Künstliche Intelligenz in der Medizin: Ländle rüstet Cyber Valley auf

Stuttgart/Tübingen. Im Dezember 2016 an den Start gegangen, hat sich das im Raum Stuttgart/Tübingen etablierte Cyber Valley der Künstlichen Intelligenz (KI) bereits als Magnet für die führenden KI-Forscher aus den verschiedensten Forschungsbereichen – darunter die Medizin – etabliert.

Baden-Württembergs Wissenschaftsministerin Theresia Bauer (Grüne) droht dem KI-Cluster sogar noch mehr zu: „Das Konzept unterstreicht den Anspruch, Europas Hotspot für KI-Spitzenforschung zu sein.“ Das Stuttgarter Kabinett hat nun den Weg frei gemacht für den Cyber-Valley-Campus – am Standort Tübingen sollen bis zu 180 Millionen Euro investiert werden.

Für die neue Unterbringung wurde ein gemeinsames Gesamtkonzept des Finanzministeriums und des Wissenschaftsministeriums beschlossen. Der in seinen ersten fünf Jahren des Bestehens enorm gewachsene Innovationscampus soll nach dem Konzept baulich um mehrere Gebäude erweitert werden.

„Als Herzstück der KI-Spitzenforschung in Baden-Württemberg soll der Campus im globalen Wettbewerb auch baulich den Anspruch unterstreichen, Hotspot für Spitzenforscherinnen und -forscher in Europa zu sein“, gibt Bauer die Marschrichtung vor.

Herzstück der KI-Strategie im Ländle

Der Innovationscampus Cyber Valley ist zentrales Element der KI-Strategie des Landes. In einer gemeinsamen Initiative von Wissenschaft, Wirtschaft und dem Land Baden-Württemberg entsteht seit 2016 im Raum Stuttgart/Tübingen ein international führender Forschungsstandort im Bereich der künstlichen Intelligenz, Maschinellen Lernens, Computer Vision und Robotik.

Das Cyber Valley sei mittlerweile eine der größten Forschungskooperationen Europas im KI-Sektor. Exzellente Grundlagenforschung werde mit interdisziplinärer und industrieller Forschung und einer lebhaften Gründerszene am Standort Tübingen zu einem Innovationsökosystem zusammengeführt, heißt es von Landesseite.

Cyber-physische Organzwillinge für das Medizinertraining

Pars pro toto für die medizintechnische Expertise im KI-Cluster steht der Biomedizin-Ingenieur und Cyber-Valley-Forschungsgruppenleiter Dr. Tian Qiu, der seit Juli 2019 die Nachwuchsgruppe „Biomedical Microsystems“ an der Universität Stuttgart leitet. Er plant ein eigenes Start-up – mit Organen, die mitdenken. Künstliche Harnblasen und Nieren sollen zum Standardwerkzeug für Chirurgen werden und deren Fingerfertigkeiten trainieren

In Zusammenarbeit mit der Urologie der Universitätsklinik Freiburg entwickelten die Forscher deshalb eine Reihe künstlicher Organe, darunter Niere, Harnblase, Prostata und das Modell eines Harntrakts. Chirurgen können damit Endoskopien im Blaseninneren üben oder Nierensteine aufspüren.

Die Hardware wird dabei durch eine Software flankiert. Während der Prozedur messen Sensoren an den Organmodellen etwa, wie exakt und schnell die Mediziner vorgehen.

Daten geben Auskunft über Performance der Trainierenden

Die Daten dienen als Feedback ihrer Arbeit – gleichzeitig können Forscher sie in einen KI-Algorithmus einspeisen und diese zum Beispiel darauf trainieren, die Performanz der Operation automatisch zu bewerten. Augmented Reality Surgical Simulator heißt dieser computergestützter Trainingsassistent für Chirurgen.

Nach jahrelanger Grundlagenforschung ist das Modell für Urologen startklar für die Serienanwendung. „Wenn Nachfrage besteht, können wir das System auf den Markt bringen“, erklärt Qiu. Die Massenproduktion sei jedoch keine Aufgabe einer akademischen Forschungsgruppe mehr. Dafür brauche es Industrie, so Qiu – und will ein entsprecehendes Start-up gründen.

Aber wie wird man vom Wissenschaftler zum Unternehmer? „Es genügt nicht, eine Idee zu haben und in Veröffentlichungen nachzuweisen, dass die Technologie funktioniert“, so Qiu. Gründen berge weit mehr Herausforderungen – und werfe Fragen auf, deren Beantwortung nicht Bestandteil eines Ingenieurstudiums sind: Woher die Finanzierung nehmen? Wer will investieren? Wo sich auf dem Markt positionieren? Wer soll kaufen? Was wollen die Kunden?

Qiu: „Wir glauben an unsere Technologie. Aber ist das auch wirklich die Technologie, die der Markt braucht?“

Expertise im Netzwerk hilft beim Gründen

Gleichgesinnte und Expertise auf unbekanntem Wirtschaftsterrain findet er im Cyber Valley Ökosystem. Dessen Start-up Netzwerk mit seinen regelmäßigen Veranstaltungen hilft, sein Vorhaben voranzutreiben, erläutert Qiu. Bei Symposien haben sich beispielsweise bestehende Start-ups vorgestellt und erzählt, was Erfolg verspricht – und was schiefging. Ebenso haben die Start-up Coaches des Instituts für Entrepreneurship und Innovationsforschung an der Universität Stuttgart von Professor Alexander Brem maßgeblich Unterstützung geleistet.

Die Max-Planck-Innovation GmbH, eine Organisation der Max-Planck-Gesellschaft, die den Transfer von Erfindungen in Unternehmensgründungen fördert, unterstützt Qiu und seine Partner bei der Beantragung von Fördermitteln des Bundesforschungsministeriums sowie bei der Patentierung und Lizenzierung. Das Team hat Patente in der Europäischen Union, den USA und China angemeldet – das sind die größten Märkte für Medizintechnikbranche.

Wissenschaftler an deutschen Universitäten und Forschungseinrichtungen setzen sich nicht zwangsläufig mit der Ausgründung ihrer Ideen auseinander, auch wenn ihre Forschung das eigentlich hergeben würde. Im Silicon Valley in den USA etwa oder in Israel sei die Gründungskultur ausgeprägter und weniger konservativ, sagt Qiu. Cyber Valley könnte das seiner Einschätzung nach ändern.