Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI

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  • Publication
    Graphene Roadmap Briefs (No. 3): meta-market analysis 2023
    ( 2024)
    Schmaltz, Thomas orcid-logo
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    Wormer, Lorenzo
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    Schmoch, Ulrich orcid-logo
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    Döscher, Henning orcid-logo
    Graphene and related materials (GRMs) promise ample application potential throughout numerous industries. A dedicated graphene market gradually forms around emerging suppliers aspiring to satisfy future demands. Its growth critically depends on the interplay of supply stream maturation and initial utilizations to drive the demand. The present issue of Graphene Roadmap Briefs provides quantitative insights into the current state and future development of the emerging graphene market. We aggregate the underlying expectations and projections from commercial market reports and critically discuss the results. Established science and technology metrics complement our analyses and provide deeper insights into the global market landscape and key actors. In particular, we resolve composites, batteries, and electronics as major application areas likely to drive the overall development of the graphene market towards mass production.
  • Publication
    Umfeldbericht zu Natrium-Ionen-Batterien 2023: Status Quo und Perspektiven entlang einer zukünftigen Wertschöpfungskette
    (Fraunhofer FFB, 2023)
    Degen, Florian
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    Diehl, Marcel
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    Hettesheimer, Tim
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    Kampker, Achim
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    Krätzig, Oliver
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    Lackner, Nikolaus
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    Link, Steffen orcid-logo
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    Latz, Tim
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    Paulsen, Thomas
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    Schaefer, Moritz
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    Schmuch, Richard orcid-logo
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    Neef, Christoph orcid-logo
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    Rosellón Inclán, Inés
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    Schmoch, Ulrich orcid-logo
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    Sieffert, Alexander
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    Weymann, Lukas orcid-logo
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    Wicke, Tim orcid-logo
    Der Umfeldbericht untersucht die technologischen Eigenschaften von Natrium-Ionen-Batterien sowie die Aktivitäten in Forschung und Industrie von der Materialherstellung bis zur Zellproduktion und der Entstehung von Anwendermärkten.
  • Publication
    China's technological performance as reflected in patents
    ( 2022)
    Schmoch, Ulrich orcid-logo
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    Gehrke, Birgit
    Various concepts for the comparison of countries by patent indicators have been developed for the comparison of countries based on patent indicators. These concepts are generally based on the application of patents in several important markets or the family size of patent applications. A specific observation is the limited transfer of PCT applications of Chinese origin, affecting all these concepts. Transnational patents prove to be a convenient and appropriate tool for making country comparisons by technology, particularly with respect to adequately consider China's specific patent behaviour. Therefore the phenomenon of limited transfer of China's PCT applications is analysed for transnational patents. This observation can be associated with lower patent values or with a decreasing export dynamic. The Chinese transfer rates vary considerably by technology as well as by the reason for lower transfer rates. It proves to be more adequate to take limited transfer rates into account.
  • Publication
    Künstliche Intelligenz in der genomischen Medizin - Potenziale und Handlungsbedarf
    (KIT, 2021)
    König, Harald
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    Heyen, Nils B. orcid-logo
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    Baumann, Martina
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    Schmoch, Ulrich orcid-logo
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    Bachlechner, Daniel
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    Heil, Reinhard
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    Hüsing, Bärbel orcid-logo
    Der Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) in der Genomforschung und Biomedizin hat sich in den letzten Jahren weltweit sowohl in der akademischen Welt als auch in der Wirtschaft rasant entwickelt. Die Potenziale und die damit verknüpften Erwartungen betreffen erstens die Grundlagenforschung, in der KI-basierte Methoden entscheidend dazu beitragen können, mögliche ursächliche Veränderungen im Erbgut und molekulare Mechanismen für Krankheiten schnell und umfänglich zu erkennen, zweitens die gezieltere und schnellere Entwicklung von Medikamenten und drittens die differenziertere Krankheits-diagnose und Prognose von Erkrankungsrisiken, Therapiemöglichkeiten und -verläufen. Handlungsbedarfe für die öffentliche Forschungs- und Innovationspolitik bestehen insbesondere im Auf- oder Umbau von Forschungs- und Dateninfrastrukturen für die Gewinnung und den sicheren Austausch von qualitativ hochwertigen Genom- und Gesundheitsdaten über Grenzen und verschiedene Regulierungsbedingungen hinweg; außer-dem in der Förderung von Forschung und Start-up-Unternehmen sowie in der Berücksichtigung soziokultureller und ethischer Aspekte wie Vertrauen der Anwender*innen oder den Schutz besonders sensibler Daten. Weil sich das Feld und seine wirtschaftliche Nutzung sehr dynamisch entwickelt und zurzeit von den USA und China geprägt wird, wird empfohlen, einen stakeholderbasierten, forschungs- und innovationspolitischen Strategieprozess aufzusetzen. Dieser sollte reflektieren, wie Deutschland und Europa ihre Position bei der verantwortungsbewussten und werteorientierten Entwicklung von KI-Innovationen in der genomischen Medizin und ihre Attraktivität für internationale Kooperationen, Talente und Investitionen stärken können, und darauf aufbauend auf die Umsetzung von Maßnahmen hinwirken, die über die bereits laufenden oder geplanten forschungs- und innovationspolitischen Aktivitäten hinausgehen.
