From Research Hubs to Innovation Partners: The Hi-Acts Platform Model for Co-Creation and Societal Impact

Tief im Inneren massiver wissenschaftlicher Einrichtungen schießen riesige Maschinen namens Teilchenbeschleuniger Energiestrahlen mit unglaublichen Geschwindigkeiten ab. Während diese Maschinen primär dafür gebaut wurden, die tiefsten Fragen darüber zu beantworten, wie das Universum funktioniert, erzeugen sie auch leistungsstarke Werkzeuge und spezialisiertes Wissen, das alltägliche Probleme lösen könnte. Jahrzehntelang wurden diese Einrichtungen als Orte angesehen, an denen Wissenschaftler neue Dinge entdecken und diese Entdeckungen dann an Unternehmen übergeben, damit diese daraus Produkte entwickeln. Ein neuer Denkansatz legt jedoch nahe, dass der wahre Wert nicht nur darin liegt, eine fertige Erfindung zu übergeben, sondern Unternehmen dazu einzuladen, von Anfang an Seite an Seite mit Wissenschaftlern zusammenzuarbeiten. Die Herausforderung bestand bisher darin, dass diese leistungsstarken Maschinen oft hinter komplexer technischer Sprache verborgen sind und über verschiedene Standorte verteilt liegen, was es für Unternehmen schwierig macht, zu wissen, wie sie sie nutzen können.

Eine neue Initiative namens Hi-Acts verändert diese Dynamik, indem sie als Brücke zwischen diesen riesigen Forschungszentren und den Industrien fungiert, die deren Hilfe benötigen. Anstatt zu versuchen, neue, teure Maschinen zu bauen, koordinierte das Team hinter Hi-Acts fünf bestehende Beschleunigeranlagen in Deutschland, um gemeinsam als ein einzener, zugänglicher Partner zu agieren. Sie fanden heraus, dass sie durch die Organisation ihrer bestehenden Fähigkeiten rund um reale Probleme – wie etwa das Testen von Elektronik für die Raumfahrt oder die Verbesserung von Autobatterien – ein Niveau an Innovation freisetzen konnten, das zuvor unerreichbar war. Das Ergebnis ist ein Modell, bei dem Forschungszentren aufhören, distanzierte Lieferanten zu sein, und statecht zu aktiven Kollaborateuren werden, die helfen, dringende gesellschaftliche Herausforderungen zu lösen, ohne dabei ihren Fokus auf die Grundlagenforschung zu verlieren.

Die Geschichte von Hi-Acts beginnt mit einer einfachen Beobachtung: Die leistungsfähigsten Werkzeuge der Wissenschaft sind oft am schwersten zu finden. Große Teilchenbeschleuniger sind wie spezialisierte Bibliotheken der Leistungsfähigkeit, die einzigartiges Fachwissen in allem von Röntgenstrahlen bis hin zu schweren Ionen beherbergen. Lange Zeit war die Beziehung dieser Einrichtungen zur Außenwelt eine Einbahnstraße. Wissenschaftler machten eine Entdeckung, und ein Unternehmen nahm diese und versuchte herauszufinden, wie sie zu nutzen sei. Doch Innovation funktioniert oft auch umgekehrt. Unternehmen stehen vor spezifischen, schwierigen Problemen und benötigen die einzigartigen Kapazitäten dieser Beschleuniger, um sie zu lösen. Das Problem war, dass ein Unternehmen, das einen neuen Akku oder ein Satellitenteil testen wollte, ein Labyrinth aus verschiedenen Einrichtungen durchqueren musste, von denen jede eine andere technische Sprache sprach und nach ihrem eigenen Zeitplan arbeitete. Es war, als müsste ein Reisender fünf verschiedene Städte besuchen, um ein einziges Ticket zu kaufen, ohne dass ihm eine Karte zur Orientierung dient.

Um dies zu beheben, wurde die Hi-Acts-Plattform geschaffen, um fünf deutsche Beschleunigerzentren innerhalb der Helmholtz-Gemeinschaft zu koordinieren. Anstatt diese Einrichtungen zu einer einzigen riesigen Organisation zusammenzuführen oder ihre primären Forschungsziele zu ändern, fügte die Plattform eine Koordinationsebene hinzu, die sie leichter zugänglich macht. Das Team begann damit, zu kartieren, was jede Einrichtung tatsächlich leisten kann, und übersetzte deren technischen Jargon in ein gemeinsames Portfolio an Fähigkeiten. Anschließend organisierten sie diese Fähigkeiten rund um drei große Bereiche, in denen die Industrie Hilfe benötigt: Energie, Materialien und Medizin. Am wichtigsten war jedoch, dass sie einen einzigen Ansprechpartner einrichteten. Wenn ein Unternehmen nun ein Problem hat, muss es nicht wissen, welche Maschine oder welchen Wissenschaftler es anrufen muss. Es kontaktiert einfach die Plattform, beschreibt seine Herausforderung, und das Team bringt diesen Bedarf mit der richtigen Kombination von Fachwissen aus den verschiedenen Zentren in Einklang.

