Das in Asien angesiedelte SEC entwickelt mit seinen drei Hauptprogrammen praktische Lösungen für einige der dringendsten Herausforderungen in den Bereichen urbane Nachhaltigkeit, Widerstandsfähigkeit und Gesundheit: Future Cities Lab Global (FCL Global), Future Resilient Systems (FRS) und Future Health Technologies (FHT). Das Zentrum hat auch verschiedene eigenständige Projekte wie Cooling Singapore, Digital Underground, urbane Proteinproduktion auf Basis von Mikroalgen, Black Soldier Flies und andere.

Eines der neuesten Projekte des SEC ist das Digital Twin Lab (DT Lab). Digitale Zwillinge sind Computermodelle, die einen realen Prozess oder eine reale Einheit genau widerspiegeln. Sie bieten eine breite Palette von Vorteilen, einschliesslich der Untersuchung hypothetischer Szenarien, Prognosen und Optimierung. Die Aufgabe des SEC Digital Twin Lab ist es, digitale Zwillingstechnologien und -anwendungen zu entwickeln, die es Interessengruppen wie Regierungsbehörden ermöglichen, wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen und fundierte Entscheidungen zu treffen. Das DT Lab ermöglicht es den SEC-Forscherinnen und -Forschern, reale Auswirkungen zu erzielen, indem sie Technologien einsetzen, um «Was-wäre-wenn»-Szenarien zu erforschen, die sich mit realen Herausforderungen wie dem Klimawandel befassen. Diese Anwendungen können für Regierungsbehörden, Stadtplaner und die breite Öffentlichkeit von Nutzen sein.

Das DT Lab entwickelt und betreibt auch eine SaaS-Infrastrukturtechnologie (Simulation-as-a-Service). Diese Infrastruktur ermöglicht den Betrieb vieler digitaler Zwillinge, die auf einer verteilten «Föderation» von Modellen beruhen, über mehrere Verwaltungsbereiche hinweg und ermöglicht so die Beteiligung und Integration von Beiträgen verschiedener Organisationen und Einrichtungen. Das DT Lab arbeitet derzeit mit dem «Cooling Singapore»-Projekt zusammen, indem es einen digitalen Stadtklima-Zwilling von Singapur erstellt. Dieser digitale Zwilling wird es seinen Nutzern ermöglichen, «Was-wäre-wenn»-Szenarien zu erforschen und die potenziellen Auswirkungen der Stadtsanierung zu untersuchen, z. B. die Auswirkungen von Massnahmen zur Eindämmung der Hitze auf das Stadtklima.

Singapur steht derzeit vor einem «Silver Tsunami». Schätzungen zufolge wird die Zahl der Menschen in Singapur, die älter als 60 Jahre sind, bis zum Jahr 2030 auf etwa eine Million ansteigen und damit fast 20 % der Bevölkerung ausmachen. Eine immer älter werdende Bevölkerung führt auch zu höheren Gesundheitskosten und einer zunehmenden Prävalenz von chronischen Krankheiten wie Schlaganfällen. MyoPanda, eine neue mobile Anwendung, die im Rahmen des SEC-Programms für künftige Gesundheitstechnologien entwickelt wurde, zielt darauf ab, die Schlaganfalltherapie und -behandlung für Seniorinnen und Senioren weniger zeitaufwändig, dafür erschwinglicher und ansprechender zu gestalten.

MyoPanda ist eine mobile Trainingsanwendung, die speziell für das progressive Training der Handgelenkstreckung entwickelt wurde. Das Myo-Armband misst die Oberflächen-Elektromyographie (OEMG) und zeichnet damit die minimalen freiwilligen Anstrengungen von Schlaganfallpatienten auf, auch wenn sie keine volle aktive Bewegung zeigen. Diese Funktion ist besonders wichtig für Schlaganfallpatientinnen und -patienten, die oft massgeschneiderte Übungen benötigen, um die Funktion in bestimmten Körperbereichen wiederzuerlangen. Die MyoPanda-Anwendung bietet auch eine breite Palette an massgeschneiderten Trainingsblöcken, die auf den Grad der Beeinträchtigung jedes einzelnen Nutzers und jeder einzelnen Nutzerin zugeschnitten sind. Ein Avatar, der durch die EMG-Aktivität des Nutzers oder der Nutzerin oder den auf dem Bildschirm angezeigten Werten gesteuert wird, bietet Echtzeit-Feedback. Schliesslich ist MyoPanda auch tragbar: Patientinnen und Patienten können das Myo-Armband und das Tablet einfach mit nach Hause nehmen und ihre Therapie fortsetzen. Dies ist besonders für Schlaganfallpatientinnen und -patienten wichtig, die ihre Rehabilitation oft ausserhalb der Klinik fortsetzen müssen.

