„Viele Menschen lassen sich begeistern und motivieren, wenn ihnen klar wird, welche Spitzenleistungen in der deutschen Forschung und Entwicklung gelingen”, ist Bundespräsident Horst Köhler überzeugt. Genau das soll der Deutsche Zukunftspreis leisten, den Köhlers Vorvorgänger im Amt, Roman Herzog, 1997 aus der Taufe hob – und den der Bundespräsident in diesem Jahr zum 10. Mal überreicht. Wie seinerzeit Herzog, liegt jetzt auch Köhler eine Steigerung der Innovationsfähigkeit Deutschlands am Herzen – damit die Wirtschaft im zunehmend rauer werdenden internationalen Wettbewerb bestehen kann. Daher zeichnet Köhler mit dem Deutschen Zukunftspreis marktnahe Entwicklungen aus, um aufzuzeigen, wodurch in Deutschland Arbeitsplätze gesichert oder geschaffen werden können. „Der Preis ist ein Signal dafür, dass Ideen, kombiniert mit Ausdauer und Umsetzungskraft, zu einem lohnenden Ergebnis führen”, sagt der Bundespräsident im bdw-Interview (ab Seite 96).

Ausgezeichnet werden – laut Statuten des Zukunftspreises – Leistungen, „die patentfähig sein sollen und den internationalen Stand der Technik beachten und möglichst erweitern, deren Anwendungsmöglichkeit gesichert sein muss, die mit hoher Wahrscheinlichkeit marktfähig sein und damit Arbeitsplätze schaffen wird”.

Am 28. November 1997 überreichte Roman Herzog den Deutschen Zukunftspreis zum ersten Mal. Die Trophäe ging an Christhard Deter, Geschäftsführer der Firma Laser Display Technologie in Gera – eines Tochterunternehmens der Schneider Rundfunkwerke in Türkheim im Allgäu. Deter hatte eine Technologie entwickelt, mit der sich Fernsehbilder per Laserstrahl auf eine Fläche fast jeder beliebigen Größe und Form projizieren lassen – bestechend scharf und mit brillanten Farben. Ein Laser erzeugt dazu rote, grüne und blaue Lichtstrahlen, aus denen man alle anderen Farbtöne erzeugen kann. Gelenkt durch präzise gesteuerte Spiegel, rastern die Laserstrahlen die Projektionsfläche Zeile für Zeile und Spalte für Spalte ab und erzeugen so einzelne farbige Bildpunkte.

Das Konzept des Laserfernsehens löste ein lebhaftes Medienecho aus, und das Interesse der Öffentlichkeit an der neuen Technologie war groß. Bei den Entwicklern herrschte Optimismus: „ Wir haben 1997 gedacht, dass wir in fünf bis sieben Jahren ein Produkt auf den Markt bringen können”, berichtete Christhard Deter in bild der wissenschaft ( 12/2004, „Laser-TV: Leider Mattscheibe”). Die Realität sieht allerdings anders aus: Bis heute findet man keine Laserfernsehgeräte in den Ladenregalen von Media Markt & Co. Statt Arbeitsplätze durch das Laser-TV zu schaffen, mussten die Schneider Rundfunkwerke 2002 Insolvenz anmelden. Das Traditionsunternehmen wurde von der chinesischen TCL Holding übernommen, die Produktionsstätten in Deutschland machten dicht. Die Technologie des Laserfernsehens wurde an die Firma Jenoptik in Jena verkauft. Deter gesteht ein, die Schwierigkeiten unterschätzt zu haben: „Wir kamen erstens nicht so schnell voran, wie wir gedacht hatten. Zweitens ist das Laser-TV, wie wir es damals konzipierten, viel zu teuer für ein Consumer-Produkt.”

Die Fehlzündung des Laserfernsehens ist indes untypisch für die Mehrzahl der bislang mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichneten Forschungsprojekte. Etliche der durch den Bundespräsidenten geadelten Innovationen glänzen durch großen Markterfolg. Ein Beispiel ist die Flüssigkristalltechnologie, für die 2003 Kazuaki Tarumi, Melanie Klasen-Memmer und Matthias Bremer – drei Forscher des Chemie- und Pharmaunternehmens Merck in Darmstadt – prämiert wurden. Sie entwickelten Flüssigkristalle, mit denen es gelang, Blickwinkelabhängigkeit, Kontrast und Reaktionszeiten von Flüssigkristall-Displays (LCD) entscheidend zu verbessern. Das führte zum Durchbruch bei der Herstellung von großen flachen Fernsehbildschirmen.

