"Expedition Zukunft" - die zwölf Themenwagen

Ausgehend von den globalen Herausforderungen wie Klimawandel, Energieverknappung oder der demographischen Entwicklung zeigten die zwölf Ausstellungswagen aktuelle Forschungstrends und Perspektiven bis 2020.

Wagen 01: expedition zukunft

Bild in der Großansicht Willkommen in der wunderbaren Welt der Wissenschaft! Eine Inszenierung im ersten Wagen schleust die Besucher in die Forschungsexpedition Deutschland ein und nimmt sie mit auf eine Reise von der Vergangenheit bis in die Gegenwart. Durch Fragen zu zukünftigen Möglichkeiten und Entwicklungen in der Wissenschaft auf einer Anzeigentafel wird die Neugier auf zukünftige Möglichkeiten und Entwicklungen in der Wissenschaft sowie auf die folgenden Wagen geweckt. Meilensteine der Forschung in der BRD werden auf einer Zeitleiste dargestellt und veranschaulichen, wie weit es die Menschheit in der Forschung schon gebracht hat und wo wir heute stehen. Diese Zeitleiste wichtiger Meilensteine der deutschen Forschung wird im letzten Wagen mit einem fiktiven Blick in die Zukunft fortgesetzt.

Wagen 02: woher + wohin? – Die Suche nach den Ursprüngen

Bild in der Großansicht Gleich am Eingang des zweiten Wagens steht der Besucher seinem Spiegelbild vor dem Hintergrund des Universums gegenüber, Fragen wie: Woher kommen wir? Woraus bestehen wir? werden gestellt. Und: Wie wird es mit der Menschheit weiter gehen? Ausgehend von der Gegenwart wirft eine Präsentation in umgekehrter chronologischer Reihenfolge elementare Fragen auf. Dabei wird sowohl auf die uns bekannte Erde, als auch auf die unendliche Weite des Weltalls und die kleinsten bekannten Teilchen unseres Kosmos geblickt. Auf der Suche nach den Ursprüngen wird erklärt, wie Leben auf der Erde entstanden ist, wo die „Bausteine“ herkommen, aus denen die gesamte Materie besteht, was sie zusammenhält und wie wir diese Erkenntnisse gewonnen haben. Parallel dazu werden andere Welten untersucht – andere Planeten und andere großräumige Strukturen im Universum.
Veranschaulicht wird das Thema auch durch verschiedene Module wie des ATLAS-Experiments (Teilchendetektor am LHC), des IceCube Neutrino Detektors in der Antarktis sowie durch Modelle eines LISA-Satelliten (Gravitationswellen-Experiment) und einen 3D-Druck eines Neanderthalerschädels.

Wagen 03: bio + nano – Nano- und Biowissenschaften verschmelzen

Bild in der Großansicht Ist es möglich, lebende und künstliche Elemente so zusammenzubringen, dass sie gemeinsam und nachhaltig funktionieren? Was vor einigen Jahren noch als unmöglich galt, wurde durch Wissenschaft, Forschung und rasanten Entwicklungen in der Computer- und Bioinformatik schneller als erwartet verwirklicht. Radikale Fortschritte im Verständnis physikalischer, chemischer als auch biologischer Prozesse auf atomarer Ebene haben mittlerweile Mikrochips hervorgebracht, die mit lebenden Zellen kommunizieren und die Daten an einen Computer weiterleiten. Oder etwa Mikroorganismen, deren Verhalten und Stoffwechsel programmiert werden können. Derzeit beschäftigt sich die Wissenschaft mit der Erforschung des Verhaltens solcher Systeme und deren Nutzung zum Design von neuen, synthetischen Lebensformen. Eine entscheidende Rolle spielt dabei das menschliche Erbgut, das im Rahmen des Humangenomprojekts vollständig entschlüsselt werden soll. Nicht alltägliche Exponate wie ein Rasterkraftmikroskop, eine Pipettierstation, ein Nanocyte-Modell und ein Modell eines biologischen Vesikels machen das hochkomplexe Gebiet erlebbar und greifbar.

Wagen 04: info + kogno – Das Gehirn, ein intelligenter Computer?

