Kobe city quarter: hydrogen only for 2 days, a next step towards Japan’s „hydrogen society“

On April 19th and 20th, hydrogen was used as the only fuel to provide 2800 kW of heat and 1100 kW of electricity to the two facilities of Kobe Port Island central civic hospital, to Port Island sports center, and to Kobe International Exhibition Hall. The performance of each device and system in actual supply based on hydrogen only operated without problems. Thermoelectric supply by a 1 MW class gas turbine capable of burning hydrogen and natural gas was provided by Obayashi Co. and Kawasaki Heavy Industries Ltd. under a NEDO contract. Japan makes great efforts to establish a „hydrogen-based society“ by about 2030, see Schmid, Nachrichten aus der Chemie, Oktober 2017: „Japan setzt auf Wasserstoff“.

Smart drones in a 4G LTE network as airborne police: Japan

NEDO, KDDI, Teradrone and SECOM, utilizing a 4 G LTE standard, conducted security experiments on multiple autonomously flying drones in Kanagawa Prefecture and succeeded in remote patrol security. By remote monitoring of camera images installed in the drones from the operation control room, it was possible to identify suspicious individuals. It was also possible to install a speaker, LED light, infrared cameras, alerting attention to suspicious individuals or discovering suspicious fires at night. The technology will support stringent security measures at large-scale sports events and international conferences. By using "smart drones" which allow for long-distance autonomous out-of-sight flights by connection to the 4 G LTE network and local security cameras, it is possible to survey remote places day and night.

Japan's government prepares public carefully for advent of genome-edited products

At the Tsukuba NIAS Science Cafe, Satoko NONAKA, Assistant Professor at the University of Tsukuba, gave a lecture titled "Increase GABA - increase the value of tomatoes by genome editing". A proposition of this lecture was "Giving plants the function to make people happy", and a brochure "Genome editing - new breeding technology -" was distributed by the Agency of Agriculture. Regarding the health function of GABA, there will be an announcement at "The 6th GABA Stress Research Center Center Mass Communication Seminar" which Pharma Foods will hold in Tokyo on March 23.
This and many other issues such as transgenic silk, are continuously addressed in public documents and meetings, e. g., in a Ministry of Agriculture (MAFF) documentation (in Japanese)

Dai Nippon Printing: thin and stretchable skin displays

Based on developments at the University of Tokyo (JST ERATO Someya Project*) the company is developing a thin and stretchable skin display which it plans to market within 3 years**. In this device, 16 × 24 px micro light emitting diodes and stretchable wires are mounted on a rubber sheet. The size of the micro LED is 1 x 0.5 mm, the emission wavelength is 630 nanometers (nm) (red), and the drive voltage is 2 volts (V). Micro LEDs are embedded at equal intervals in a thin rubber sheet with a total thickness of about 1 mm (mm). Fitted to the skin, vital signs or even animation of the electrocardiographic waveform is displayed. The newly-developed skin electronics system is aimed at people
such as the elderly or the infirm, who have difficulty operating and obtaining data from other devices and interfaces. Vital signs or electrocardiograms are transmitted wirelessly to a smartphone. The readings or electrocardiogram waveforms can be displayed on the screen in real time, or sent to either the cloud or a memory device where the information is stored.It is thought to help ease the strain on home healthcare systems in aging societies through continuous, non-invasive health monitoring and self-care at home.


Kyoto University develops global land altitude database from satellite big data, useful for Tsunami risk prediction and water resources management

In cooperation with two Japanese space-related research organizations, researchers at the school of bioinformatics of Kyoto University have developed a „world mesh code“ where world position information is linked with latitude, longitude and area division, based on satellite big data compressed to 1/337 at high speed. The global land area altitude data were taken from ASTER GDEM, a huge data source covering the entire world, obtained from the satellite sensor ASTER developed by METI for NASA's satellite Terra. Using these and other data, a statistical database of global land altitudes was created and released free of charge, . It can be used for prediction of risk from tsunami damage on a global scale. In addition, correlation analysis can also be performed with other statistical data linked with the world mesh code, such as exploration of underground resources, water resources management, or flood prevention measures. The land altitude database created with this world mesh code system covers more than 150 countries and regions worldwide

NEC: bioplastic turned into splendid Japan black lacquerware (urushi) for luxury items

In collaboration with Mr. Yutaro Shimode, a professor at Kyoto Sangyo University, NEC has developed a lacquer black tone with the beauty of urushi-like traditional craft lacquerware. The bioplastic (NeCycle R) is composed of polylactic acid and a grounded extract of cashew nuts containing cellulose and cardanol, a phenolic lipid based on anacardic acid. A blending technique of these ingredients was developed that keeps the optical properties of lacquer black and makes scratches less prone to rubbing with cloth and paper. In addition, digital image processing was performed through cooperation of printing makers strong in special skills concerning ink composition, coloring components and printing conditions for the production of sprinkled pictures (maki-e), lacquer ware on which the design is made by sprinkling or spraying wet lacquer with metallic powder, usually gold or silver. As a result, maki-e printed designs were obtained on an artificial bioplastic which have high scratch resistance and keep a beautiful artistic appearance, a new material for luxury consumer goods.