„Merck ist heute mit einem Anteil von 70 Prozent weltweit Marktführer bei Flüssigkristallen, die in hochwertigen Displays von Flachbildschirmen für PCs und Fernseher, Notebooks, Mobiltelefone und für viele andere Anwendungen eingesetzt werden” , sagt Tarumi, der bei Merck die Abteilung Flüssigkristallforschung/Physik leitet. Alle namhaften LCD-Hersteller sind Kunden des Darmstädter Unternehmens. Durch über 2500 Patente für Flüssigkristalle, deren Mischungen und Display-Anwendungen hat Merck die Forschungsresultate geschützt, Jahr für Jahr kommen etwa 100 neue Patente dazu. Jedes Jahr bringt Merck etwa zehn neue Substanzen von Flüssigkristallen auf den Markt. Die Nachfrage nach dem Baumaterial für moderne Flachbildschirme ist riesig, und die Aussichten sind glänzend: „ Großflächige LCD-Fernseher mit einer maximalen Bilddiagonalen von derzeit 1,65 Metern sind das am schnellsten wachsende Segment im Markt für TV-Geräte”, sagt Tarumi. „Sie werden die LCD-Entwicklung der nächsten Jahre prägen.”

Schon sehr früh – etliche Jahre vor der Ehrung durch den Deutschen Zukunftspreis – konnte sich der Riesenmagnetwiderstand (Giant Magnetic Resistance, GMR) auf breiter Front in der technischen Anwendung durchsetzen – ein physikalischer Effekt, für den Peter Grünberg, Physiker am Forschungszentrum Jülich (FZJ), 1998 den Preis des Bundespräsidenten erhielt. Grünberg hatte herausgefunden, dass sich übereinanderliegende, sehr dünne Schichten aus unterschiedlichen Materialien nutzen lassen, um hochempfindliche Magnetfeldsensoren zu bauen, die die auf einer Festplatte gespeicherten Daten auslesen können. Durch den Einsatz solcher Sensoren ließ sich die Speicherdichte von Computerfestplatten auf das 200-Fache steigern. Längst gibt es fast nur noch Festplatten, in denen Lesegeräte stecken, die auf der Basis des GMR-Effekts arbeiten. Bereits 1998 – zum Zeitpunkt der Preisverleihung – waren 95 Prozent aller Festplatten mit GMR-Leseköpfen ausgestattet. Das Patent für die Technologie spült dem FZJ jedes Jahr bis zu drei Millionen Euro in die Kassen. Inzwischen dienen ähnliche Sensoren auch zur Kontrolle von bewegten Teilen im ABS-System von Autos oder zur Steuerung von Robotern.

Auf dem Weg zum Durchbruch ist der Biosensor, den Rainer Hintsche vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnik (IST) in Itzehoe, Walter Gumbrecht von Siemens in Erlangen und Roland Thewes vom Münchner Halbleiterunternehmen Infineon Technologies entwickelt haben. Die drei Forscher wurden dafür 2004 mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet. Anders als die bislang gebräuchlichen Biochips arbeitet ihr Messgerät nicht auf komplizierte Weise mit Licht, sondern mit elektrischen Strömen. Dadurch lassen sich die Biochips mit etablierten Technologien aus der Mikrochipfertigung viel einfacher, kostengünstiger und kleiner herstellen. Die kompakten Geräte sind ideal geeignet, um rasch und zuverlässig Proteine, Krankheitserreger oder Schadstoffe, etwa in Nahrungsmitteln, nachzuweisen – oder biologische Giftstoffe, die Terroristen für Anschläge benutzen. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnik und der Firma eBiochip Systems in Itzehoe – einer Ausgründung aus dem IST – hat das Unternehmen Diehl BGT Defence in Überlingen am Bodensee ein tragbares Minilabor entwickelt, mit dem sich beispielsweise die Erbsubstanz von tödlichen Erregern wie Anthrax aufspüren lässt. Der Sensor soll etwa dazu dienen, neuralgische Verkehrsknotenpunkte wie U-Bahnhöfe zu überwachen.

Das wohl bekannteste Beispiel für eine überaus erfolgreiche Innovation, die vom Bundespräsidenten geehrt wurde, ist das Datenformat MP3. Forscher am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) in Erlangen und Ilmenau haben es entwickelt. Teamleiter Karlheinz Brandenburg und seine beiden Mitstreiter Bernhard Grill und Harald Popp erhielten dafür 2000 den Deutschen Zukunftspreis. Das MP3-Verfahren nutzt psychoakustische Effekte, um den Speicherbedarf von Audiodateien auf einen Bruchteil zu reduzieren. So kann ein Mensch zwei Töne erst ab einer Mindestdifferenz in der Tonhöhe voneinander unterscheiden. Vor und nach sehr lauten Geräuschen kann er leisere Geräusche für kurze Zeit schlechter oder gar nicht wahrnehmen. Man braucht daher nicht das komplette Ursprungssignal zu speichern, sondern nur die Signalanteile, die das menschliche Gehör überhaupt wahrnimmt. Diese Datenkomprimierung ist die Voraussetzung dafür, dass sich digitale Musikstücke übers Internet übertragen und in großer Zahl auf tragbare Abspielgeräte packen lassen.

