January 2020

1

Insights on Innovation, Q1 2020

TECHNOLOGIE VORAUSSCHAU 2020EMERGING TECHNOLOGY OUTLOOK 2020

27 emergente Technologiefelder werden 2020+ den Markt bestimmen. Das ist das Ergebnis einer Big Data Analyse des in Zug ansässigen Schweizer Investment Analytics Unternehmen ALPORA. Zu den zukunftsweisenden Technologien zählen neue Ansätze in der personalisierten Medizin, In-vit-ro-Lebensmittel und emissionsfreie synthetische Kraftstoffe. Sie können das Leben zahlreicher Men-schen weltweit verbessern und bieten innovations-freudigen Firmen bedeutendes Marktpotenzial.

27 Grosse Neuerungen

Was morgen relevant wird, daran wird schon seit gestern gearbeitet und zwar in den Labors und Ideen-schmieden der wissenschaftlichen Community. Daher lohnt sich ein analysierender Blick in deren Veröffentli-chungen, um sein eigenes Business optimal auf die Zu-kunft vorbereiten zu können. ALPORA hat genau das gemacht und mit Hilfe der Big Data Analytics Lösung NETCULATOR analysiert, welche Themen im Techno-logiebereich derzeit die grösste Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Gemeinschaft erhalten. Hierzu wurden 1.066 im Jahr 2019 veröffentlichte wissen-schaftliche Publikationen zum Thema neue Techno-logien ausgewertet. Herausgekommen sind dabei 27

27 emergent fields of technology will shape the market in 2020. This was the result of a big data analysis by the Swiss investment analytics company ALPORA, which is based in Zug, Switzerland. These trailblazing technologies include new approaches in personalized medicine, in-vitro foods, and emis-sions-free synthetic fuels. They will be able to im-prove the lives of numerous people worldwide and offer innovative companies significant market po-tential.

27 Next Big Things

The topics will be relevant tomorrow were already being developed yesterday – in the laboratories and idea factories of the scientific community. Hence, it is a prudent idea to critically analyze their publications in order to optimally prepare one’s own business for the future. ALPORA has done just that. With the aid of the big data analytics solution NETCULATOR, it has ana-lyzed which topics in the technology sector are current-ly receiving the greatest amount of attention from the scientific community. For this purpose, 1,066 scientific publications published in 2019 were evaluated, with the focus being on new technologies. 27 fields of tech-nology were identified. In particular, the topics of per-

January 2020

2

Individuelle Medizin wird immer wichtiger in der Zukunft.Personalized medicine will become more important in the future.

Technologiefelder. Besonders die Themen personali-sierte Medizin, In-Vitro-Food und emissionsfreie syn-thetische Kraftstoffe werden in den Publikationen in-tensiv diskutiert.

Personalisierte Medizin – Jedem das Seine

„Ja, wir sind alle Individuen!“, ruft das Volk im Chor, im Film „Das Leben des Brian“, und: „Ja, wir sind alle völlig verschieden!“. Nur einer ruft: „Ich nicht!“ – Er hat damit das Paradox der Blockbuster-Medizin be-schrieben: eine Pille, eine Therapie für alle „Indivi-duen“. Das Gegenteil davon ist die individualisierte/ personalisierte Medizin. Sie trägt der Tatsache Rech-nung, dass jede Krankheit von unzähligen individuel-len Faktoren abhängt, erfasst die biologischen und Le-bensstilfaktoren des Einzelnen und leitet hieraus den Weg zu möglichst massgeschneiderten Therapien ab. Die Idee ist zwar nicht neu – Ärzte berücksichtigen in aller Regel ohnehin persönliche Gegebenheiten ihrer Patienten wie Geschlecht, Gewicht, Beruf oder Kin-derwunsch. Neu sind die Möglichkeiten der modernen Diagnostik, Biomarker von Patienten zu erfassen und daraus Schlüsse auf die Entstehung der Krankheit und die Wirksamkeit bestimmter Therapien zu ziehen. Ein Biomarker ist ein biologisches Merkmal, das im Blut oder in Gewebeproben gemessen und ausgewertet werden kann, zum Beispiel Blutdruck, Körpertempe-ratur, Cholesterinwert bis hin zu Veränderungen im Erbgut.

Unverzichtbares Werkzeug der personalisierten Medizin sind Biochips, deren Entwicklung starken Aufschwung nahm, als sich zu Beginn des Jahrtau-sends der erfolgreiche Abschluss des Humangenom-projektes abzeichnete. Biochips sind etwa centgrosse Träger aus Glas oder anderen Materialien, auf denen zehntausende Biomoleküle in hoher Anzahl und Dich-te in definierter Mikroanordnung („Microarray“) fixiert sind. Biochips werden meist nach den Substanzen un-terteilt, die im Test untersucht werden: Bei DNA-Chips werden DNA- und RNA-Fragmente nachgewiesen, bei Protein-Chips bestimmte Proteine. Die Chiptechno-logie ermöglicht die Verknüpfung von Daten aus der

sonalized medicine, in-vitro food, and emissions-free synthetic fuels are being discussed intensively in the media.

