Techtober am IST Austria: Wissenschaft, Innovation und die Wichtigkeit neugierig zu bleiben

Im Oktober ist ‚Techtober‘ am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria). Während des ganzen Monats feiern wir die Beziehung zwischen neugierig getriebener Wissenschaft und ihrem Einfluss auf technologische Durchbrüche und Innovationen. Hier zeigen wir, wie sich unsere Neugier getriebene Forschungs- und Wissenschaftsinfrastruktur derzeit in moderne praktische Anwendungen umsetzt.

Im Laufe der Geschichte war die Grundlagenforschung einer der wichtigsten Treiber für Innovation, Paradigmenwechsel und technologischen Durchbrüchen. Beispiele dafür sind viele: Einsteins Arbeiten zur allgemeinen Relativitätstheorie, welche zur Erfindung des GPS führten, und viele unserer heutigen Geräte entstanden aus den Folgen der Erfindung des Transistors in den 1950er Jahren. Diese Technologien haben dann wiederum weitere Forschungen unterstützt, wie die Erfindung des kryogenen Elektronenmikroskops, des Verdünnungskühlschranks in der Quanteninformatik und der Nanotechnologieforschung sowie moderner High Performance Computing (HPC) Netzwerke für das maschinelle Lernen und die künstliche Intelligenz. Die Hauptaufgabe von IST Austria ist es, die Ergebnisse zu unterstützen, die entstehen, wenn herausragende Persönlichkeiten von Neugier getrieben zusammenarbeiten – und die das Potenzial haben, in Zukunft eine solide Grundlage für technologische Innovationen zu bilden.

Im Laufe des Oktobers wird IST Austria seine aktuelle wissenschaftliche Infrastruktur präsentieren und zeigen, wie Grundlagenforschung in moderne praktische Anwendungen umgesetzt wird.

Technologietransfer: Unterstützung des wissenschaftlichen Unternehmertums

Seit seiner Gründung würdigt IST Austria die wichtigen gesellschaftlichen Beiträge unsere Forscher, welche durch Neugier getriebenen Ideen für neue Technologien entstehen. Das Technology Transfer Office von IST Austria verwaltet ein Portfolio dieser Entwicklungstechnologien am Institut und arbeitet eng mit Forschern zusammen, um Strategien für deren Transfer in die Industrie zu entwickeln. Entsprechend der strategischen Ausrichtung des Instituts bietet die Abteilung auch eine Vielzahl von Stipendien und den Zugang zu Investment Seed Funds, die die Karrieremöglichkeiten von Nachwuchswissenschaftlern, die am IST Austria studieren, erweitern.

Das Technology Transfer Office unterstützt auch die Organisation von branchenbezogenen Veranstaltungen wie dem jährlichen Science Industry Talk (SIT), der Wissenschaftlern die Möglichkeit bietet mit Wirtschaftsführern wie Babak Parviz, Vizepräsident von Amazon, zusammenzuarbeiten, der am 19. November 2019 als Experten beim nächsten Science Industry Talk dabei sein wird.

Derzeit betreut das Technology Transfer Office eine Pipeline von Projekten, die von der Verbesserung der Diagnostik neurologischer Erkrankungen wie Autismus bis zur Ertragssteigerung landwirtschaftlicher Pflanzensorten reicht

Das Büro arbeitet auch eng mit dem neu gegründeten IST Park zusammen – einer Drehscheibe für Forschungsausgründungen, Start-ups und spezialisierte Forschungs- und Entwicklungsunternehmen.

