Assessing technology transfer in the interdisciplinary research setting of the bioeconomy

Abstract

Technology transfer from academia to industry in emerging knowledge areas such as the bioeconomy is considered a major challenge. In this regard, there have been an increasing number of policy and funding initiatives (e.g. Bioeconomy Science Center, Horizon 2020) aiming at enhancing industrial implementation and commercialisation of research generated in academia. These initiatives also foster interdisciplinary research, as it provides enormous potential for innovation, and it is essential to effectively solve the global challenges of the twenty-first century. This thesis focuses on the specific case of the knowledge-based bioeconomy (KBBE) as an example of such a highly interdisciplinary and emerging knowledge area with a potential to solve the global challenges of the twenty-first century. However, technology transfer entails new challenges in a context of collaborative research due to the cognitive distance between different and unrelated disciplines. Hence, the aim of this thesis is to analyse mechanisms for a successful technology transfer in emerging knowledge areas such as the bioeconomy by emphasising the particularities of interdisciplinary research settings using three perspectives: disciplines, stakeholders and technologies. As such, this thesis consists of a state-of-the-art and theoretical framework review. This is followed by an exploratory multiple case study approach to understand particularities of technology transfer in interdisciplinary research settings from a disciplinary perspective. In addition, a participatory and bottom-up study with key technology transfer stakeholder groups (i.e. academic scientists, technology transfer facilitators, firms/entrepreneurs) from Germany was conducted to provide the first overview of factors affecting technology transfer in the bioeconomy. Finally, from the third perspective, this thesis empirically demonstrates how interdisciplinary research can be depicted and assessed at the level of technologies by taking bioplastics as an example of a highly interdisiciplinary and emerging technology within the bioeconomy.<br /> The main finding of this thesis is that integrating knowledge across different disciplines as well as between the key technology transfer stakeholder groups is pivotal for successful technology transfer in emerging knowledge areas such as the KBBE. In particular, from the disciplinary perspective, results of eight comprehensive case studies (four interdisciplinary academic research groups and four interdisciplinary spin-offs operating in the bioeconomy) illustrate through content analysis the high relevance and attention that interdisciplinary collaborations acquire in the research setting of the bioeconomy. This analysis also emphasises the need to study technology transfer from the overall spectrum of technology transfer stakeholders who jointly shape the technology transfer process (academic scientists, technology transfer facilitators, firms/entrepreneurs). From the stakeholder perspective, the participatory and bottom-up study with 90 stakeholders by means of multidimensional scaling and hierarchical cluster analyses indicate that factors related to interdisciplinary collaborations and collaborations between academic scientists and firms as well as those tied to financial issues or consumer acceptance are assigned the highest level of importance. However, these factors are also characterised by the lowest level of coherence across key stakeholders. In light of the increasing importance of interdisciplinary collaborations, evaluating interdisciplinary research is indispensable for funding agencies and policy-makers. Consequently, a novel approach by drawing upon a sample of 890 patents and 8979 patent citations is constructed to analyse technology transfer from a technology perspective. Thus, this novel typology can help firms, funding agencies and policy-makers to improve their technological capabilities by facilitating knowledge sharing and transfer across technological areas, and to support the design and development of science and innovation policies that foster interdisciplinary research. Hence, this thesis aims at advancing the state-of-the-art with regard to the use of interdisciplinary indicators by constructing novel patent indicators that can be used to assess the degree of interdisciplinarity in emerging knowledge areas. To sum up, the outcomes of this thesis seek to contribute to the analysis of successful technology transfer in emerging knowledge areas such as the bioeconomy by understanding the particularities of interdisciplinary research settings.