Personalized Medicine – To Each His Own

“Yes, we are all individuals!” chorused the people in the film “The Life of Brian”, and: “Yes, we are all differ-ent!”. Only one person says: “I’m not.” – And in doing so, he describes the paradox of blockbuster medicine: one pill, one therapy for all “individuals”. The opposite of this is individualized/personalized medicine. It takes into consideration the fact that every illness depends on innumerable individual factors, includes the biolog-ical and lifestyle factors of each individual, and uses this to determine the path towards therapy that is as tailor-made as possible. Although the idea is not new – doctors generally already take into account the per-sonal circumstances of their patients such as gender, weight, occupation, or desire to have children. What’s new are the possibilities modern diagnostics offer for identifying patient bio-markers, which are then used to draw conclusions regarding the origins of the disease and the effectiveness of certain therapies. A bio-mark-er is a biological characteristic that can be measured or assessed in the blood or in tissue samples, such as blood pressure, body temperature, cholesterol values, or even aspects such as changes in genetic material.

Indispensable tools of personalized medicine in-clude bio-chips, whose development received a huge boost when the Human Genome Project was success-fully completed at the beginning of the century. Bio-chips are approximately coin-sized pieces of substrate made of glass or other materials, on which tens of thou-sands of biomolecules are fixed in place in a defined mi-cro-arrangement (“microarray”) at high quantities and

January 2020

3

FLEISCH AUS DEM LABOR MIT IN-VITRO.LABORATORY MEAT THROUGH IN-VITRO.

Genom- und der Proteinanalyse.

Eine neuere Generation von Chips sind die so ge-nannten Organs-on-a-chip. Es gibt bereits durchblu-tete Mini-Gehirne, -Herzen, -Nerven, -Nieren sowie auch Multi-Organchips. Mit Hilfe dieser Systeme las-sen sich nicht nur Wirkstoffe testen, sondern auch die Folgen bestimmter Krankheiten oder sogar Lebenssti-le simulieren. Die nächste Stufe ist der Human-on-a-Chip / Body-on-a-Chip – ein künstlicher Mini-Mensch oder sogar ein individueller Patientenchip, ein Double des menschlichen Organismus. Hier werden alle Or-gane eines Menschen auf einem Chip zusammenge-fasst, um zu prüfen, ob ein Medikament dem Patienten hilft und welche Auswirkungen es auf ihn hat. Bis jetzt klingt das noch nach Zukunftsmusik. Doch mehrere Start-ups arbeiten bereits daran, darunter:

TissUse GmbH, www.tissuse.comWyss Institute, www.wyss.harvard.eduEmulate, Boston, www.emulatebio.comMimetas, Leiden, www.mimetas.com

In-vitro-Lebensmittel – ziemlich echtes Fleisch

Das In-vitro-Lebensmittel Nummer eins ist Fleisch (IVF, clean meat, Laborfleisch, Kulturfleisch, Kunst-fleisch, safe meat, clean meat, tissue-engineered meat). Es entsteht im Labor, indem Stammzellen aus Embryos oder Muskelstammzellen aus dem Gewebe eines lebenden Tieres in einer Nährlösung vermehrt werden, die aus Zucker, Aminosäuren, Mineralien

densities. Bio-chips are usually categorized according to the substances that are examined in the test: With DNA chips, DNA and RNA fragments are detected, and protein chips are used for particular proteins. The chip technology allows data from the genome and protein analyses to be linked.

A new generation of chips is called organs-on-a-chip. Mini brains, hearts, nerves, and kidneys with blood circulating in them already exist, as well as multi-organ chips. These systems not only allow active ingredients to be tested, but also allow the consequences of cer-tain illnesses or even lifestyles to be simulated. The next stage is the human-on-a-chip/body-on-a-chip – an artificial mini-human or even an individual patient chip, a clone of the human body. In this case, all of a person’s organs are consolidated on one chip in or-der to investigate whether a particular medicine will help the patient, and what effects it will have on him. So far, it all still sounds like visions of the future. But several start-ups are already working on it, including

TissUse GmbH, www.tissuse.comWyss Institute, www.wyss.harvard.eduEmulate, Boston, www.emulatebio.comMimetas, Leiden, www.mimetas.com

In-vitro Food – Meat That’s Quite Real

The in-vitro food of choice is meat (IV F, clean meat, lab meat, grown meat, artificial meat, safe meat, clean meat, tissue-engineered meat). It is grown in a labora-

January 2020

4

GIVING UP MEAT - MADE EASY.

FLEISCHVERZICHT - LEICHT GEMACHT.

und fötalem Kälberserum besteht. Das Laborfleisch ist nicht zu verwechseln mit Fleischersatzprodukten aus Soja, wie Veggie-Burger oder –schnitzel, und auch nicht mit Insektenbratlingen, bestehend aus Mehlwür-mern und anderen, zumindest in Europa gewöhnungs-bedürftigen Proteinlieferanten.