Low-pressure ammonia synthesis makes progress

The group around Hideo HOSONO at Tokyo Institute of Technology has succeeded to further optimize a catalyst which permits to produce ammonia from molecular nitrogen and hydrogen at relatively mild conditions (400 C, 0.1 MPa = 1 bar). The best catalyst found so far is an intermetallic “electride” compound compoised of lanthanum, cobalt and silicium which at a high surface of 1,8 m2/g activates N2 to form an NH intermediate. This technology is commercially developed at Tsubame BHB,, a company focused on developing technology for the distributed production of ammonia in local and small plants. Partners of Tsubame BHB are Ajinomoto and UMI Co., a venture company focused on chemical engineering.

Terumo introduces patch-type insulin pump

Terumo’s product name is "Medisafe With", weighs 34 g and has a body slightly larger than a match box. It must be replaced every 3 days. From the main body, a plastic needle stabs into the skin. Insulin is injected from here, and adjusted using a remote control touch panel. Using the control panel, basal administration of insulin can be chosen, which steadily lowers blood glucose, and administration of a bolus which can pinpoint the rise in blood sugar after meals.

Terumo news release, December 13, 2017

Terumo erhält Zulassung für Japans erste Patch-Insulinpumpe

Der Produktname lautet "Medisafe With". Das Modul wiegt 34 g und ist etwas größer als eine Streichholzschachtel. Es muss alle 3 Tage ausgetauscht werden. Aus dem Modul sticht eine Plastiknadel in die Haut. Von hier aus wird Insulin injiziert und über ein ferngesteuertes Touchpanel eingestellt. Über das Bedienfeld kann eine basale Verabreichung von Insulin gewählt werden, die den Blutzuckerspiegel kontinuierlich senkt, oder die Verabreichung eines Bolus, der den Anstieg des Blutzuckerspiegels nach den Mahlzeiten genau bestimmt und normalisiert.

Sekisui and LanzaTech develop „waste-to-ethanol“ technology

The technology allows to use garbage from disposal facilities without sorting. The garbage is first gasified to CO, H2 etc. under anoxic conditions. As gases obtained from garbage may contain contaminants toxic for microbial catalysts, gas purification technologies are applied which identify contaminants (about 400 species) contained in gas and remove toxic components. Moreover, control technology to efficiently drive the process while monitoring the presence of contaminants in real time is applied. LanzaTech’s microbial catalyst is a Clostridium strain that can produce ethanol or similar C-2/C-3 substances. It offers enhanced reaction rates sufficient for an industrial level. In cooperation with ORIX Resource Recycling Co.,, Sekisui has set-up a pilot plant on one of its company sites and operated it since 2014, successfully converting collected garbage into ethanol with extremely high production efficiency. Japan emits about 60 million per year of combustible garbage, and its energy amount reaches about 200 trillion kcal,

Sekisui news release, December 6, 2017

Sekisui und LanzaTech entwickeln "waste-to-ethanol"-Technologie

Die Technologie ermöglicht es, Abfälle aus Entsorgungsanlagen ohne Sortierung zu verwenden. Der Müll wird zunächst unter anoxischen Bedingungen zu CO, H2 etc. vergast. Da Gase, die aus Müll gewonnen werden, Schadstoffe wie H2S enthalten können, die für mikrobielle Katalysatoren giftig sind, werden Gasreinigungstechnologien eingesetzt, die solche Schadstoffe (ca. 400 Arten) im Gas identifizieren und entfernen. Darüber hinaus wird Steuerungstechnik eingesetzt, um den Prozess effizient zu steuern und gleichzeitig das Vorhandensein von Schadstoffen in Echtzeit zu überwachen. Der mikrobielle Katalysator von LanzaTech ist ein Clostridium-Stamm, der Ethanol oder ähnliche C-2/C-3-Verbindungen produzieren kann. Es bietet verbesserte Reaktionsgeschwindigkeiten, die für ein industrielles Niveau ausreichen. In Zusammenarbeit mit der ORIX Resource Recycling Co. hat Sekisui an einem seiner Unternehmensstandorte eine Pilotanlage errichtet und seit 2014 betrieben, die den gesammelten Müll mit extrem hoher Produktionseffizienz erfolgreich in Ethanol umwandelt. Japan emittiert jährlich etwa 60 Millionen brennbaren Müll, und seine Energiemenge erreicht etwa 200 Billionen kcal,

"DRIVEtheArc": Japanese consortium completes rapid charging station network at 25 locations for EV drivers in California

Nissan Motor and Kanematsu, under a contract with NEDO, have completed 55 large-scale (50 kW) rapid charging stations at 25 locations in California, in a corridor from Monterey to Lake Tahoe. For Nissan EV drivers, a real-time smartphone app "DRIVEtheARC" is available. In this demonstration project, data of behavior patterns of EV owners such as best installation sites for quick chargers and charging behavior of users will be accumulated and analyzed for two years. California State aims to have 1.5 million ZEV (Zero Emission Vehicle) by 2025. So far, Nissan has sold 340 thousand EVs worldwide. Kanematsu is a leader in M2M/IoT (Machine to Machine/Internet of Things).