Abteilung für wissenschaftliche Dienstleistungen (SSU): Bereitstellung von High-End-Infrastruktur für die Spitzenforschung

Während die Grundlagenforschung der Ausgangspunkt für neue Technologien ist, hilft die Technologie wiederum, die Grundlagenforschung voranzutreiben. Die Scientific Services Units (SSU) von IST Austria verwalten eine Vielzahl von Technologien, die es Wissenschaftlern ermöglichen, Spitzenforschung in einem breiten Spektrum von Bereichen durchzuführen, die von der Molekular- und Strukturbiologie über die Quantenphysik bis hin zum maschinellen Lernen reichen. Diese Einrichtungen bündeln die wissenschaftliche Infrastruktur, die von mehr als einer Forschungsgruppe genutzt wird, um Doppelarbeit und Kosten zu vermeiden und gleichzeitig die Aufrüstbarkeit zu erhalten. Dies ist ein Schwerpunkt der SSUs, da ein Großteil der technologischen Infrastruktur von IST Austria intern verwaltet wird – eine Ausnahme von vielen Institutionen auf der ganzen Welt. Ein Vorteil dabei ist, dass hochspezialisiertes Know-how aufgebaut und im Laufe der Zeit erhalten bleibt, so dass Bedürfnisse in persönlichen Beziehungen mit Forschern schnell erfüllt werden können.

Derzeit beschäftigt IST Austria über 90 Mitarbeiter in acht SSUs, von denen sich fünf auf einen technologiebezogenen Aspekt der Grundlagenforschung konzentrieren:

• Bioimaging Facility
• Electron Microscopy Facility
• Miba Machine Shop
• Nanofabrication Facility
• Scientific Computing

Kryo-EM-Technologie: Die Welt auf atomarer Ebene abbilden

Mit drei neuen hochmodernen Kryo-Elektronen-Mikroskopen verfügt IST Austria über die größte und modernste Kryo-Elektronen-Mikroskopie, kurz Kryo-EM-Anlage, die derzeit in Österreich betrieben wird.

Kryo-EM dient der Untersuchung biologischer Proben wie z.B. Proteinen oder Viren in ihrem natürlichen Zustand und in atomnaher Auflösung. In der Strukturbiologie ist diese Technologie daher unverzichtbar geworden. Am IST Austria wird Kryo-EM insbesondere von den Forschungsgruppen der ProfessorInnen Carrie Bernecky, Leonid Sazanov und Florian Schur verwendet. Erste auf dem Einsatz der neuen Geräte beruhende Forschungsergebnisse aus der Gruppe von Leonid Sazanov wurden vor kurzem im Fachmagazin Nature veröffentlicht – eine Struktur- und Funktionsanalyse des Stoffwechselenzyms Transhydrogenase. Die Ergebnisse liefern wichtige Grundlagen für die Entwicklung von Behandlungsmöglichkeiten diverser Stoffwechselerkrankungen.

Optimierung der Fertigung durch 3D-Druck

In der Fertigungswelt ist die Herstellung von Schablonenformen oft komplex, kostspielig und zeitaufwändig. Kürzlich haben Forscher der Bickel-Gruppe am IST Austria ein Verfahren entwickelt, das in Zukunft eine Technik zur Verfügung stellen könnte, die es ermöglicht, diese Formen automatisch zu konstruieren und so Kosten und Produktionszeit deutlich zu senken.

Verbesserung der Behandlung von Autismus und Epilepsie durch modernste Neurowissenschaften

Während IST Austria weiter wächst und sich entwickelt, führt die Zusammenarbeit zwischen Forschern oft zu akademischen Spin-offs und Produkten von direktem Nutzen für die Gesellschaft. Ein Beispiel dafür ist die Entwicklung einer individualisierten Störungsdiagnostik für Erkrankungen wie Autismus und Epilepsie. Die IST-Professorin Gaia Novarino ist aktiv an einem Projekt beteiligt, das darauf abzielt, ihre laufenden wissenschaftlichen Forschungen – zur Vererbung von Neuroentwicklungsstörungen – in Produkte umzusetzen, die die Diagnose von Kindern mit Erkrankungen wie Autismus und Epilepsie verbessern können.

Die Entwicklung einer solchen individualisierten Diagnostik ist ein wichtiger Meilenstein in Richtung personalisierte Medizin.