Weshalb In-vitro-Fleisch? Weil die weltweite Fleisch-produktion stark zugenommen hat, Tendenz steigend, und mit ihr alle damit zusammenhängenden Probleme wie Landverbrauch, Grundwasserbelastung durch Gül-le bzw. Nitrat, Entstehung von Treibhausgasen. Seit 1965 hat sich die Produktion von damals 84 Millionen Tonnen auf 335 Millionen fast vervierfacht1. „Ohne Veränderungen unserer Essgewohnheiten, das heisst vor allem einen deutlich geringeren Fleischkonsum, wird es äusserst schwierig, unsere Umwelt und unser Klima wirksam zu schützen“, schreibt das Umweltbun-desamt auf seiner Homepage. Hinzu kommen ethische Probleme insbesondere der Massentierhaltung, und letztendlich gilt das tägliche Schnitzel oder Wurstbrot nicht gerade als gesunde Form der Ernährung. Da kaum zu erwarten ist, dass die Mehrheit der Bevölkerung zu Vegetariern wird, könnte das Laborfleisch eine umwelt- und tierfreundliche und sogar gesunde Lösung sein: Die Idee ist, das Designfleisch mit geringerem Fettan-teil und mit zusätzlichen Nährstoffen – Vitamine, Ome-ga-3-Fettsäuren – zu produzieren.

1 www.weltagrarbericht.de/aktuelles/nachrichten/news/de/33467.html

tory by multiplying stem cells from embryos or muscle stem cells from the tissue of a living animal in a nu-trient solution consisting of sugar, amino acids, min-erals, and fetal bovine serum. Laboratory meat is not to be confused with meat replacement products made of soy, such as veggie burgers or schnitzel, nor with insect patties made of meal-worms and other sources of protein that take some getting used to – at least in Europe.

Why in-vitro meat? Because worldwide meat pro-duction has increased tremendously, and is expected to continue to, along with all its associated problems such as land use, groundwater pollution due to liquid manure/nitrates, and the generation of greenhouse gases. Since 1965, the production of what was 84 mil-lion metric tons back then has almost quadrupled to a current 335 million1. “Without changes to our eating habits, in particular, significantly reduced meat con-sumption, it will become extremely difficult to effec-tively protect our environment and our climate”, writes the Federal Environment Agency on its website. This is accompanied by ethical problems, in particular regard-ing industrial livestock farming, and a daily schnitzel or sausage sandwich is also not exactly what one would consider healthy eating habits. Because it is highly im-probable that the majority of the population will be-come vegetarians, lab-grown meat could become an environmentally and animal-friendly and even healthy solution: The idea is to produce the designer meat with a lower fat content and with additional nutrients, such as vitamins and omega 3 fatty acids.

1 www.weltagrarbericht.de/aktuelles/nachrichten/news/de/33467.html

January 2020

5

Fleischverzicht ohne auf Fleisch zu verzichten, da-ran arbeiten seit Ende des vergangenen Jahrhunderts zahlreiche Forschungsteams, darunter:

Mosa Meat, www.mosameat.comMemphis Meats, www.memphismeats.comGood Food Institute, www.gfi.orgModern Meadow, www.modernmeadow.comNew Harvest, www.new-harvest.orgShojinmeat Project, www.shojinmeat.comFuture Meat, www.futuremeat.org.

Emissionsfreie synthetische Kraftstoffe

Einige der zukunftsweisenden Technologien ent-stehen gerade jetzt, weil sie irgendwas mit Klima zu tun haben beziehungsweise mit dessen Rettung. Noch besser: Sie versprechen Absolution von all unseren Klimasünden ohne Verzicht zu predigen. So ist es beim Thema Wasserstofftechnologie und E-Autos (sie-he Insights Dec. 2019), ebenso beim In-vitro-Fleisch und auch beim Technologiefeld 26, Zero Emission Fu-els, synthetischen emissionsfreien Kraftstoffen, auch eFuels genannt – e für erneuerbar. Der künstlich er-zeugte Sprit kann einen Beitrag zur Verkehrswende leisten, denn um die Klimaziele zu erreichen, müssen die CO₂-Emissionen des Verkehrs in den nächsten vier Jahrzehnten weltweit um 50 Prozent gesenkt werden, in den Industriestaaten um mindestens 85 Prozent.

Synthetische Kraftstoffe, im Gegensatz zu her-kömmlichem, fossilem Benzin, Diesel, Gas oder Ke-

Giving up meat without having to give up meat – nu-merous teams of researchers have been working on this since the end of the last century, including:

Mosa Meat, www.mosameat.comMemphis Meats, www.memphismeats.comGood Food Institute, www.gfi.orgModern Meadow, www.modernmeadow.comNew Harvest, www.new-harvest.orgShojinmeat Project, www.shojinmeat.comFuture Meat, www.futuremeat.org.

Emissions-Free Synthetic Fuels

Some of the most groundbreaking technologies are only emerging now because they are related to the cli-mate, or more specifically, to saving it. Even better: They promise to absolve us from all our climate sins without preaching abstinence. Such fields include hydrogen technology and electric cars (see Insights Dec. 2019), as well as in-vitro meat and field of technology no. 26, zero-emission fuels, synthetic emissions-free fuels, also called e Fuels. Synthetically manufactured gasoline can contribute to the transportation transition, because in order to achieve climate goals, the CO₂ emissions of means of transportation will need to be reduced by 50 percent worldwide over the next four decades, and by at least 85 percent in industrial nations.