Das MP3-Format hat den Musikmarkt in den letzten Jahren völlig umgekrempelt: Die Verkaufszahlen von CDs gehen zurück, während der Handel mit MP3-Dateien – neben professionellen Musiktiteln auch selbstkomponierte Lieder, Hörbücher oder Radiospots, das so genannte Podcasting – übers Web immer weiter wächst. In Internet-Suchmaschinen gehört „MP3″ nach dem Wort „Sex” zu den häufigsten eingegebenen Begriffen.

Ein Ende des Siegeszugs von MP3 ist nicht absehbar. Während bis Ende 1999 insgesamt weltweit rund eine Million MP3-Player verkauft wurden, waren es 2005 schon 140 Millionen. 2006 werden nochmals etwa 80 Millionen MP3-Player hinzukommen. Außerdem haben 2005 über 200 Millionen Internet-Nutzer einen Software-Player für MP3 auf ihrem PC installiert. Für die Fraunhofer-Gesellschaft ist der MP3-Boom eine Goldgrube: 2005 nahm sie rund 100 Millionen Euro durch die Erlöse aus den Lizenzen für die MP3-Technologie ein. Die meisten der weltweit agierenden Unternehmen aus der Unterhaltungsindustrie und der IT-Branche gehören zu den Lizenznehmern.

Zweifellos wäre der Erfolg von MP3 und anderen ausgezeichneten Innovationen auch ohne den Deutschen Zukunftspreis nicht geringer ausgefallen. Doch die Beispiele belegen, dass die Mitglieder der Jury bei der Auswahl der preiswürdigen Forschungsprojekte in den letzten zehn Jahren einen hervorragenden Riecher hatten. Und die Ehrung mit dem – in Forschungskreisen hoch angesehenen – Preis des Bundespräsidenten hat der beruflichen Karriere der Preisträger auf jeden Fall genutzt.

So leitet der MP3-Erfinder Karlheinz Brandenburg seit 2004 das neu gegründete Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie (IDM) in Ilmenau, wo die MP3-Technologie weiterentwickelt und neue Methoden der Klangwiedergabe erforscht werden. Und Peter Gruss, der den Zukunftspreis zusammen mit Herbert Jäckle 1999 für die Entwicklung molekularbiologischer Verfahren für innovative Methoden zur Therapie von Erkrankungen wie Diabetes und Fettleibigkeit erhielt, steht seit Juni 2002 der Max-Planck-Gesellschaft als Präsident vor.

Mit den Komitees anderer bedeutender Wissenschaftspreise ist sich die Jury des Deutschen Zukunftspreises indes nicht immer einig. So war der Münchner Physiker Theodor Hänsch zwar 2001 für den Preis des Bundespräsidenten nominiert – das Rennen machte jedoch Wolfgang Wahlster, der am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Saarbrücken „sprachverstehende Computer als Dialog- und Übersetzungsassistenten” entwickelt hat. Theodor Hänsch erhielt 2005 den Nobelpreis für Physik für die Entwicklung einer laserbasierten Präzisionsspektroskopie – das Forschungsprojekt, mit dem er auch für den Zukunftspreis nominiert war. Die unterschiedliche Bewertung seiner Arbeiten durch die Jurys in Berlin und Stockholm ist aber nachvollziehbar, wenn man die Differenz bei der Ausrichtung der beiden Preise sieht: Während der Nobelpreis bahnbrechende Arbeiten aus der Grundlagenforschung auszeichnet, stehen beim Deutschen Zukunftspreis Innovation, Marktfähigkeit und die Aussicht auf die Schaffung von Arbeitsplätzen im Vordergrund. Und diese Aussicht erscheint bei Computern, die Sprache verstehen und sich selbst per Sprache mitteilen können, deutlich höher als bei der Laserspektroskopie aus Hänschs Labor. Sprachverstehende Computer kommen bereits in vielen kommerziellen Produkten zum Einsatz – zum Beispiel in Autos, Call-Centern, Mobiltelefonen, auf Flughäfen und bei Auskunftsdiensten.

Selbst die Technologie des Laser-TV hat noch ihre Anwendungen gefunden. Jenoptik bietet die Laserprojektion als Ausstattung für Planetarien und Kuppelkinos an. In den Planetarien in Hamburg, Peking und Wien sowie in einem 3D-Kino in Südkorea wird sie schon eingesetzt. Bald soll auch im Jenaer Planetarium ein Laserprojektor in Betrieb gehen. Gemeinsam mit der Bremer Firma Rheinmetall Defence Electronics vermarktet Jenoptik die Technologie auch für Flugsimulatoren, an denen Piloten trainieren. Zur Ausbildung an Militärflugzeugen wird die kontrastreiche Lasertechnik bereits genutzt, künftig soll sie auch in Simulatoren für die zivile Luftfahrt Einzug halten. ■

Ralf Butscher