ecopals Virtual Lab
KI-gestützte Materialentwicklung
​Der Klimawandel gehört zu den größten Herausforderungen unserer Zeit und erfordert entschlossenes Handeln auf globaler Ebene. Eine zentrale Rolle im Kampf gegen die Erderwärmung spielen dabei die Entwicklung und der Einsatz innovativer Materialien. Sie leisten einen entscheidenden Beitrag zur Reduzierung von CO2-Emissionen, zur effizienteren Ressourcennutzung sowie zur Anpassung an sich verändernde Umweltbedingungen.
​
Durch neue materialtechnologische Lösungen können nachhaltige Alternativen geschaffen werden, die nicht nur ökologische Auswirkungen verringern, sondern auch die Resilienz unserer Infrastrukturen gegenüber den Folgen des Klimawandels stärken. Fortschrittliche Materialien sind somit ein Kernbaustein für eine klimafreundlichere Zukunft.
70 %
aller Produktinnovationen hängen direkt oder indirekt von neuen Materialien ab
​Die Einführung neuer Materialien und Rezepturen in der Baustoffindustrie ist ein aufwendiger und kostenintensiver Prozess, der sich häufig über viele Jahre, teils sogar Jahrzehnte, erstreckt. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass die Materialentwicklung in ihrer heutigen Praxis noch immer stark auf physische Tests angewiesen ist. Um Materialeigenschaften zuverlässig zu überprüfen und zu validieren, müssen hunderte, oftmals tausende Experimente unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden. Dieser klassische Ansatz ist nicht nur ressourcenintensiv, sondern auch nur begrenzt skalierbar. Doch ist die Materialforschung ein entscheidender Treiber technologischen Fortschritts: Laut einem Bericht des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) beruhen rund 70 Prozent aller Produktinnovationen auf neuen Werkstoffen oder verbesserten Materialeigenschaften.
​
Zwar existieren bereits digitale Werkzeuge, die theoretisch vielversprechende Möglichkeiten bieten, doch in der Praxis stoßen diese oft an Grenzen: Entweder sind sie unzureichend auf gängige industrielle Prüfverfahren und Automatisierungen abgestimmt, oder sie basieren auf extrem rechenintensiven Softwarepaketen, deren Einsatz für viele Anwendungen wirtschaftlich nicht tragbar ist.
​
Es besteht dringender Bedarf an effizienteren Methoden, um die Entwicklung nachhaltiger Materialien zu beschleunigen und gleichzeitig deren Qualität und Sicherheit zu gewährleisten - hier setzt das ecopals Virtual Lab an.
10 x
weniger physische Tests dank Modellierung in virtueller Umgebung
​Mit dem Virtual Lab entsteht eine digitale Plattform, die molekulare Simulationen mit Künstlicher Intelligenz (KI) kombiniert, um die Eigenschaften neuer Materialien präzise vorherzusagen. So können zehntausende Materialvarianten digital getestet, bewertet und nur die besten in die reale Erprobung überführt werden. Das spart Zeit, Geld und Ressourcen und ermöglicht es der Industrie, schneller auf neue Anforderungen zu reagieren. Durch diese modellbasierte Vorauswahl können bis zu zehnmal weniger physische Tests erforderlich sein. Die Erprobung erfolgt also fokussierter, schneller und ressourcenschonender.​
Das zentrale Ziel des Projekts ist es, die klassische Materialentwicklung durch ein KI-gestütztes, virtuelles Labor grundlegend zu modernisieren. ​
​
​​​Das Projekt wird finanziell von der Europäischen Union im Rahmen des „Programms zur Förderung von Forschung, Innovationen und Technologien“ (Pro FIT) unterstützt.