Synthetic fuels, unlike conventional, fossil-derived gasoline, diesel, gas, or jet fuel, are practically avail-

SYNTHETIC BIOMASS FU-ELS - FROM STRAW OR WOOD.

SYNTHETISCHE BIOKRAFT-STOFFE AUS STROH ODER HOLZ.

January 2020

6

rosin, sind quasi unbegrenzt verfügbar, verbrennen emissionsfrei, sind bezahlbar, klimaneutral hergestellt. Zudem können sie ganz normal getankt werden von konventionellen Autos mit Verbrennungsmotor, auch von LKWs, Schiffen und Flugzeugen. Sie unterschei-den sich in ihren chemischen Strukturen und Grund-eigenschaften nicht von herkömmlichem Diesel oder Benzin aus Erdöl. Eine Sonderform der synthetischen Kraftstoffe sind synthetische Biokraftstoffe, herge-stellt aus Biomasse – Stroh, Holzabfälle, nachwach-sende Rohstoffe. Derzeit wird die nächste Generation synthetischer Kraftstoffe entwickelt. Sie benötigt kei-ne Biomasse mehr, somit entfällt das Dilemma „Tank oder Teller“. Der für die Spritproduktion benötigte Kohlenstoff stammt allein aus dem Kohlendioxid der Luft, mit regenerativ hergestelltem Wasserstoff als zweiten Ausgangsstoff. Das Haupt-Gegenargument: Die Produktion benötigt noch mehr Energie als bei den schon sehr energiehungrigen Biokraftstoffen der Vorgängergenerationen.

Mit den Chancen und Herausforderungen synthe-tischer Kraftstoffe beschäftigen sich unter anderem

Ineratec GmbH, www.ineratec.deMahle GmbH, Stuttgart, www. mahle.comSunfire GmbH, Dresden, www.sunfire.deKarlsruher KIT, www.kit.eduToolfuel, Hamburg, www.toolfuel.eu

able in unlimited quantity, combust without resulting in any emissions, are affordable, and manufactured in a climate-neutral manner. Furthermore, they can also be filled into vehicle tanks in the usual manner by con-ventional cars with combustion engines, as well as by trucks, ships, and airplanes. Their chemical structures and basic properties do not differ from conventional diesel or gasoline from crude oil. A special form of syn-thetic fuels are synthetic bio-fuels manufactured from biomass – straw, scrap wood, and renewable resources. The next generation of synthetic fuels is currently be-ing developed. It no longer requires any biomass, which resolves the dilemma of “fuel or food”. The carbon re-quired for fuel production comes entirely from the car-bon dioxide in the air, with renew-ably manufactured hydrogen as the second raw material. The main objec-tion to this: Production requires even more energy than what are already highly energy-hungry bio-fuels of the preceding generation.

Among those grappling with the opportunities and challenges of synthetic fuels are

Ineratec GmbH, www.ineratec.deMahle GmbH, Stuttgart, www. mahle.comSunfire GmbH, Dresden, www.sunfire.deKarlsruher KIT, www.kit.eduToolfuel, Hamburg, www.toolfuel.eu

January 2020

7

Emerging Technologies 2020No. Field of

TechnologyBeschreibung Description

1Next-Gen-

eration Genomics

Neueste Entwicklungen in der Verfahrens-technik der Genetik ermöglichen eine viel schnellere Sequenzierung der DNA. Dies führt zu neuen Anwendungsfeldern in der Human-medizin, wie z.B. kostengünstigere Diagnostik von Erbkrankheiten.

The latest developments in genetic process technologies enable a much more rapid sequencing of DNA. This leads to new fields of application in human medicine, such as low-er-cost diagnostics for hereditary diseases.

2Clean

Mobility Technologies

Autonome Systeme verknüpfen Dienstleis-tungen wie der interoperablen Ladung von autonomen Fahrzeugen. Konnektivität und Automatisierung führen mittels intelligen-te Mobilitätsinnovationen zu einer bessere Luftqualität oder Vermeidung von Staus. Dies verringert die Auswirkung der weltweiten Treibhausgase.

Autonomous systems link services, e.g. the inter-operable charging of autonomous vehi-cles. Through intelligent mobility innovations, connectivity and automation lead to better air quality or the avoidance of traffic jams. This reduces the impact of greenhouse gases worldwide.

33D Printing

& Smart Materials

Intelligente Werkstoffe reagieren mit der Um-gebung. Mittels neuesten Verfahrenstechno-logien, wie 3D- oder 4D-Druck einwirken. Es werden neuartige Anwendungsbereiche im Bau und in der industriellen Fertigung ermög-licht.

Intelligent materials react to the environment. Via the latest process technologies, such as 3D or 4D printing, materials components can independently react to environmental changes. Novel application areas in construc-tion and industrial manufacturing are made possible.

4 Personalized Medicine

Unter Berücksichtigung der molekularbiolo-gischen Ausprägung eines Patienten, können individuelle Behandlungsmethode eingesetzt werden. Diagnostische Analysen können ziel-gerichtet die Wirkstoffmenge von Medikamen-ten bestimmen.

By taking into account a patient‘s unique mo-lecular biology aspects, individual treatment methods can be employed. Diagnostic anal-yses can be used to determine the quantity of active substances in drugs in a targeted manner.

