Neue Technologien Forschung: Wie diese die Geschäftsmodelle von KMU verändert

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Technologien aus der Teilchenphysik – von KI-gestützter Steuerung bis zu neuen Materialien – erreichen die Wirtschaft schneller, als viele Unternehmen annehmen. Professor Carsten Welsch erklärt im Gespräch, welche Trends in der Forschung den Mittelstand unmittelbar betreffen.

Herr Professor Welsch, Sie arbeiten an Technologien, die Branchen verändern könnten, die heute noch gar nicht damit rechnen. Welche Entwicklungen aus der der Hochenergiephysik werden Unternehmen außerhalb der Forschung am stärksten treffen – als Chance oder als Disruption?

Professor Dr. Carsten Welsch: Vermutlich als beides, und vor allem schneller, als wir das heute annehmen. Sowohl die künstliche Intelligenz als auch völlig neue Beschleunigertechnologien werden die Industrie rascher erreichen, als viele erwarten. Wir schauen uns derzeit Technologien an, die Teilchen über kürzere Distanzen auf noch höhere Energien bringen. Damit lassen sich Beschleuniger, insbesondere Lichtquellen, miniaturisieren – was heute einen Raum oder ein ganzes Gebäude braucht, könnte künftig auf einen einzelnen Chip passen. Hinzu kommen die Material- und Technologie-Roadmaps, etwa bei Magneten und supraleitenden Kabeln.

Die Hochenergiephysik weiß heute schon, dass sie diese Entwicklungen in zehn, zwanzig, dreißig Jahren zwingend braucht, weil solche Anlagen sonst nicht mehr gebaut werden können. Der Effekt ist, dass diese Materialien und Technologien unmittelbar auch in der Industrie und in Krankenhäusern Anwendung finden. Nehmen Sie die Magnete: Technisch machbar sind heute etwa acht bis zehn Tesla. Wenn ich diese Feldstärke künftig verdopple, bedeutet das für bildgebende Verfahren in Krankenhäusern oder für Batterie-Teststationen eine mindestens doppelt so gute Ortsauflösung. Da gibt es keine technische Barriere – man kann die Technologien praktisch sofort ersetzen. Das ist nicht der eigentliche Antrieb dieser Forschung, aber es ist das, was am Ende in der Breite ankommt.

Die künstliche Intelligenz ist ein schwierigeres Feld. Gerade an den Universitäten wird intensiv diskutiert, wie viel KI man zulassen darf und wo Grenzen zu ziehen sind. Eine endgültige Antwort gibt es noch nicht. Meine Überzeugung ist aber: Wir bekommen den Geist nicht mehr in die Flasche zurück. Die Frage ist nicht mehr, ob KI eingesetzt wird, sondern wie – und zwar verantwortungsvoll, mit dem klaren Bewusstsein, auf welche Technologien man sich einlässt und welche Grenzen gezogen werden müssen.

DER GESPRÄCHSPARTNER

Professor Dr. Carsten Welsch zählt zu den international führenden Experten für Teilchenbeschleuniger- und Antimaterie-Forschung. 
Er leitet die QUASAR Group an der University of Liverpool, ist dort Head of Accelerator Science und koordiniert mehrere europäische Forschungsinitiativen. In seiner Arbeit verbindet er Grundlagenforschung mit Anwendungen in Medizin, Energietechnik und Industrie und arbeitet dabei eng mit dem CERN zusammen, an das er sich künftig noch enger anbindet.
 

Wie müsste sich ein mittelständischer Unternehmer auf diese Beschleuniger- und Materialtechnologien einstellen? Handelt es sich eher um eine Chance oder um eine Disruption?

CW: Ich würde neue Technologien fast grundsätzlich zunächst als Möglichkeit begreifen, die man sich für den eigenen Betrieb genau anschauen muss – schon allein, um zu wissen, was der Wettbewerb tut. Ebenso wichtig ist die Selbstanalyse: Wann muss ich meinen Maschinenpark nicht nur leicht aufrüsten, sondern wirklich ersetzen? Bei Technologien aus der Großforschung, etwa 3D-Druckverfahren, kommt irgendwann der Punkt, an dem traditionelle Maschinen keine gleichwertigen Produktionszyklen mehr ermöglichen.
Dann muss man erkennen: Jetzt hat mein Maschinenpark seinen Dienst getan. Deshalb empfehle ich Industrieverantwortlichen und Werkstattleitern, regelmäßig eine Art Inventur zu machen: Bin ich noch am Puls der Zeit, oder muss ich ersetzen? Man muss nicht auf jeden Trend sofort aufspringen. Manchmal kann man ein paar Jahre warten und beobachten, wie verlässlich neue Methoden wirklich sind. Aber grundsätzlich ist es eine Chance, die man verstehen und dann für die eigenen Produkte und Kunden bewerten muss.

