An der Technischen Universität Berlin arbeiten Roboter, Analysegeräte und Künstliche Intelligenz bereits wie ein eingespieltes Team – weitgehend ohne menschliche Hilfe. Im sogenannten KIWI Biolab plant, führt und bewertet ein vollautomatisiertes System Experimente mit Mikroorganismen selbstständig. Das Know-how soll künftig auch im neuen Forschungszentrum „Der Simulierte Mensch“ (Si-M) von TU Berlin und Charité zum Einsatz kommen.
„Mich hat schon immer interessiert, wie man neue biologische Prozesse möglichst schnell vom Labor in die Praxis bringen kann“, sagte Prof. Dr. Peter Neubauer, Leiter des Fachgebiets Bioverfahrenstechnik an der TU Berlin und Mitbegründer des KIWI Biolabs. Der Mikrobiologe und sein Team entwickeln Verfahren, mit denen Bakterien, Hefen oder Pilze in Bioreaktoren nicht nur optimal wachsen, sondern auch wertvolle Substanzen wie Proteine für die Pharmaindustrie produzieren.
Der Übergang vom kleinen Labormaßstab in den industriellen Maßstab sei jedoch schwierig, weil die Organismen sehr empfindlich auf Veränderungen ihrer Umgebung reagieren. Um die besten Bedingungen zu finden, erstellt das Team mathematische Modelle, die Wachstum, Substratverbrauch und andere Parameter beschreiben. Diese Modelle werden mit Robotern und Analysegeräten verknüpft.
In dem automatisierten Labor saugen Roboter zu festgelegten Zeitpunkten Proben aus den Bioreaktoren, transportieren sie zu Messgeräten und analysieren sie. Die Künstliche Intelligenz steuert den gesamten Prozess: Sie entscheidet, wann Proben genommen werden, hält Temperatur, pH-Wert und andere Parameter im optimalen Bereich, sorgt für maximale Ausbeute und bricht Experimente ab, wenn sie nicht erfolgversprechend verlaufen.
„Das alles ist für die Pharmaindustrie extrem interessant“, betonte Neubauer. Die Entwicklung eines neuen Medikaments koste im Schnitt 2,5 Milliarden US-Dollar und dauere zehn bis 15 Jahre. Jedes eingesparte Experiment und jeder gewonnene Tag helfe sowohl Patienten als auch Unternehmen.
Das KIWI Biolab gilt inzwischen als eines der weltweit führenden Labore für die automatisierte Entwicklung von Bioprozessen. Künftig will sich die Gruppe verstärkt mit Zellkulturen beschäftigen – ein Thema, das im neuen Forschungszentrum „Der Simulierte Mensch“ (Si-M) eine zentrale Rolle spielt. Das fünfstöckige Gebäude auf dem Campus Berlin-Wedding wird am 22. April 2026 eröffnet. Dort sollen Mediziner, Natur- und Ingenieurwissenschaftler der TU Berlin und der Charité eng zusammenarbeiten, um neue Therapien und Diagnoseverfahren zu entwickeln. Ein weiterer Schwerpunkt des Teams ist der Aufbau eines Daten-Marktplatzes für die Biotechnologie-Branche, der standardisierte und reproduzierbare Experimentaldaten bereitstellen soll.
„Roboter und KI werden künftig in vielen Laboren eine immer wichtigere Rolle spielen“, sagte Neubauer. Sein Team werde nur einen kleinen Teil der Mitarbeiter in das Si-M-Gebäude verlagern, die Kompetenzen aber vielen anderen Forschungsgruppen zur Verfügung stellen.
Das Forschungszentrum „Der Simulierte Mensch“ soll unter anderem Tierversuche durch Organoid-Technologien und Chips mit menschlichen Mini-Organen ersetzen und neue Einblicke in zelluläre Prozesse ermöglichen.