5Edge

Artificial Intelligence

Mit „Edge AI“ werden Endgeräte und Senso-ren mit künstlicher Intelligenz ausgestattet. Deren Daten werden, im Gegensatz zum Cloud Computing, dezentral verarbeitet. Die einzelnen Geräte sind auf keine stabile Netz-verbindung angewiesen und können autonom „an Ort und Stelle“ agieren.

With „Edge AI“, end devices and sensors are equipped with artificial intelligence. Unlike with cloud computing, their data is processed in a decentralized fashion. The individual de-vices are not dependent on a stable network connection and can operate autonomously on site.

6 E-Learning Technologies

KI unterstütze Lernprogramme können das Lernen personalisieren, um Module anzu-bieten, die den individuellen Lernfortschritt erfassen und auswerten. Dies betrifft z. B. den Bereich der Mitarbeiterweiter.

AI-supported learning programs can person-alize learning in order to offer modules that record and evaluate individual learning prog-ress. This is relevant to e.g. further education for company employees or the education system.

7 4.0 Data Mining

Zunehmend effizientere Entdeckungsalgorith-men synchronisieren unstrukturierte Massen-daten, „Big Data“, und Metadaten. Hierbei werden nicht nur einheitliche Datensätze verwendet, sondern mehrere Echtzeitdaten, wie Bilderkennung oder Sensorik, miteinander verknüpft und ausgewertet.

Increasingly efficient discovery algorithms synchronize unstructured mass data („big data“) and meta-data. In this case, it is not only discrete datasets that are used, but mul-tiple sources of real-time data, such as image recognition or sensor technology, which are linked together and evaluated.

January 2020

8

Emerging Technologies 2020No. Field of

TechnologyBeschreibung Description

8

Self-Gen-erating

Renewable Resources

Mikrobiologische Zellen werden genutzt, um Strom zu erzeugen, Wasser zu reinigen oder andere Aufgaben zu übernehmen. Sie sind selbsterzeugend und steuerbar.

Microbiological cells are used to generate electricity, purify water, or perform other tasks. They are self-generating and can be controlled.

9 Legal Tech

Legal Tech sind Software-Produkte, die zu effizienteren Rechtsdienstleistungen führen. Wiederkehrende juristische Prozesse oder Abläufe können vereinfacht oder gar automa-tisiert werden.

Legal tech refers to software products that lead to more efficient legal services. Recurring legal processes or workflows can be simplified or even automated.

10 Social Data Engineering

Innerhalb Social Media Plattformen kommen zunehmend Analysetools zum Einsatz, die sozialpsychologische Erkenntnisse in Echtzeit erfassen. Dies kann für Marketingzwecke oder Marktforschungen verwendet werden.

Within social media platforms, analysis tools are increasingly being used that record so-cio-psychological findings in real time. This is significant for marketing purposes or market research.

11 In Vitro Food

„In Vitro“ bezeichnet eine Form der Gewebe-züchtung. Gezüchtete Zellkulturen können zu neuen Lösungen in der Nahrungsproduktion führen. Aktueller Trend ist das künstliche Fleisch, „in-vitro-meat“.

In-vitro describes a form of tissue culture. Farmed cell cultures could lead to new solu-tions for food production. Current trend: In-vitro meat

12

Block-chain & Cyber Security

Technologies

Pragmatische Lösungen der Blockchain-Tech-nologie werden zunehmend für Unternehmen attraktiv. Das kryptografische Verfahren der Transaktionsdaten ermöglichen neue Anwen-dungsbereiche mit hohem Datenschutzvorga-ben, wie bei dem Gesundheitswesen oder der Versicherungsbranche.

Pragmatic solutions utilizing block-chain tech-nology are becoming increasingly attractive for companies. Cryptographic procedures for transaction data open up new areas of appli-cation with stringent data protection require-ments, such as in healthcare or the insurance sector.

13Tele-

medicine Technologies

Die Telemedizin wird in den kommenden Jah-ren Ärzten und Patienten digital verbinden. Mittels Telekommunikation und Feindiagnostik können Sie räumlich unabhängig agieren.

Telemedicine will digitally connect doctors and patients in the coming years. Via tele-communication and remote diagnosis, the relevant services can be rendered regardless of location.

14

Technology based

Venture Approaches

Unternehmen benötigen in einer volatilen und schnelllebigen Technologieumgebung, innova-tive Arbeitsweisen und Organisationsformen. Zunehmend werden Firmen nur überleben, die eine technologische Kompetenz mit Produkt-innovationen kombinieren.

In a volatile and fast-paced technological environment, companies require innovative working methods and organizational formats. Increasingly, only companies that combine technological competency with product inno-vations will be able to survive.

15Autono-

mous Care Technologies

Aufgrund des demografischen Wandels werden immer weitere technische Hilfsmittel in der Altenpflege Anwendung finden. Ange-fangen von Smart Home Applikation bis hin zu Pflegerobotern.

Due to demographic change, additional tech-nical aids will be employed for the care of the elderly, ranging from smart home applications to nursing robots.

