuletzt, und das wird oft vergessen, gibt es die aufgezwungene Innovation, weil beispielsweise eine Technologie wegbricht oder ein bestimmtes Bauteil nicht mehr hergestellt wird.“ Der Markt sei heute so eng, dass Unternehmen, die nicht mit der Zeit gingen und keine Innovationen hervorbringen könnten, schnell vom Markt verschwinden könnten. Universitäten könnten bei dem Wettlauf um das beste Angebot auf vielerlei Weise unterstützen. Ganz klassisch durch neue Technologien sowie durch gut ausgebildete Menschen, die kreativ sind und diese Kreativität mit Systematik unterfüttern können. Aber, und das sei neu, Universitäten könnten Unternehmen auch direkt im Innovationsprozess selbst unterstützen – durch die Entwicklung neuer Innovationswerkzeuge zum Beispiel oder auch mit Umgebungen, in denen freier gedacht werden darf als in der Unternehmensstruktur.

Systematisch nach neuen Lösungen suchen

Unweit von Dietz’ Labor und Vogel-Heusers Lehrstuhl in Garching ist GE Global Research angesiedelt. Dort befasst sich Prof. Oliver Mayer (Elektrotechnik und Informationstechnik 1989), Senior Principal Scientist bei GE, unter anderem mit Innovationsmethodik. Auch er betont die Schnelligkeit der Märkte und die Notwendigkeit, im Unternehmen Innovationen systematisch eng am Kundennutzen voranzutreiben. „Eine neue Turbine zu entwickeln“, erklärt Mayer, „dauert ein paar Jahre. In der Zeit kann sich viel verändern. Im Rahmen der Energiewende zum Beispiel sind Turbinen nicht mehr ganz so stark gefragt, weil Strom nicht mehr nur thermisch erzeugt wird. Der einsame Tüftler, der sich in seinem Labor vergräbt und mit einem fertigen Produkt herauskommt, hat da ausgedient.“ Trotz aller Systematik bei der Ideenfindung brauche ein solches Vorgehen natürlich weiterhin die Neugier und den Geistesblitz. Denn selbst wenn die Grundrichtung klar sei, technische Probleme müssten nach wie vor gelöst werden. Neugier heißt für Mayer in diesem Zusammenhang auch „Neugierde darauf, was um einen herum passiert, ob es Dinge gibt, die man transferieren kann. Nehmen wir den 3D-Druck als Beispiel. Was passiert da? Kann ich das vielleicht auch für mein Problem nutzen?“ Und wie hält ein Konzern seine Neugierde aufrecht? „Das geht nur, indem man ein paar Querdenker hat, und ihnen auch die Freiheit gibt, ihre Kreativität auszuleben.“

So unterschiedlich die Arbeitsfelder der drei Forscher sind, ein Erfolgsrezept haben sie alle: Systematisch dranbleiben an einer Idee und gleichzeitig frei denken, um die beste Lösung zu finden.

KontakTUM Programm 

Am 30.05.2017 erklärt Prof. Birgit Vogel-Heuser exklusiv für TUM Alumni, wie Industrie 4.0 funktioniert, und präsentiert den sogenannten Joghurt-Demonstrator am Lehrstuhl Automatisierung und Informationssysteme. Blättern Sie doch im neuen KontakTUM Programm!
Anmeldung: www.together.tum.de/events

Dieser Artikel ist erschienen in KontakTUM 1/2017:

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