Bild in der Großansicht Als ein relativ junger Wissenschaftszweig hat sich die Kognitionswissenschaft zum Ziel gesetzt, Fähigkeiten wie Wahrnehmung, Denken, Lernen, Motorik und Sprache zu erforschen. Wie auch bei der Informationstechnik erhofft man sich hierbei bahnbrechende Innovationen durch die Erforschung auf kleinsten elementaren Ebenen: Was Neuronen für die Kognitionsforschung sind, bedeuten Bits und Bytes für die Informationstechnik. Diese Annährung von Kognitionswissenschaften und Informationstechnik wird als „synergetische Kombination“ verstanden, die beispielsweise in der Hirnforschung eine entscheidende Rolle spielt. Dabei sollen Fragen wie „Kann man Gedanken lesen?“ und „Wie intelligent können Roboter werden?“ näher erforscht werden. Im vierten Wagen werden daher Hirnforschungs-Szenarios illustriert, die zeigen, auf welchen verschiedenen Ebenen ein Gehirn mit Hilfe von fortschrittlichster Computertechnik untersucht wird: Bildgebende Darstellung des gesamten Gehirns, Messung der Aktivität von neuronalen Netzwerken, bis hin zur Messung der Aktivität einzelner Neuronen. Spannende Exponate wie ein gläsernes Gehirn veranschaulichen, wo im Kopf was passiert; eine Robotergalerie lässt die Zukunft erahnen.

Wagen 05: vernetzt + global – Auf dem Weg in eine digitale Gesellschaft

Bild in der Großansicht Durch die weltweite Vernetzung sowie strukturelle und technologische Innovationen hat sich die wissenschaftliche und technologische Entwicklung rasant beschleunigt. Nationale Grenzen haben an Bedeutung verloren und Forschung erfolgt oftmals global. Millionen von Wissenschaftlern arbeiten quer über Länder, Kontinente und Zeitzonen hinweg in Tausenden von Laboratorien. Dadurch ist Wissen überall verfügbar. Diese weltweite Vernetzung steigert Vielfalt und Effizienz von Wissenschaft und Technik, was wiederum verstärkend auf Globalisierung und Vernetzung wirkt. Dabei hilft es den Menschen, mit modernster Technik und Computern komplexe Zusammenhänge zu modellieren, sie zu verstehen und schließlich zu verändern. Folge dieser neuen Wissensgesellschaft ist die Globalisierung aller Aktivitäten und eine immer dichtere Vernetzung von Computern, Geräten und Menschen.
Im fünften Wagen laden Exponate wie ein Wissensnavigator, ein Wissensglobus und interaktive Wissenskarten die Besucher dazu ein, die gegenwärtigen und zukünftigen Möglichkeiten zu entdecken, welche die digitale Zukunft mit sich bringt.

Wagen 06: intelligent + virtuell – Innovative Materialien und die Fabrik der Zukunft

Bild in der Großansicht Der sechste Wagen ist zweigeteilt. Die erste Hälfte des Wagens beschäftigt sich mit funktionalen Materialien, die aufgrund des immer tiefer werdenden Verständnisses kontinuierlich verbessert werden und auch vollkommen neuartige Eigenschaften zulassen. Diese Materialien werden in den nächsten zehn bis zwanzig Jahren viele Produkte und Verfahren revolutionieren, sei es im täglichen Umgang mit ihnen, durch die Integration dieser Materialien in leistungsfähige Elektronik- und Mikrosysteme oder als Teil der Sensortechnik. Dabei spielen theoretische Ansätze und Computersimulationen eine zunehmend wichtigere Rolle, denn die Zukunft der Produktion liegt langfristig in der Innovation, also der Nutzung völlig neuer Technologien. Daher zeigt die zweite Hälfte des Wagens neue Produktionsverfahren, die neuartige Produkte und Leistungen ermöglichen. Exponate wie Metall-Organische Gerüste, magnetische und biomimetische Materialien,  eine Fabrikations- und eine Mikromontageanlage sowie eine Medienstation für virtuelle Fertigungstechnik veranschaulichen diese neuen Materialien und ihre Herstellungsprozesse.  

Wagen 07: wirksam + individuell – Wird es eine Welt ohne Krankheiten geben?