NEDO news release, November 28, 2017

"DRIVEtheArc": Japanisches Konsortium komplettiert Netz von Schnell-Ladestationen für EV-Fahrzeuge an 25 Standorten in Kalifornien

Nissan Motor und Kanematsu haben im Rahmen eines Vertrags mit NEDO leistungsstarke (50 kW) Schnellladestationen an 25 Standorten in Kalifornien fertiggestellt, in einem Korridor von Monterey nach Lake Tahoe. Für Nissan EV-Treiber steht eine Echtzeit-Smartphone-App "DRIVEtheARC" zur Verfügung. In diesem Demonstrationsprojekt werden Daten über Verhaltensmuster von EV-Besitzern, wie z.B. die besten Installationsstandorte für Schnellladegeräte und das Ladeverhalten von Nutzern, gesammelt und zwei Jahre lang analysiert. Der Bundesstaat Kalifornien strebt bis 2025 1,5 Millionen ZEV (Zero Emission Vehicles) an. Bis jetzt hat Nissan 340 Tausend EVs weltweit verkauft. Kanematsu ist führend im Bereich M2M/IoT (Machine to Machine/Internet of Things).

Otsuka Pharmaceutical erhält FDA-Zulassung für das erste "digitale Medikament" mit Sensor

In Otsukas oral eingenommenem Antipsychotikum ABILIFY (Aripipiprazol) ist ein Miniatursensor integriert, der über ein Pflaster erfasst, ob das Medikament überhaupt eingenommen wurde, und mit Zustimmung des Patienten über ein webbasiertes Portal für Gesundheitsdienstleister und Pflegepersonal auch Daten über die Aktivität des Patienten sowie über die selbstberichtete Ruhe und Stimmung weitergibt. In einem ersten Schritt sollen eine begrenzte Anzahl von Patienten mit Schizophrenie, bipolarer oder schwerer depressiver Störung dieses neue digitale Medizinsystem erproben. Der vom US Startup Proteus Digital Health entwickelte 1 mm2 große Sensor besteht aus einem Gold-beschichteten Silikon-Blättchen, auf das voneinander isoliert je eine dünne Schicht von Mg und CuCl aufgebracht ist. Mit Einfassung hat der Sensor einen Durchmesser von 3 mm. Beim Kontakt mit Magensäure bildet er eine galvanische Zelle, die etwa 3 min lang ein Potential von etwa 2,5 V erzeugt, das mittels eines auf den Bauch aufgebrachten Pflasters ausgelesen werden kann.

Japan revitalisiert seine Seiden-Industrie

Japan hat eine lange Tradition für die Herstellung qualitativ sehr hochwertiger Naturseiden („Japanseide“), die z. B. zur Herstellung von Kimonos verwendet werden. Die japanische Seiden-Industrie, vor allem in den Präfekturen Gunma und Kumamoto beheimatet, erlebte allerdings mit der Entwicklung synthetischer Polymere einen Niedergang. Seit vielen Jahren arbeitet das Landwirtschaftsministerium MAFF und andere daran, unter dem Schlagwort „Amazing silkworm“ mit Hilfe moderner Technologien die Seidenraupenzucht zu reaktivieren, . In der Entwicklung befinden sich neue von rekombinanten Seidenraupen erzeugte Seidenarten, deren Seide beispielsweise fluoreszierende Proteine wie GFP oder Spinnenseide zur Erhöhung der Reißfestigkeit enthält, . Ein Unternehmen in Gunma, Immuno-Biological Laboratories (IBL), bietet zahlreiche mit rekombinanten Seidenraupen erzeugte Proteine wie Fibrinogen, monoklonale Antikörper oder menschliches Typ-1 Kollagen an, , und hat dazu eine Pilotanlage gebaut, in der bis zu 9 Millionen Seidenraupen gehalten werden können, um rekombinantes Protein im 100 g Maßstab zu erzeugen,
Im September 2017 erhielten die Seidenraupen-Züchter die behördlich Genehmigung, GFP-haltige fluoreszierende Seide in einer offenen, aber steril gehaltenen Anlage herzustellen, . Die Stadt Yamaga in der Präfektur Kumamoto hat nun nachgezogen und ein neues Seidenraupen-R&D-Zentrum eröffnet.

Japans Überalterung wird dramatische Folgen haben…

Die Überalterung der japanischen Gesellschaft wird enorme Auswirkungen auf Industrie, medizinische Versorgung, Pflege usw. haben. Ein von der Chiba University durchgeführtes Projekt erlaubt eine Computer-gestützte Vorschau auf die Folgen des Bevölkerungsrückgangs für jede Präfektur bis zum Jahr 2040. Sie soll bereits in den höheren Schulklassen und an den Universitäten dazu benutzt werden, die Jugendlichen auf ihre Lebenswelt im Jahr 2040 einzustimmen und sie in Workshops bei richtungsweisenden Entscheidungen einzubinden. Die Abbildungen zeigen die erwartete Bevölkerungspyramide für das Jahr 2040 und am Beispiel der Stadt Matsudo und der Präfektur Chiba den Rückgang der Arbeitskräfte im Bereich Landwirtschaft und Bau.

JST news release, October 30, 2017

Japan's ageing population will have dramatic consequences...

The ageing of Japanese society will have an enormous impact on industry, agriculture, medical care, etc. A project carried out by Chiba University allows for a computer-based preview of the consequences of demographic decline for each prefecture by 2040, to be used in the upper school classes and universities to prepare young people for their lives in 2040 and to involve them in workshops on policy-making decisions. The figures show the expected population pyramid for 2040 and, using the example of the city of Matsudo and the prefecture of Chiba as an example, the decline in agricultural and construction workers.