16

Micro- & Nano

Computer Tomography

Hochauflösende Computertomografien kön-nen dreidimensionale Innenansichten fragiler Knochenstrukturen erstellen. Die CT´s ermög-lichen erstmals Untersuchung feinster Struk-turen im Nanometerbereich. Neue Nanometer-grafieverfahren können sowohl in der Medizin als auch in der Fertigungsindustrie eingesetzt werden.

High-resolution computer tomography can generate three-dimensional internal views of fragile bone structures. For the first time, the CT make it possible to examine extremely fine structures in the nanometer range. New nanometergraphy techniques can be utilized both in medicine as well as in the manufactur-ing industry.

January 2020

9

Emerging Technologies 2020No. Field of

TechnologyBeschreibung Description

17Perva-

sive Data Analytics

In Zusammenhang mit IoT werden immer mehr Mikroprozessoren in alltägliche Objekte implementiert. Diese können überall und all-gegenwärtig miteinander kommunizieren und eine Datenanalyse in Echtzeit von verschieden Quellen ermöglichen.

In the context of IoT, an increasing number of microprocessors are being implemented in day-to-day objects. These can communicate with each other everywhere and ubiquitously, as well as enable data analysis in real time from various sources.

18 4D Streaming

Verschiedene Applikationen werden in Zu-kunft die Raum- und Zeitgegebenheiten eines Ortes beim Wiedergeben von audiovisuellen Inhalten berücksichtigen können. Innovative Medienformate in Verbindung mit VR & AR werden ein neuartiges Streamingerlebnis er-schaffen.

In future, various applications will be able to take into account the spatial and chronologi-cal circumstances of a location when playing back audiovisual content. Innovative media formats in conjunction with VR & AR will cre-ate an entirely new streaming experience.

19 Smart Envi-ronment

Dies betrifft die gesamte Konnektivität von intelligenten Häusern und Städten bis hin zum intelligentem Bau. Beispielsweise verbaut die Baubranche neuste „Smart Devices“ in Form von Tags, Sensoren und Controllern in unter-schiedlichen Formfaktoren, die von Nano- über Mikro- bis hin zur Makrogröße reichen.

This pertains to aspects ranging from the overall connectivity of intelligent houses and cities to intelligent construction. For example, the construction industry is installing the lat-est smart devices in the form of tags, sensors, and controllers in a wide range of form factors ranging from nano and micro to macro sizes.

20 Nanobiology

Die interdisziplinäre Technologieform, aus Nano- und Biotechnologie, nutzt biobasierte Nanostrukturen, um leistungsfähigere Produk-te und Prozesse für die industrielle Anwen-dung zu entwickeln. Beispielhaft zu nennen sind, Autolacke, Hochleistungsstoffe oder Datenspeicher.

This interdisciplinary form of technology combining nano- and biotechnology utilizes bio-based nanostructures in order to develop more powerful products and processes for industrial applications, including car paints, high-performance materials, or data storage solutions.

21Open

Government 2.0

Regierungen und Institutionen stellen soge-nannte „Open Data“, Datensätze und Metada-ten, zur Verfügung stellen. Der offene Zugang zu Informationen und Wissen schafft neue Anwendungsfelder für Infrastrukturlösungen und Analysetätigkeiten.

Governments and institutions provide „open data“, i.e. datasets and meta-data. The public access to information and knowledge creates new fields of application for infrastructure solutions and analysis activities.

22Predictive Innovation

Approaches

Die Auswertung historischer und aktueller Daten macht möglich, dass Vorhersagemodell für künftige Wahrscheinlichkeiten errechnet werden. Zunehmend nutzen KMU´s Tools, um Geschäftsvorhaben vorausschauend zu ana-lysieren.

The evaluation of historical and current data makes it possible to calculate predictive mod-els for future probabilities. Increasingly, SMEs are using tools to analyze business plans in a forward-thinking manner.

23Sustain-

able Energy Technologies

Mit Hilfe von innovativen Verfahrenstechniken werden am Kraftwerk bei dem Ausstoß von CO₂ dessen Abscheidung und -Speicherung vorgenommen. Die CO₂ Absorption und Spal-tung erhöht die Energieeffizienz und trägt zur Emmissionsreduktion bei.

With the aid of innovative process technol-ogies, CO₂ is separated and captured at the power plant, right where it is generated. The CO₂ absorption and separation increases energy efficiency and contributes to reducing emissions.

January 2020

10

Emerging Technologies 2020No. Field of

TechnologyBeschreibung Description

24Sustainable Agriculture

Technologies

Mit neuen Bewässerungsanlagen und -Techni-ken sowie automatisierten Monitorsystemen, werden Agrarprodukte in Zukunft digitaler und nachhaltiger produziert. Beispielhaft sind neue Anbautechnologie, sodass langfristig auf klimaschädliche Soja (Protein) Importe ver-zichtet werden kann.

With new irrigation systems and technologies as well as automated monitoring systems, ag-ricultural products will be produced in a more digitalized and sustainable manner in the future. Examples include new farming technol-ogies that which allow countries to do without any climate-damaging soy (protein) imports over the long term.

25Automated Laboratory

Hochtechnologie-Labore werden bei der Diag-nostik und Analyse immer tiefer greifende und leistungsfähigere Komponenten miteinander vernetzen. Roboterunterstütze System können Laboranwendungen automatisieren. Mit Hilfe von VR & AR lassen sich Verfahrenstechniken weiterentwickeln und noch effizienter gestal-ten.