Am CERN wird KI nicht nur für Präsentationen genutzt, sondern etwa zur Echtzeitsteuerung von Teilchenstrahlen, zur Anomalieerkennung und zum Energiesparen. Was können Unternehmen von diesem Einsatz lernen?

CW: Unternehmen verstehen KI momentan vor allem als Prozessoptimierung und Automatisierung. Dabei geht es weniger um wirklich intelligente Systeme als um die Frage: Welche klar definierten Prozesse habe ich, und wie kann ich sie so automatisieren, dass ich mit minimalem Personaleinsatz auskomme und zugleich Beschleunigung und Qualität gewinne? Das ist eine große Chance. In der Forschung unterscheiden wir drei Ebenen. Die erste ist genau diese: KI hilft, fragmentierte Informationen zusammenzuführen und in optimierter Form aufzubereiten. Bei uns ist das Literaturrecherche, das Zusammenführen von Sensordaten oder das Zusammenfassen von Texten. Das müssen Wissenschaftler wie Unternehmen heute verstehen und einbinden.

Die zweite Ebene erfordert Vorsicht: Hier setzt man KI ein, etwa in der Datenanalyse, muss aber transparent deklarieren, welche Art von KI in welchen Bereichen genutzt wurde. Wissenschaftler haben die Pflicht offenzulegen, dass eine Studie mit KI-Unterstützung entstanden ist – für die Industrie gilt aus meiner Sicht dasselbe.Und es gibt eine dritte Ebene, auf der der Einsatz schlicht unzulässig ist. Wenn man sensible oder persönliche Daten in KI-Modelle hochlädt, die man vielleicht nicht einmal selbst aufgesetzt hat, teilt man vertrauliche Informationen. Oder wenn jemand KI neue wissenschaftliche Methoden entwickeln lässt und dann so tut, als habe er sie selbst erdacht. Damit ist die entscheidende Frage berührt: Wem gehört neues Wissen? In der Wissenschaft besteht klarer Konsens, dass die Urheberschaft eindeutig einer Person zuzuordnen sein muss. Das lässt sich nicht auf eine KI übertragen – und das sollte in der Industrie genauso gelten.

Gerade mittelständische Unternehmen haben ein riesiges Potenzial, von den Entwicklungen in der Forschung zu profitieren und an Horizon Europe und anderen Förderprogrammen teilzunehmen – und tun es viel zu selten.

Carsten Welsch

Forschung stellt die Basis für neue Technologien

Aus Ihrer Forschung entstehen Technologien für Medizin, Energietechnik und Elektronik. Der Transfer in Märkte dauert oft Jahre. Wie sollten Führungskräfte im Mittelstand heute entscheiden, welche Entwicklungen sie beobachten, erproben oder ignorieren?

CW: In der Wissenschaft leiden wir seit Jahren unter einer Fragmentierung, die zu erheblicher Ineffizienz führt. Verschiedene Großeinrichtungen der Forschung entwickeln teils parallel nahezu identische Technologien, ohne voneinander zu wissen. In Europa, manchmal sogar innerhalb eines Landes, kann es passieren, dass Einrichtungen wie DESY in Hamburg, die Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt und das CERN dieselbe Technologie entwickeln – finanziert aus letztlich denselben Töpfen.

Die Industrie hat dieses Problem noch stärker, weil einem kleinen Unternehmen die Kommunikationsplattformen fehlen, die für Großforschungseinrichtungen längst existieren. Deshalb entwickeln wir in der europäischen Förderung der Forschung zunehmend Innovationstracker – zentrale Plattformen, in die sich Partner sehr früh eintragen, wenn sie eine Entwicklung mit Potenzial verfolgen. Es geht nicht erst um den Moment, in dem ein Patent eingereicht wird, sondern um ein viel früheres Stadium. Wir wollen von unseren Partnern wissen, woran sie arbeiten und was daraus entstehen könnte, auch wenn das noch vage ist. Ein zentrales Register signalisiert uns dann, bei wem wir regelmäßig nach dem Stand fragen sollten. Auf europäischer Ebene gibt es eine entsprechende EU-Innovationsplattform, in die sich Projektteilnehmer eintragen können – die aber gerade von der Industrie viel zu wenig genutzt wird.

Das führt zum zweiten Problem: Gerade mittelständische Unternehmen haben ein riesiges Potenzial, von den Entwicklungen in Großeinrichtungen der Forschung und Universitäten zu profitieren und an Horizon Europe und anderen Förderprogrammen teilzunehmen – und tun es viel zu selten. Dabei bietet sich die Möglichkeit, mit weltweit führenden Partnern zusammenzuarbeiten, vom Wissens- und Expertentransfer zu profitieren und reife Technologien einem viel größeren Kundenkreis zugänglich zu machen. Das Verständnis für diese Chancen ist im deutschen Mittelstand dramatisch unterentwickelt.

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