Japanisches Konsortium stellt erstmals serienmäßig Fahrgestelle aus Carbonfasern her

Das um Toyota gruppierte Konsortium benutzte eine vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technology in Pfinztal (FhG-ICT) entwickelte Technik (LFT-D), bei der Carbonfasern kontinuierlich mit thermoplastischen Kunststoff-Pellets verknetet werden, und entwickelte daraus eine Autoklaviertechnik, die innerhalb von 1 Minute zu einem fertigen Chassis führte, das sich mit Roboter-gesteuerten Ultraschall-Schweißsystemen verarbeiteten ließ.

Japan erprobt nächsten Schritt zu „grünem Wasserstoff“

Ein vom Projektträger NEDO des Industrieministeriums unterstütztes Projekt sieht vor, an einer bereits existierenden Windkraft-Anlage in Hokkaido ein neuartiges Geschäftsmodell zur Nutzung überschüssiger Windenergie als Wärme zu erproben. Dabei will man vorausberechnen, welcher Teil der Windenergie bei unterschiedlicher Nachfrage und Wetterschwankungen stabil im Grid verkauft werden kann, und die Überschußenergie zur Erzeugung von H2 nutzen. Dieser wird durch Hydrierung von Toluol zu Methylcyclohexan besser transportfähig gemacht. Am Zielort wird dehydriert, der Wasserstoff mit LPG vermischt und zur Wärmeerzeugung verwendet. Später könnten anstelle dieses letzten Schritts auch Brennstoffzellen direkt mit „grünem H2“ gespeist werden (nicht Teil dieses Projekts).
Projektpartner sind Toyota Tsusho, Kawasaki Heavy Industries, NTT Facilities, HRein Energy, Technova Co. und das Muroran Institute of Technology in Hokkaido.

Japan tests next step towards "green hydrogen“

A project supported by the project management organisation NEDO of METI envisages testing a new business model for the use of surplus wind energy as heat at an existing wind power plant in Hokkaido. The aim is to predict which part of the wind energy can be sold in a stable manner in the grid under varying demand and weather conditions and to use the surplus energy to generate H2. This is made more transportable by hydrogenation of toluene to methylcyclohexane. At the destination, hydrogen is dehydrated, mixed with LPG and used to generate heat. Later, instead of this last step, fuel cells could also be fed directly with "green H2" (not part of this project).
Project partners are Toyota Tsusho, Kawasaki Heavy Industries, NTT Facilities, HRein Energy, Technova Co. and the Muroran Institute of Technology in Hokkaido.

Solarenergie für Sensoren und Displays im T-Shirt

Ein Team des RIKEN und der Universität Tokio haben ultradünne organische Solarzellen entwickelt, die sich dehnen und waschen lassen. Eine nur 3 µ dicke Siegelfolie besteht aus einem Thiazolothiazol-/Naphthobisthiadiazol-Halbleitercopolymer, der beidseitig in Parylen eingebettet ist; sie ist wasserfest, kann ohne Verlust ihrer Funktionalität geknickt oder zerschnitten werden und lässt sich in Textilgewebe einarbeiten. Der Wirkungsgrad der Energieumwandlung liegt bei 7,9 %, die Kurzschlußstromdichte bei Bestrahlung mit künstlichem Sonnenlicht von 100 mW/cm2 beträgt 16,2 mA/cm2. Ein mit dieser photoreaktiven Folie ausgerüstetes T-Shirt ließ sich ohne Funktionsverlust in einer Waschlauge waschen. Die Entwicklung zielt auf eine stabile Stromversorgung von Textilien, die mit Sensoren und Displays ausgerüstet sind.

Analyse von Japans Science and Technology Agency (JST): China wird zur globalen Wissenschafts- und Technologiemacht

Die Zahl der Patentanmeldungen in China überschritt 2015 erstmals eine Million und stieg bis 2016 auf 1.339.000, mehr als doppelt so viele wie die etwa 600.000 aus den USA und mehr als das Vierfache der 318.000 japanischen Anmeldungen; der Anteil Chinas an den Patentanmeldungen in der Welt lag bei über 40 %. Patente zu wissenschaftlichen Grundlagenpatente werden durch die Verbesserung der S&T-Kapazitäten in China immer häufiger. Die Zahl der Patentanmeldungen chinesischer Universitäten betrug 137.000 oder 12,4 % und damit das 19-fache der 7223 Fälle Japans (2,3 %). Die chinesische Universität mit der höchsten Zahl der Patentanmeldungen im Jahr 2016 war die Zhejiang Universität mit 1.730 Fällen, die Tokyo University mit 331 Fällen. Anders als in Japan gehören mehr als 65 % aller Hochschulpatente den Anmeldern. Das Budget der Universitäten betrug 25 Trillionen Yen im Vergleich zu 9 Trillionen Yen japanischer Universitäten, die Zahl der Forscher betrug 1,48 Millionen in China, fast doppelt so viele wie 840.000 in Japan. Unter den Top10 der am häufigsten zitierten Publikationen kamen 19.000 aus China, also 2,5 mal mehr als aus Japan (7000). Startups aus Universitäten gab es 5279 Unternehmen in China, das dreifache der 1773 Startups in Japan