High-tech laboratories will network increasing-ly more powerful components with each other for diagnostics and analysis. Robot-supported systems can automate laboratory applications. With the aid of VR & AR, process technolo-gies can be further developed and made even more efficient.

26 Zero Emis-sion Fuels

Null-Emissions-Kraftstoffe setzen bei der Ver-brennung oder Nutzung keinerlei Schadstoffe oder Abfallprodukte frei. Es wird an etlichen Lösungen geforscht. Synthetische Kraftstoffe, z.B. via Elektrizität, H₂ oder CO₂, könnten dann die Erdöl-basierten Kraftstoffe ersetzen.

Zero emission fuels do not generate any pollutants or waste products when burned or utilized. Synthetic fuels, e.g. via electricity, H₂ or CO₂, can then replace the fuels derived from crude oil.

27 Infranetics

Das Wort Infranetics setzt sich aus Infra-struktur und Kybernetik zusammen und ist ein junges Forschungsfeld. Interdependente, smarte und kritische Infrastrukturelemente werden miteinander verknüpft. Für das Risiko-management bei Naturkatastrophen können holistische Lösungen entwickelt werden.

The word infranetics is a portmanteau of infrastructure and cybernetics and is a young field of research. Interdependent, smart, and critical infrastructure elements are linked to each other. For risk management in the event of natural disasters, holistic solutions can be developed.

January 2020

11

NETCULATOR

Personalized medicine, in-vitro meat, and zero-emis-sion fuels – these are just 3 of the 27 emerging technol-ogies that NETCULATOR has brought to light and visu-alized. Diagram 1 shows the results of the analysis. Each point corresponds to one scientific publication. Publi-cations with similar content are located close to each other and shown in the same color. For more about the methodology, please refer to the Method chapter.

Brief introductions

Almost everyone will be affected by the emergent technologies in some way or other. However, not ev-eryone knows what legal tech or infranetics is. Hence, all fields of technology are described briefly in the fol-lowing.

Method

As an initial basis, ALPORA identified all scientific publications worldwide that dealt with new technolo-gies and radical innovations in the year 2019.

The resulting 1,066 scientific publications were eval-uated using the big data analytics solution NETCULA-TOR. NETCULATOR uses the latest machine learning algorithms to quantitatively calculate bibliographical and lexical similarities between the publications. The results show which topic areas („research fronts“) are currently the focus of scientists worldwide when it comes to new technologies. The resulting 27 research fronts were then analyzed in detail. The analysis con-sidered both individual publications as well as individu-al scientists and research institutions.

NETCULATOR

Personalisierte Medizin, In-vitro-Fleisch und Zero Emission Fuels – das sind nur 3 der 27 emergenten Technologien, die der NETCULATOR ans Licht ge-bracht und visualisiert hat. In der Grafik 1 sind die Ergebnisse der Analyse dargestellt. Jeder Punkt ent-spricht einer wissenschaftlichen Publikation. Inhaltlich ähnliche Publikationen liegen nahe beieinander und sind in gleicher Farbe dargestellt. Mehr zur Methodik findet sich im Kapitel Methode.

Worum geht es?

Fast alle Menschen werden auf die eine oder andere Weise von den emergenten Technologie betroffen sein. Nicht alle können sich aber unter Legal Tech oder In-franetics etwas vorstellen. Daher folgt hier eine Kurz-beschreibung aller Technologiefelder.

Methode

Als Ausgangsbasis hat ALPORA alle wissenschaft-lichen Publikationen identifiziert, die sich im Jahr 2019 weltweit mit neuen Technologien und radikalen Innova-tionen beschäftigt haben.

Die resultierenden 1.066 wissenschaftlichen Publi-kationen wurden mittels der Big Data Analytics Lösung NETCULATOR ausgewertet. NETCULATOR nutzt neueste Maschine Learning Algorithmen, um biblio-grafische und lexikalische Ähnlichkeiten zwischen den Publikationen quantitativ zu berechnen. Das Ergebnis zeigt, welche Themenbereiche (Forschungsfronten) derzeit im Fokus der weltweiten Wissenschaft stehen, wenn es um neue Technologien geht. Die resultieren-den 27 Forschungsfronten wurden zusätzlich im Detail analysiert. Dabei spielten sowohl die Einzelpublikatio-nen als auch die einzelnen Wissenschaftler und For-schungsinstitutionen eine Rolle.

BIG DATA ANALYSES WITH THE NETCULATOR SOLU-TION.

BIG DATA ANALYSEN MIT DEM NETCULATOR.

January 2020

12

Categorization In The Invest In Innovation Cycle

The Swiss company ALPORA AG focuses on mak-ing the topic of innovation accessible to investors. For this purpose, ALPORA has developed the Invest in In-novation Cycle. Based on established models for cat-egorizing new technologies (e.g. conventional S-curve concepts), the ALPORA Invest in Innovation Cycle eval-uates the maturity of technologies from the perspec-tive of investment shares („sense of investment“). For this purpose, three typical phases are assessed:

Gambling Zone: high risks from an investment perspective, as business models and market demand for the new technologies have not yet been estab-lished. An investment in these technologies is highly speculative in this phase.