Dieser Ansatz wurde mit zwei großen Projekten getestet, die zeigen, wie das Modell in der Praxis funktioniert. Das erste Projekt betraf die Raumfahrtindustrie, in der Elektronik getestet werden muss, um sicherzustellen, dass sie der harten Strahlung im Weltraum standhält. Dieses Testen ist entscheidend für Satelliten und Navigationssysteme, aber die Einrichtungen, die dies leisten können, sind selten und verstreut, was zu langen Verzögerungen führt. Hi-Acts brachte zwei verschiedene Beschleunigerzentren zusammen, um einen koordinierten Service zu schaffen. Ein Zentrum bot Zugang zu seltenen, hochenergetischen Strahlen, die für Tiefentests benötigt werden, während das andere den routinemäßigen Zugang zu komplementären Arten von Strahlung ermöglichte. Durch die Kombination dieser Ressourcen und die Optimierung des Prozesses mit einem Roboterarm und standardisierten Testrahmen schuf das Team einen nahtlosen Service. Die Pilotphase zeigte, dass diese Koordination die Vorbereitungszeit um mehrere Arbeitstage verkürzte und die Nutzung der Strahlzeit um 10 bis 15 Prozent effizienter machte. Diese kleine Änderung half dabei, die Entwicklung zuverlässiger Weltraum-Elektronik zu beschleunigen, die für alles – von der Verfolgung von Meeresströmungen bis hin zur Überwachung der Entwaldung – essenziell ist.

Das zweite Beispiel konzentrierte sich auf die dringende Notwendigkeit besserer Batterien, um den Übergang zu grüner Energie zu unterstützen. Die Entwicklung sichererer und langlebigerer Batterien erfordert das Verständnis darüber, wie sie während des Gebrauchs degradieren, ein Prozess, der als Operando-Test bekannt ist. Zuvor konnten Wissenschaftler Batterien nur nach ihrem Ausfall untersuchen, was ein unvollständiges Bild lieferte. Hi-Acts verband ein Batterieunternehmen mit zwei Forschungszentren, die über die richtigen Werkzeuge verfügten, um eine Batterie in Echtzeit zu beobachten. Ein Zentrum entwarf einen speziellen Prüfstand, der verschiedene Arten von Batteriezellen halten konnte, während das andere Zugang zu einer leistungsstarken Röntgenmaschine bot, die in der Lage war, hochauflösende 3D-Bilder der Batterie während des Ladens und Entladens aufzunehmen. Durch die Integration dieser Fähigkeiten in einen einzigen Arbeitsablauf ermöglichte das Team den Industriepartnern, in eine Batterie während des Betriebs hineinzusehen. Dieser neue Service steigerte die Testgeschwindigkeit um mehr als 300 Prozent und senkte die Zeit für die Messung einer einzelnen Zelle auf etwa 20 Minuten. Dieser Durchbruch ermöglicht die schnelle Entwicklung von Batterien, die sicherer und effizienter sind, und unterstützt so den breiteren Wandel hin zu elektrischem Transport und erneuerbarer Energie.

Der Erfolg dieser Projekte zeigt eine klare Lektion: Der effektivste Weg, Wirkung zu erzielen, besteht nicht unbedingt darin, neue Infrastruktur zu bauen, sondern darin, das, was bereits existiert, besser zu vernetzen. Das Paper argumentiert, dass das traditionelle Modell des Technologietransfers, bei dem der Wissensfluss nur in eine Richtung verläuft, nicht ausreicht, um das volle Potenzial dieser Einrichtungen auszuschöpfen. Stattdessen demonstriert das Hi-Acts-Modell, dass Forschungszentren und Industrien, wenn sie von Anfang an als Partner zusammenarbeiten, Probleme schneller und effektiver lösen können. Die Plattform erfordert keine massiven neuen Budgets oder eine komplette Umgestaltung der Arbeitsweise dieser Einrichtungen. Sie erfordert lediglich einen Perspektivwechsel: die Betrachtung der Einrichtungen als Kompetenzzentren, die mit den realen Bedürfnissen in Einklang gebracht werden können.

Durch die Konzentration auf spezifische Herausforderungen wie Weltraum-Elektronik und Batterieleistung zeigte das Hi-Acts-Team, dass sie neue Wege für die Zusammenarbeit schaffen können, ohne die Kernforschungsmissionen der beteiligten Zentren zu verändern. Das Modell ist flexibel und übertragbar gestaltet, was bedeutet, dass andere Gruppen von Forschungseinrichtungen denselben Ansatz übernehmen könnten, um ihre eigene Verbindung zur Gesellschaft zu stärken. Die wichtigste Erkenntnis ist, dass der Wert dieser massiven wissenschaftlichen Instrumente nicht nur in den Daten liegt, die sie für Wissenschaftler produzieren, sondern darin, wie gut sie mit den Menschen und Industrien vernetzt werden können, die ihre Hilfe benötigen. Durch diese koordinierte Anstrengung wandeln sich die Einrichtungen von isolierten Forschungszentren zu aktiven Innovationspartnern und beweisen, dass der Weg zum gesellschaftlichen Nutzen oft in der Art und Weise liegt, wie wir uns entscheiden, zusammenzuarbeiten.