Genom-Editierung könnte die Blumenzüchtung beschleunigen

Ein japanisches Team an der Universität Tsukuba hat mit der CRISPR/Cas9-Genomeditier-Methode weiße und andersfarbige Varianten der japanischen Prunkwinde (Ipomoea (Pharbitis) nil) hergestellt. Dazu wurde Dihydroflavonol-4-reduktase B (DFR-B) als Ziel ausgewählt, ein Schlüsselenzym der Anthocyanin-Biosynthese. Etwa 75 % der transgenen Pflanzen bildeten Anthocyanin-freie weiße Blüten mit bi-allelen Mutationen im für DFR-B-kodierenden Gen, in geringerem Umfang auch blaßfarbene Varianten. Die transgenen Pflanzen enthalten keine zusätzlichen Gene, haben aber genetische Information verloren. Der Genom-Editor arbeitete offensichtlich sehr präzise und führte Mutationen selektiv in das DRF-B-Gen, nicht aber in benachbarte DFR-A- und DFR-C-Gene ein. Die Autoren (Kenta Watanabe et al., Scientific Reports 7, Article number: 10028 (2017) weisen nachdenklich darauf hin, daß dieses Ergebnis innerhalb eines Jahres erzielt wurde, während es 850 Jahre natürlicher Züchtung bedurfte, um eine weiße Variante der Prunkwinde zu züchten (Japan führte die Blume im 8. Jahrhundert aus China ein, und die erste bildliche Darstellung einer weißen Prunkwinde in Japan stammt aus dem Jahr 1631).

Machine translation:
Genome editing might speed up flower breeding
A Japanese team at the University of Tsukuba has used the CRISPR/Cas9 genome editing method to produce white and other coloured variants of the Japanese morning glory (Ipomoea (Pharbitis) nile). Dihydroflavonol-4-reductase-B (DFR-B), a key enzyme of anthocyanin biosynthesis, was selected as the target. Approximately 75 % of the transgenic plants produced anthocyanin-free white flowers with bi-all mutations in the gene coding for DFR-B, to a lesser extent also pale coloured variants. The transgenic plants do not contain any additional genes, but have lost genetic information. The genome editor obviously worked very precisely and introduced mutations selectively into the DRF-B gene, but not into neighbouring DFR-A and DFR-C genes. The authors (Kenta Watanabe et al., Scientific Reports 7, Article number: 10028 (2017) contemplatively point out that this result was achieved within a year, while 850 years of traditional cultivation were needed to grow a white variety of this flower (Japan introduced this flower in the 8th century from China, and the first pictorial representation of a white morning glory in Japan dates back to the year 1631).

Japan erprobt fahrbare Altfett-zu-Strom-Generatoren

TBM, ein führender japanischer Turbinenhersteller, hat einen fahrbaren Stromgenerator der 100 KVA-Klasse entwickelt, der sich aus Fett- und Ölrückständen speist. Das mit Projektmitteln des Industrieministeriums METI entwickelte Fahrzeug wird derzeit bei verschiedenen Veranstaltungen erprobt, wo es aus den eingesammelten Rückständen von Fettabscheidern Strom für Beleuchtung, Kochgeräte und Kühlaggregate erzeugt. Bis zu den Olympischen Spielen in Tokio 2020 sollen derartige mobile Stromaggregate flächendeckend eingesetzt werden und dabei einen Teil der jährlich 310.000 t Fettabfälle Japans in „Food – Green Energy“ umwandeln. Sie könnten auch bei Umwelt-Katastrophen zum Einsatz kommen.

Japanisches Startup misst Blutzucker ohne zu piksen

Als Lichtquelle dient dabei ein im mittleren Infrarot arbeitender Festkörper-Laser (Ytterbium-dotiertes Ittrium) mit optisch parametrischer Oszillation, dessen Licht von der Aldehyd-Gruppe der Glucose weit stärker als von den Hydroxylgruppen des Wassers oder von Alkoholen absorbiert wird. Die Empfindlichkeit und Präzision dieser von Koichi YAMAKAWA bereits 2015 beschriebenen Technologie konnte seither gerätetechnisch soweit optimiert werden, daß die in einem ISO-Standard festgelegte Meßgenauigkeit erreicht wird. Im Rahmen der START-Initiative des japanischen Wissenschaftsministeriums MEXT versucht nun das Unternehmen Light Touch Technology Co. in Osaka, ein spin-off der Kansai Optical Science Laboratories, das Gerät zur Marktreife zu entwickeln. Das potenzielle Marktvolumen wird mit über 100 Mrd. Yen (ca. 8 Mrd. €) allein in Japan beziffert.

Japan erprobt „vertikale Landwirtschaft“ mit Robotern und AI

Im landarmen, technologisch hochgerüsteten Japan hat die „vertikale Landwirtschaft“ mit über 150 „Pflanzenfabriken“ bereits Fuß gefasst. Dort werden in hydroponischer Kultur unter LED-Licht und bei streng regulierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit Salate, Erdbeeren, Gemüsepflanzen und Gewürze über 365 Tage im Jahr hergestellt. Der wichtigste Vorteil wird in hohen Erträgen bei gleichbleibender Qualität gesehen. Der nächste Schritt besteht nun im überalternden Japan im Einsatz von Robotern und künstlicher Intelligenz (AI) zur Optimierung der Abläufe. Die Utsunomiya University arbeitet dazu bereits mit 10 Partnern aus den Bereichen Robotics, IT und Anlagenbau zusammen. Auch die Universität Tsukuba hat gerade veröffentlicht, daß sie ihre Kompetenz auf dem Gebiet der pflanzlichen Gentechnik und beim genome editing mit ihrem know-how bei der Entwicklung von Robotern und künstlicher Intelligenz in einem „AI-Robot Greenhouse-Konsortium“ mit industrieller Beteiligung zusammenfassen will.