Bild in der Großansicht Die Grundlagen- und Medizinforschung hat enorme Fortschritte gemacht. Beispiele hierfür sind  die Entschlüsselung des menschlichen Genoms, die Identifizierung von krankheitserzeugenden Genmutationen, die Entwicklung neuer Technologien zur Messung der Hirnaktivität, die Entdeckung von Methoden zur Manipulation der Genexpression, als auch neue Medikamente gegen Krebs und AIDS. Weitere neue Gebiete der präventiven und individualisierten Medizin entstehen derzeit und versprechen, neue Dimensionen der Gesundheitspflege, Vorbeugung und medizinischen Versorgung zu eröffnen. Dennoch bleiben viele weit verbreitete Krankheiten unheilbar, und einige davon sind sogar in epidemischer Verbreitung begriffen. Im siebten Wagen werden neue Entwicklungen in den Lebenswissenschaften und der Technologie vorgestellt und anhand konkreter Beispiele aufgezeigt, wie diese in der modernen und zukünftigen Medizin zum Einsatz kommen. Exponate wie ein DNA-Chip, eine Prothesenpuppe, Informationen über OP der Zukunft und Fiebermessung zur Erkennung von Infektionskrankheiten geben den Besuchern Einblicke in den  aktuellen Forschungsstand.

Wagen 08: gesund + produktiv – Wie werden wir neun Milliarden Menschen ernähren?

Bild in der Großansicht Schon immer stand die Ernährung im Zentrum der individuellen und globalen Existenz des Menschen. Deshalb hat sich die grüne Revolution das Ziel gesetzt, durch modernere Agrartechnik die Armut in der Welt zu bekämpfen, die Ernährungssicherheit bei stark wachsender Bevölkerung zu gewährleisten und die Nahrungsmittelproduktion effizienter zu gestalten. Dadurch hat sie Teilen der Menschheit die Hoffnung verschafft, dass die Welternährung ein lösbares Problem ist. Neue Impulse für eine zweite grüne Revolution kommen aus der biologischen Grundlagenforschung in Form der Biotechnologie, die neue Lösungsansätze wie den Anbau von Biotech-Getreide bereithält. Dennoch steht diese Technologie gerade in den entwickelten Ländern stark in der Kritik, da heutzutage neue globale Probleme wie das Weltklima und die Ausweitung ernährungsbedingte Krankheiten die Forschung vor neue Herausforderungen stellt. Exponate wie eine Weltbevölkerungsuhr, ein Medientisch zur globalen Lage, eine Medienstation über Biotech-Pflanzen sowie Informationen zu Nutrigenomik veranschaulichen die gesamte Reichweite der Prozesse.

Wagen 09: nachhaltig + effizient – In Kreisläufen denken und Ressourcen schonen

Bild in der Großansicht Mit der Darstellung des komplexen Lebensraumes Erde wird den Besuchern der erhebliche Einfluss der Menschen verdeutlicht, den sie mit dem Verbrauch von Rohstoffen, bewussten oder unbewussten Veränderungen von Lebensräumen und der Abgabe von „Abfallprodukten“ in die Umwelt auf das „System Erde“ ausüben. Durch immer bessere Beobachtungsdaten über unseren Planeten werden auch die Prognosen für den von Menschen verursachten Klimawandel immer genauer und aussagekräftiger. Ausgehend von diesen Ergebnissen werden im neunten Wagen mögliche Szenarien für den Bereich Energie und Umwelt aufgezeigt. Dabei wird der Besucher indirekt aufgefordert, in Kreisläufen denken zu lernen und nicht in einem linearen „Verbrauchs“-Modus. Vorgestellt werden einerseits innovative Technologien, die traditionelle Energieerzeugung aus fossilen Quellen sauberer machen sollen. Andererseits werden Möglichkeiten künftiger Nutzung regenerativer Energien aufgezeigt, die das Ziel einer nachhaltigen „Umwelt“-Nutzung veranschaulichen: klares Wasser, saubere Luft und intakte Lebensräume. Exponate wie das Scheibenmodell der Erde, ein Probennehmer für Methanhydrat, Solarzellen, Mikrobrennstoffzellen und Wasserfilter illustrieren dabei die praktischen Anwendungsbereiche.