Der Technologietransfer von der Wissenschaft in die Industrie gilt vor allem in neu entstehenden Wissensgebieten als große Herausforderung. Um speziell diesen Herausforderungen zu begegnen, werden eine zunehmende Anzahl an politischen Initiativen angestoßen, wie beispielsweise das EU-weite Forschungsprogramm „Horizon 2020“ oder das „Bioeconomy Science Center“ in Nordrhein-Westfalen. Diese Initiativen verfolgen das Ziel, universitäre Forschung in industrielle Anwendungen zu überführen, wobei vor allem interdisziplinäre Forschungsansätze gefördert werden, welche hohes Innovationspotenzial versprechen, um den globalen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts zu begegnen. Als Beispiel für ein derart hochgradig interdisziplinäres, neu entstehendes Wissensgebiet betrachtet diese Arbeit die Bioökonomie, mit dem Ziel, Mechanismen für einen erfolgreichen Technologietransfer zu identifizieren. Aufgrund der kognitiven Distanz zwischen unterschiedlichen Disziplinen und Akteuren innerhalb der Bioökonomie stellt der Technologietransfer jedoch neue Herausforderungen dar. Daher wird in dieser Arbeit der Technologietransfer innerhalb der Bioökonomie aus drei unterschiedlichen Perspektiven, nämlich aus Sicht unterschiedlicher Disziplinen, Stakeholder-Gruppen und Technologien, analysiert.<br /> Zur Betrachtung der ersten Perspektive erfolgt ein explorativer, multipler Fallstudienansatz, um die Besonderheiten des Technologietransfers in interdisziplinären Forschungsbereichen aus jeweiliger, disziplinärer Sicht zu verstehen. Zur Analyse der zweiten Perspektive wird eine partizipative, Bottom-up-Studie mit wichtigen Stakeholder-Gruppen des Technologietransfers (Wissenschaftler, Technologietransfer-Vermittler, Unternehmen/Unternehmer) durchgeführt, um einen Überblick über diejenigen Faktoren zu geben, die den Technologietransfer in der Bioökonomie maßgeblich beeinflussen. Aus der dritten Perspektive zeigt diese Arbeit schließlich empirisch, wie interdisziplinäre Forschung auf Technologieebene dargestellt und evaluiert werden kann. Hierzu wird am Fallbeispiel Biokunststoff ein stark interdisziplinäres und aufstrebendes Technologiegebiet innerhalb der Bioökonomie untersucht.<br /> Die Haupterkenntnis dieser Arbeit ist, dass die Integration und der Austausch von Wissen über verschiedene Disziplinen und Technologiebereiche sowie zwischen den wichtigsten Stakeholdergruppen des Technologietransfers der Schlüssel für einen erfolgreichen Technologietransfer in neu entstehenden Wissensgebieten wie der Bioökonomie ist. Insbesondere aus disziplinärer Perspektive verdeutlichen die Ergebnisse von acht Fallstudien (vier interdisziplinäre, akademische Arbeitsgruppen und vier interdisziplinäre Spin-offs in der Bioökonomie) eine hohe Relevanz einer interdisziplinären Kooperationen im Forschungsumfeld. Des Weiteren unterstreicht diese Analyse die Notwendigkeit, den Technologietransfer aus dem gesamten Spektrum der unterschiedlichen Stakeholder zu betrachten, da diese den Technologietransferprozess gemeinsam gestalten.<br /> Aus Perspektive der Stakeholder-Gruppen zeigt die partizipative, Bottom-up-Studie mit insgesamt 90 Stakeholdern, dass die Faktoren Interdisziplinarität, Kooperationen zwischen Wissenschaftlern und Unternehmen sowie Verbraucherakzeptanz eine hohe Bedeutung beigemessen werden. Diese Faktoren zeichnen sich jedoch auch dadurch aus, dass sie im Vergleich zwischen den Stakeholder-Gruppen insgesamt ein niedriges Maß an Kohärenz aufweisen. Daraus ergibt sich, dass angesichts der zunehmenden Bedeutung interdisziplinärer Kooperationen, die Bewertung des Ausmaßes interdisziplinärer Forschung für Förderorganisationen und politische Entscheidungsträger unerlässlich ist, dazu jedoch die unterschiedliche Betrachtung und Bewertung des Technologietransfers durch die Stakeholder-Gruppen berücksichtigt werden muss.<br /> Für die Betrachtung aus technologischer Perspektive wird ein neuartiger, auf Patentdaten basierender Ansatz entwickelt, um Interdisziplinarität innerhalb eines Technologiegebietes zu analysieren und erstmalig quantitativ zu erfassen. Basierend auf einer Stichprobe von 890 Patenten und 8.979 Patentzitaten im Technologiefeld Biokunststoff wird dargestellt, wie interdisziplinär das Technologiegebiet ist und welche Technologiefelder innerhalb des Technologiegebietes von besonderer Bedeutung sind. Unternehmen, Fördereinrichtungen und politischen Entscheidungsträgern wird dadurch ermöglicht, den Wissensaustausch und -transfer über Technologiebereiche hinweg effizienter zu gestalten und entsprechende Entwicklungspfade für Förderprogramme aufgezeigt. Zusammenfassend zielen die Ergebnisse dieser Arbeit darauf ab, durch ein besseres Verständnis über die Besonderheiten interdisziplinärer Forschungsumgebungen, zu einem erfolgreichen Technologietransfer in der Bioökonomie beizutragen.