Japan verliert an Boden im internationalen Wissenschaftsbetrieb

Ein umfangreicher Bericht der japanischen Technologiebehörde (National Institute of Science and Technology Policy, NISTEP) kommt zu dem Schluß, daß Japan bei wissenschaftlichen Veröffentlichungen in den letzten 20 Jahren deutlich zurückgefallen ist und insbesondere bei häufig zitierten Veröffentlichungen nur noch Platz 9 der Weltrangliste belegt – 2004 war es noch Platz 4. Wissenschaftliche Berichte mit internationaler Beteiligung sind vergleichsweise selten, vor allem im Vergleich zu China, dessen Veröffentlichungen häufig gemeinsam mit US-(sino)amerikanischen Coautoren erfolgen und das deshalb auf Rang 2 der Liste landet. Im Vergleich zu 1994 sind Veröffentlichungen aus japanischen Industrieunternehmen um etwa 50 % zurückgegangen. Der Schwund betrifft nahezu alle Fachgebiete, lediglich wissenschaftliche Berichte zur Energieforschung und zur Medizin zeigen einen Anstieg.

Bluttransfusion ohne Blutspender durch Zelltechnologie?

Megakaryon Co. in Japan findet einen Weg, Blutplättchen aus immortalisierten iPS-Zellen zu erzeugen, und bildet ein Konsortium für die neue Wertschöpfungskette

Dem in Tokyo ansässigen Unternehmen, mit einem Cell Processing Center in Kyoto, gelang es, aus menschlichen iPS-Zellen (induzierte pluripotente Stammzellen) hämatopoetische Vorläuferzellen herzustellen und diese durch die Einklonierung von drei Genen zu immortalisieren. Die kryokonservierten Zellen können nun unbegrenzt zur Herstellung von Blutplättchen (Thrombozyten) verwendet werden und die derzeit durchgeführte spezielle Blutspende (Thrombozytenspende) ersetzen. Zur Vermeidung immunologischer Unverträglichkeit werden die zugrundeliegenden iPS-Zellen nach HLA-Typus ausgewählt. Bis 2020 soll die Technologie marktreif sein, und Megakaryon hat auch bereits ein Konsortium gebildet, das die gesamte Wertschöpfungskette bedient:
• Satake Scientific Machinery Industry baut die Maschinen zur Herstellung der Zellen
• Nissan Chemical Industries: strellt Reagentien bereit, die die Ausbeute an Vorläuferzellen erhöhen
• Otsuka Pharmaceutical: entwickelt eine Technologie, um die Konservierung der Thrombozyten weiter zu verlängern
• Kawasumi Chemical Industry: baut Filter, um die Bluttplättchen abzutrennen und zu reinigen
• Kyoto Manufacturing Co.: automatisiert den Herstellungsprozeß
• Sysmex: stellt einen Zähler für Blutplättchen bereit
• Cimic: organisiert die präklinischen Untersuchungen und verhandelt mit dem Gesundheitsministerium MHLW über die Zulassung


Können Stammzellen bei Schlaganfall helfen? JCR Pharma setzt auf Stammzellen aus der Zahnpulpa.

JCR Pharma hat seit 2015 die Zulassung für ein mesenchymales Stammzellpräparat im japanischen Markt erhalten (TemCellHS). Es wird aus Knochenmark gewonnen und verhindert die Immunabwehr bei Knochenmarkstransplantationen. Die Behandlung eines Erwachsenen kostet über 100.000 €. Durch Arbeiten der Advanced Cell Technology and Engineering Ltd. (ACTE) hat sich nun herausgestellt, daß die Zahnpulpa ein noch viel besseres Reservoir an mesenchymalen Stammzellen bietet. ACTE arbeitet mit Dutzenden von Zahnkliniken in Japan zusammen, sammelt Milchzähne von Kindern und extrahierte Zähne von Erwachsenen, und hat daraus eine umfangreiche Sammlung von Stammzellen aus der Zahnpulpa angelegt, deren immunologische Signatur bereits 76 % der japanischen Bevölkerung abdeckt. JCR Pharma will aus Stammzellen der Zahnpulpa nun ein Präparat entwickeln (Code JTR-161, allogen), das bei Schlaganfällen intravenös verabreicht werden kann, die Blut-Hirn-Schranke passiert und im geschädigten Hirnbereich neuroprotektiv, ,immunmodulierend und angiogenetisch wirkt. Klinische Untersuchungen sind bereits für 2018 geplant. Partner ist Teijin Ltd.

Die digitale Haut verstärkt den Trend zum “Quantified self” Xenoma Co., eine Ausgründung der Universität Tokio, bringt e-skin auf den Markt

Die künstliche Haut besteht aus einem Textil, das mit 14 ultradünnen Dehnungssensoren ausgerüstet ist. Sie sind über gedruckte Leiterbahnen aus in Kautschuk eingebetteten Silber-Nanopartikel geschaltet. Der Aufbau der einzelnen Module und der Einbau weiterer Sensoren für pH, Temperatur oder Druck wird auf der Webseite des Projekts geschildert,
Die e-skin hält eine Reinigung in Waschmaschinen aus. Kleidet man sich in ein derartiges Textil, so kann man Bewegungsabläufe und Haltungsveränderungen (mit weiteren Sensoren sicher auch Stoffwechselvorgänge) ohne Kamera aufzeichnen, unter Verwendung von AI analysieren und für das Abschlagtraining beim Golfen, für Tanzübungen für Spiele in VR oder auch nur für die Aufzeichnung der alltäglichen Atmungs- und Haltungsmuster verwenden. Das Produkt soll ab 2. August für 479 US-$ bei Kickstarter angeboten werden.