Wagen 10: flexibel + digital – Unterwegs Zuhause: Mobilität und modernes Leben

  Bild in der Großansicht Grundlagenforschung findet oft überraschende Anwendungen in der normalen Alltagswelt. Exemplarisch werden im zehnten Wagen neue Technologien in den Bereichen „Mobilität“ und „Leben und Wohnen“ aufgezeigt. Die Neuerungen in diesen Bereichen basieren dabei einerseits auf neuen Erkenntnissen der Materialforschung, die zu energiesparenden, sicheren, und komfortablen Bauteilen für Fahrzeuge, Gebäude oder Gegenstände des täglichen Bedarfs führen. Andererseits werden auch neue Konzepte und Methoden entwickelt, wie einzelne Komponenten überwacht und vernetzt werden können, um so Verkehrs- und Warenflüsse effizienter zu gestalten und mögliche Engpässe zu vermeiden beziehungsweise bedarfsgerecht Waren „just-in-time“ dorthin zu leiten, wo sie gebraucht werden. Darüber hinaus bringt die zunehmende Verstädterung Herausforderungen mit sich, denen mit einer vorausschauenden Stadtplanung Rechnung getragen werden muss. Die Besucher erwartet Exponate wie ein Schnittmodell eines Auto-Motorblocks, eine Galerie von Baumaterialien mit neuartigen Funktionen, ein intelligenter Container und eine Medienstation „Vernetztes Wohnen und Leben“.  

Wagen 11: natürlich + künstlich – Die Zukunft des Menschen

Bild in der Großansicht Die Evolution des Lebens hat das menschliche Bewusstsein hervorgebracht. Inzwischen ist es dem Menschen gelungen, die kulturelle Evolution auf der Erde über die biologisch-genetischen Grundlagen hinaus weiter zu entfalten. Durch die Weiterentwicklung der Technik setzt sich die Evolution gewissermaßen mit anderen Mitteln fort. Sie hat zu einer sich beschleunigenden Entwicklung der Computertechnik geführt, die wiederum die Möglichkeiten des Menschen enorm erweitert haben. Schon heute erweitert der Mensch seine bisherigen natürlichen Grenzen und bedient sich von intelligenten technischen Artefakten, wie Retina- oder Cochlearimplantaten über metallischen und synthetischen Implantaten bis hin zu lebendigem Ersatzgewebe oder einem neuroelektronischem Körperersatz. Der Frage, welche weiteren Möglichkeiten sich uns noch in Zukunft bieten, geht die Ausstellung im elften Wagen auf den Grund. Antworten und Statements zu diesem spannenden Themenbereich geben dabei Svante Pääbo (Paläoanthropologe), Aleida Assmann (Literaturwissenschaftlerin), Monika Weissenberger-Eibl (Zukunftsforscherin) und Gert Karl Binnig (Nobelpreisträger für Physik).

Wagen 12: entdecken + staunen – Die Zukunft gestalten

Bild in der Großansicht Grundlage aller Innovation sind Neugier und Entdeckergeist. Diese sind bei Kindern und Jugendlichen besonders ausgeprägt. Im letzten Wagen „entdecken + staunen“ befindet sich deshalb ein Mitmachlabor für die Forscher von morgen. Hier können Schulklassen und Familien erleben, wie kreatives Experimentieren zu innovativen Produkten und Problemlösungen führen kann. Anhand einfacher, aber eindrucksvoller Experimente zu Themen wie der Solarenergie werden im Mitmachlabor die Arbeits- und Denkweisen moderner Forscher vermittelt. Bis zu vier Schulklassen können sich pro Tag nach einer Führung durch den Science Express in einem einstündigen Workshop intensiv mit Wissenschaft und Technik beschäftigen. Nachmittags und an schulfreien Tagen steht das Mitmachlabor vor allem Familien mit Kindern bis 12 Jahre offen und ermöglicht Eltern und Kindern gemeinsame Erfahrungen beim Experimentieren. Die Zeitleiste wichtiger Meilensteine der deutschen Forschung aus dem ersten Wagen endet im letzten Wagen – der Blick in die Zukunft bleibt bei aller Wahrscheinlichkeit aber fiktiv. Digitale und analoge Gästebücher erlauben es den Besuchern, ihre Eindrücke von der Ausstellung mitzuteilen.

Der Eintritt ist frei.