  • Publication
    Artificial intelligence in human genomics and biomedicine
    ( 2021)
    Heil, Reinhard
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    Heyen, Nils B. orcid-logo
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    Baumann, Martina
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    Hüsing, Bärbel orcid-logo
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    Bachlechner, Daniel
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    Schmoch, Ulrich orcid-logo
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    König, Harald
    Die zunehmende Verfügbarkeit umfangreicher und komplexer Daten hat die Humangenomik und ihre Anwendungsbereiche in der (Bio-)Medizin zu einem attraktiven Bereich für künstliche Intelligenz (KI) vor allem in Form von fortgeschrittenen Methoden des maschinellen Lernens (ML) gemacht. Diese Methoden sind nicht nur mit der Hoffnung verbunden, Diagnosen und die Medikamentenentwicklung zu verbessern. Sie könnten auch darum, Kernthemen in der Biomedizin voranzubringen, z.B. zu verstehen, wie individuelle Unterschiede im menschlichen Genom bestimmte Merkmale oder Krankheiten verursachen können. Wir analysieren die zunehmende Konvergenz von KI und Genomik, das Entstehen eines entsprechenden Innovationssystems und wie diese assoziativen KI-Methoden mit dem Bedarf an kausalem Wissen in der biomedizinischen Forschung und Entwicklung und in der medizinischen Praxis zusammenhängen. Schließlich betrachten wir die Potenziale und Herausforderungen für die klinische Praxis und die sich aus dieser Konvergenz ergebenden Implikationen für Governance-Fragen.
  • Publication
    International patent applications and innovation in South Africa
    ( 2021)
    Schmoch, Ulrich orcid-logo
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    Pouris, Anastassios
    Background: Experts recommend support to patents for stimulating innovation. Also, the South African government supports patents, in particular, international patents. In this paper it is examined how this strategy can be designed to successfully trigger economic progress. Aim: The present South African activities in patents are investigated in this paper and areas identified where an intensification of patenting looks promising for economic progress. Setting: The patent activities since 1985 are analysed and compared to the annual export-import balance from 2009 to 2018, in order to identify starting points for improving economic structures. The data are linked to current suggestions to the National Advisory Council on Innovation (NACI) for future technologies. Methods: The analysis of patents is performed, using the international patent database PATSTAT, as well as the analysis of the export-import balance at the WITS database of the World Bank. Results: The patent analysis reveals a low level of South African domestic patents, with a focus on less complex goods and a stagnation period of 35 years. The data on the export - import balance show negative figures for consumer goods and even more so for capital goods. Conclusion: Economic progress can be accelerated by stimulating patent and economic activities to produce more complex consumer and capital goods. However, it may be necessary to focus on certain areas at the beginning in order to achieve a sufficient critical mass of competence and international competitiveness. In any case, the support of patents is only successful when it is closely linked to a strategy regarding technology.
  • Publication
    Life and biological sciences and technologies as engines for bio-based innovation
    (Publications Office of the European Union, 2021)
    Wydra, Sven orcid-logo
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    Hüsing, Bärbel orcid-logo
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    Aichinger, Heike orcid-logo
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    Fischer, Piret
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    Kaufmann, Tanja
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    Schmoch, Ulrich orcid-logo
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    Voglhuber-Slavinsky, Ariane orcid-logo
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    Bas, Davidis
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    Spekreijse, Jurjen
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    Vis, Martijn
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    Bardellini, Marcello
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    Bertuzzi, Niccolò
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    Moreschi, Raffaella
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    Ferrari, Alice de
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    Abbondanti Sitta, Ilaria
    Life and biological sciences and technologies are enablers for bio-based innovations that bear the potential to use natural resources sustainably, by reducing dependence on fossil fuels, by protecting the environment and climate, ensuring food security, and maintaining international competitiveness. This study presents the 50 most significant bio-based innovations for the next 5-20 years. The portfolio of top 50 bio-based innovations covers on the one hand cross-cutting technologies and approaches, enabling many different applications, on the other hand innovation areas or solutions to challenges, which may be enabled by different technologies or approaches. Together with a policy and innovation ecosystem analysis and four bio-based innovation scenarios for Europe in 2030, the study provides strategic knowledge for policy makers, innovation stakeholders and society. It reveals that in order to fully exploit the potential of bio-based innovations stakeholders have to implement strategic approaches and various actions. Potential measures are ranging from further support of Research & Development, to knowledge transfer and collaboration, demand-oriented measures as well as to strive for higher coherence between different regions in the European Union.