Wird Wasserstoff der Energieträger der Zukunft? Japanisches Konsortium beginnt Demonstrationsprojekt für eine internationale Wasserstoff-Lieferkette

Wird Wasserstoff der Energieträger der Zukunft? Japanisches Konsortium beginnt Demonstrationsprojekt für eine internationale Wasserstoff-Lieferkette

Ein Konsortium der Chiyoda Corp. mit Mitsubishi, Mitsui und der NYK Line, hat mit einem Demonstrationsprojekt zur marinen Versorgung Japans mit Wasserstoff begonnen. Grundlage dafür ist der bei Chiyoda entwickelte SPERA-Prozeß*, bei dem Methylcyclohexan als Wasserstoff-Träger eingesetzt wird. 2019 soll in Daressalam (Brunei) eine Anlage fertiggestellt sein, in der Toluol mit aus LNG stammendem Wasserstoff hydriert wird. Methylcyclohexan gelangt dann auf dem Seeweg nach Kawasaki in Japan, wo es in einer zweiten Anlage unter Gewinnung von Wasserstoff zu Toluol dehydriert wird. Die Kapazität ist auf die Generierung von 210 to Wasserstoff/Jahr ausgelegt, womit ab 2020 etwa 40.000 voll betankte Wasserstoff-Fahrzeuge betrieben werden können. Das vom Industrieministeriums METI geförderte Projekt (Projektträger NEDO) ist in mehrere andere Projekte über Brennstoffzellen und zur städtischen Energieversorgung eingebettet, die eine stärkere Versorgung Japans mit Wasserstoff als Energieträger zum Ziel haben (siehe auch


Medizinische Versorgung über das Smartphone: Startup MEDACA

Die Geschäftsidee der Medical Data Card Co., Tokio, lautet "best medical care anytime, anywhere" - also über das Smartphone. Dazu werden alle relevanten Daten des Kunden mittels SSL und TLS (transport layer security) in der Cloud von Amazon Web Services AWS gespeichert und können sowohl vom Kunden wie auch von medizinische Dienstleistern (Krankenhäuser, Ärzte, Apotheken) abgerufen werden, natürlich erst nach Freigabe. Als Vorzug für den Kunden wird eine bessere individuelle Versorgung gesehen, als Vorteil für die Dienstleister die Einsparung von Verwaltungsaufwand.

Hitachi Zosen setzt auf 20 kW Brennstoffzellen für Gebäude und Gewerbe

Nach 4000 Stunden Betriebsdauer im Feldtest, bei dem ein Wirkungsgrad von 90 % erzielt wurde, will das Unternehmen seine Brennstoffzelle nun marktnah in verschiedenen Einrichtungen von Osaka testen und damit ein längerfristiges Projekt des Industrieministeriums METI und der Stadt Osaka zur Energieversorgung mit reformiertem Methan- und Wasserstoffgas vorantreiben. Die hier getestete Brennstoffzelle von 2.2 × 4.3 × 2.8 m (Breite x Länge x Höhe) erreichte im Langzeitbetrieb 90 % Energieeffizienz (50% Energie-, 40 % Wärmerückführungseffizien) und lieferte 210 l warmes Wasser von 84 °C pro Stunde. Dieser Typ von Brennstoffzellen (SOFC) soll zukünftig Supermärkte, Bürohäuser, Krankenhäuser und kleinere Siedlungen mit Energie versorgen.

Schanghai lässt sich ein Stammzellforschungszentrum bauen – von Japan!

Allerdings geht es dabei nur um die Energiesteuerung des Gebäudes, aber die hat es in sich. Die Energieversorgung für 16.000 m2 Laborfläche benötigt 55,3 TJoule/Jahr und erfolgt durch Geothermie. Das Energiemanagent erfolgt durch ein Energiemanagement-System im internationalen Standard IEEE 1888. Die Hocheffizienz-LED-Leuchten werden im Standby-Modus kabellos über Bewegungssensoren abgedunkelt. Energie zur Luftkühlung spart man durch Inverter-Kühler ein und gleicht mit einem variabel gesteuerten Fluß des Luftstroms aus, der auch eine Turbo-Funktion für schnelles Kühlen enthält. Die Luftfeuchtigkeit reguliert man mit Trockenmitteln, was beim Kühlen Energie spart. Und warmes Wasser wird rückgeführt und zum Heizen verwendet.

Der Auftrag kommt vom Shanghai Institute of Advanced Studies und wurde als Demonstrationsprojekt vom japanischen METI (Projektträger NEDO) mit dem japanischen Architekturbüro Yasui und den Unternehmen Pacific Consultants und Sanki Engineering realisiert. Eine einjährige Testphase soll nun zeigen, ob die Vorgaben – 40 % Energie-Einsparung im Vergleich zum Energieverbrauch vergleichbarer Einrichtungen – auch eingehalten werden. Meine Prognose: sie werden es.