Boom Zone: New technologies assert themselves on the market in the form of innovative products, ser-vices, or processes and generate significant advantag-es for the technology providers.

Stagnation Zone: The technologies gradually be-come the standard. Competition grows – also in light of expiring patents.

Einordnung in den Invest in Innovation Cycle

Die Schweizer ALPORA AG fokussiert darauf, das Thema Innovation für Investoren zugänglich zu ma-chen. Zu diesem Zweck hat ALPORA den Invest in Innovation Cycle entwickelt. Angelehnt an etablier-te Modelle zur Einordnung von neuen Technologien (z.B. gängige S-Kurven-Konzepte) bewertet der AL-PORA Invest in Innovation Cycle den Reifegrad von Technologien aus einer Aktieninvestmentperspektive („Sense of Investment“). Dabei werden drei typische Phasen betrachtet:

Gambling Zone: hohe Risiken aus Investment-perspektive, da Geschäftsmodelle und Marktnach-frage für die neuen Technologien noch nicht geklärt sind. Ein Investment in diese Technologien ist in die-ser Phase sehr spekulativ.

Boom Zone: Neue Technologien setzen sich am Markt in Form innovativer Produkte, Dienstleistungen oder Prozesse durch und generieren deutliche Vortei-le für die Technologieanbieter.

Stagnation Zone: Die Technologien werden lang-sam zum Standard. Der Wettbewerb steigt – auch an-gesichts auslaufender Patente.

January 2020

13

Die Einordnung in den Invest in Innovation Cyc-le wurde auf Basis der vorhergegangenen Analyse durchgeführt. Daraus kann aber keine direkte Invest-mentempfehlung der ALPORA für einzelne Techno-logien abgeleitet werden! Die Durchsetzungskraft der Technologien unterliegt einer Vielzahl unsicherer Fak-toren.

The categorization in the Invest in Innovation Cycle is performed based on the preceding analysis. Howev-er, this does not allow for the derivation of a direct in-vestment recommendation from ALPORA for individual technologies! The assertiveness of the technologies depends on a range of uncertain factors.

Outlook 2020

There is a high probability that the 27 fields of tech-nology identified will play a big role in 2020. The extent to which individual technologies will be able to assert themselves depends on numerous factors. This in-cludes solving technical challenges, as well as applying the technologies to new products, services, and pro-cesses that fulfill the requirements of end customers and users.

With the Technology Outlook 2020 from ALPORA, strategy mangers and investment managers will receive a detailed overview of technologies that will be relevant in the future. ALPORA will continue to update these analyses at regular intervals, evaluate their develop-ment over time, and assess further new technologies.

Ausblick 2020 +

Die identifizierten 27 Technologiefelder werden 2020 mit hoher Wahrscheinlichkeit eine grosse Rolle spielen. Inwieweit sich welche Technologie durch-setzen wird, hängt von zahlreichen Faktoren ab. Dazu zählt die Lösung technischer Herausforderungen ge-nauso wie die Überführung der Technologien in neue Produkte, Dienstleistungen und Prozesse, die die An-forderungen der Endkunden und -Anwender erfüllen.

Mittels des Technology Outlooks 2020 der ALPO-RA erhalten Strategiemanager wie auch Investment-manager einen detaillierten Überblick über zukünftig relevante Technologien. ALPORA wird diese Analysen weiterhin in regelmässigen Abständen aktualisieren, deren zeitliche Entwicklung bewerten und weitere neue Technologien prüfen.

27 IMPORTANT TECHNOL-OGY AREAS IN 2020.

27 WICHTIGE TECHNOLO-GIE BEREICHE IN 2020.

January 2020

EDITORIAL

We thank all contributors of ALPORA – the Economics and Strategy Group, the analysts of the Research platform and the Industry Specialist.

ALPORA is an investment analytics firm, which creates new products, based on the most innovative companies in different sectors and regions. Our offering includes a unique, transparent and scientifically based evaluation model, which allows a variety of tailor-made solutions for our customers. ALPORA is incorpo-rated in Switzerland with its registered office at Gartenstrasse 4, 6300 Zug, Switzerland.

DISCLAIMER

Copyright © 2020 ALPORAAll rights reserved. No part of this report may be reproduced in any manner without the expressed written consent of ALPORA. This report was drafted in accordance with the agreed work to be performed and reflects the situation as on the date of this re-port. The information on which this report is based has – fully or partly – been derived from third parties and is therefore subject to continuous modification.

ALPORA observes the greatest possible care in using informa-tion and drafting reports but cannot guarantee that the report is accurate and / or complete. ALPORA will not accept any liability for damage arising the use of this report, other than liability for direct damage in cases of an intentional act or omission or gross negligence on the report of ALPORA. ALPORA will not accept any form of liability for the substance of the reports, notifications or communications drafted by ALPORA via-à-vis any legal enti-ties and / or natural persons other than its direct principal who have taken cognizance of such reports, notifications or commu-nications in any way.

ALPORA AGwww.alpora.com

For general inquiries:info@alpora.com

www.alpora.com l ALPORA l Gartenstrasse 4 l 6300 Zug l Schweiz

INNOVATIONINSIGHT