Japanischem Konsortium gelingt die Konstruktion einer stabilen 1 kW Ammoniak-Brennstoffzelle

Einem Konsortium von fünf japanischen Unternehmen ist es unter Führung der Kyoto Universität (Koichi EGUCHI, Faculty of Engineering) gelungen, 30 kleinere Ammoniak- Brennstoffzellen so zu skalieren, daß die SOFC-Anlage (solid oxide fuel cell) eine gleichmäßige Leistung von 1 kW über 1000 Stunden aufwies, bei 50 % Wirkungsgrad (Stromerzeugnis in % des Energiegehalts des verbrauchten Ammoniaks). Als Elektroden dienten ein Zirkon-Festoxidelektrolyt und eine Luft-Elektrode. Eine schnelle Anlaufsleistung von 1 kW innerhalb von 130 Sekunden erreichte man, wenn der SOFC-Anlage ein autothermaler Reaktor vogerschaltet wurde, in dem eine Mischung aus Ammoniak und Luft partiell an einem Katalysator mit Bienenwaben-Struktur verbrannt und das 500°C heiße Mischgas der SOFC-Anlage zugeführt wurde. 

Das japanische RIKEN und das Robotic Biology Institute automatisieren die Qualitätskontrolle und Expansion von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen)

Projektpartner am RIKEN ist Prof. Masayo TAKAHASHI, die Versuche zur Heilung von Makula-Degeneration mittels autologer oder heterologer Retinalepithel-Zellkulturen bereits bis in die Klinik gebracht hat. Das Robotic Biology Institute verfügt mit dem LabDroiden "Mahoro" über einen hochbeweglichen Roboter für Präzisionsarbeiten.
Ziel des Projekts ist es zum einen, die Protokolle zur Expansion von iPS-Zellen einschließlich des know-hows ("tacit knowledge") zu automatisieren, zum anderen, mittels Bildanalyse und künstlicher Intelligenz ein "Maschinen-Auge" zu entwickeln, das den Zellzustand automatisch erkennt. Dadurch will man qualitativ hochwertige und homogene Stammzellkulturen in Zukunft auch ohne menschliche Intervention herstellen.

Synthetische Polymere aus Lignin?

Aus cis,cis-Muconsäure können zahlreiche Polymerbausteine wie Terephtal-, Adipin- oder Lävulinsäure, Caprolacton oder –lactam hergestellt werden. Die Arbeitsgruppen von Tomonori SONOKI an der Hirosaki University und Eiji MASAI von der Nagaoka Technical University haben nun Mutanten von Pseudomonas putida und Sphingobium sp. erzeugt, die aus verschiedenen Lignin-Typen in guten Ausbeuten cis, cis-Muconsäure bilden. Als Lignin verwendeten sie Lignin aus Sicheltannen oder Birken, das hauptsächlich aus Guaiacylpropan-Lignin bzw. Syringyl-Lignin besteht (G- und S-Lignin). 18 Gew.-% beider Lignin-Typen ließen sich mit dem gentechnisch optimierten Stamm Pseudomonas putida KT 2440 zur Muconsäure transformieren. Noch höhere Ausbeuten von 35 Gew.-% wurden mit einer Mutante des Stamms Sphingobium sp. SYK-6 erzielt, der außerdem das in Graspflanzen vorherrschende H-Lignin (p-Hydroxylphenylpropan-Lignin) zum Wachstum verwertete (s. Abb.). Beide Mikroorganismen konnten auf Ligninen als einziger Kohlenstoff-Quelle wachsen, waren aber gentechnisch so verändert, daß die Intermediärverbindung Protocatechussäure nur noch zum Brenzcatechin und weiter zur Muconsäure abgebaut wurde. Die Autoren wollen nun den Lignin-Aufschluß verbessern und die Ausbeuten weiter erhöhen.
Das von der Japan Science and Technology Agency (JST) geförderte Projekt ist ein gutes Beispiel für das Potenzial der Biotechnologie für eine nachhaltige Erzeugung von Chemie-Produkten.

Neuartiges leitfähiges Elastomer ermöglicht Entwicklung Sensor-bestückter Sportkleidung und Roboter-Teile

Eine Gruppe an der University of Tokyo hat im Elektronenmikroskop beobachtet, daß µm-große Silberflocken beim Mischen mit Kautschuk in Nanopartikel zerfallen und recht gleichmäßig verteilen. Das gedopte Elastomer hatte eine Leitfähigkeit von fast 5000 S/cm und erreiche selbst nach fünffacher Streckung beinahe 1000 S/cm. Die Forscher rüsteten nun durch Schmelzkleben Textilien mit Temperatur- und Drucksensoren auf hochelastischem Polyurethan-Substrat aus und betteten sie durch Bedrucken in dotierte Kautschuk-Bahnen ein. Wurden Sportler oder Roboter mit diesen Textilien ausgerüstet, konnten Temperatur- oder Druckänderungen auf der Haut oder Roboter-Oberfläche präzise angezeigt werden; im Bild leuchten die beiden LED-Lämpchen umso stärker auf, je kräftiger die Glaskugel gehalten wird. Diese Ergebnisse sind Teil des ERATO Somey Bio-Harmonized Electronics Project,

Die japanische Kamera-Industrie diversifiziert in die Biomedizin

Der Markt für Kompaktkameras wird zunehmend bedroht durch die immer leistungsfähigeren Kameras in Smartphones, deren Bilder auch gleich in soziale Netzwerke hochgeladen werden können. Alle japanischen Kamera-Hersteller investieren deshalb nachhaltig in neue Geschäftsfelder, meist im Bereich der Biomedizin und versuchen damit, einem Technologiewandel durch Diversifikation zu begegnen.

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