Das Feedback der Patientinnen und Patienten ist noch nicht abgeschlossen, aber die Ergebnisse sind vielversprechend. Sieben Patientinnen und Patienten, die einen subakuten Schlaganfall erlitten haben, gaben gute bis sehr gute Noten für die Benutzerfreundlichkeit und erklärten sich bereit, die Anwendung weiterhin zu nutzen. Dies ist ein wichtiger erster Schritt, um die Machbarkeit und Nutzbarkeit von MyoPanda in einem klinischen Umfeld für die Rehabilitation der oberen Gliedmassen nach einem Schlaganfall zu demonstrieren.

Das Programm «Future Health Technologies» baut auch auf umfangreichen Erfahrungen bei der Entwicklung digitaler Gesundheitslösungen auf, um eine Interventions-App namens LvL UP zu entwickeln. LvL UP wurde für junge Erwachsene und Erwachsene mittleren Alters in Singapur entwickelt, um die körperliche Aktivität zu steigern, eine gesunde Ernährung zu fördern, die Stimmung zu verbessern und Stress abzubauen. Das Ziel von LvL UP ist es, das Risiko der Entwicklung nicht übertragbarer Krankheiten wie Diabetes und Krebs und verbreiteter psychischer Störungen wie Depressionen und Angstzustände zu verringern und damit langfristig die selbst eingeschätzte Lebensqualität zu verbessern.

LvL UP ist eine per Smartphone bereitgestellte und personalisierte Gesundheitsintervention, die einen Chatbot nutzt, um eine skalierbare, interaktive und ansprechende mobile Gesundheitsintervention zu liefern. Durch die Kombination von Storytelling, Chatbots, intelligenten Benachrichtigungen, Gamification und evidenzbasierten Rahmenbedingungen zur Förderung von Verhaltensänderungen kann LvL UP je nach Präferenzen des Einzelnen in Bezug auf seinen Lebensstil personalisiert werden. Es umfasst Inhalte in drei Bereichen: Mehr Bewegung, gesunde Ernährung und weniger Stress. Die Chatbots sind als digitale Lifestyle-Coaches personifiziert: Vier Charaktere, die den typischen Lebensstil der Singapurer darstellen und in eine übergreifende Storyline eingebettet sind, um eine Arbeitsallianz mit den Nutzerinnen und Nutzern aufzubauen. Der personalisierte Ansatz und die ansprechenden Funktionen von LvL UP befinden sich zwar noch in der Testphase, können aber dazu beitragen, das geringe User Engagement, das den Nutzen vieler mobiler Gesundheitsmassnahmen eingeschränkt hat, zu überwinden, was es zu einer vielversprechenden Lösung in Singapur und darüber hinaus macht.

Diese Projekte unterstreichen den einzigartigen Charakter der SEC-Forschung: lokal in Singapur verwurzelt, aber reif für Möglichkeiten und transnationale Anwendung. Durch die aktive Zusammenarbeit mit Universitäten und Forschungsinstituten sowie durch die Zusammenarbeit mit der Industrie und den Regierungsbehörden Singapurs versucht die SEC, Wissen in praktische Lösungen umzusetzen, um die Probleme zu lösen, mit denen wir in der Welt von heute und morgen konfrontiert sind.

Basierend auf Erkenntnissen aus den Interviews und Diskussionen mit Vertretern der Stadt St.Gallen wurde die Idee eines virtuellen Rathauses entwickelt. Eine entsprechende Anwendung kann eine realitätsnahe Tour durch das Gebäude in Virtual Reality ermöglichen und beispielsweise anhand von Infopoints Dienste der Ämter erläutern oder digital anbieten. Um eine realitätsnahe Abbildung für einen ersten Prototyp im Rahmen des Innovationsprojekts zu ermöglichen, wurde, vergleichbar mit Google Streetview, mit 360°-Panoramafotos gearbeitet. Der aktuelle Prototyp erlaubt das Testen mit Bürgerinnen und Bürgern, um die Nutzung und Einbindung vorhandener digitaler Government-Dienste in das virtuelle Rathaus zu untersuchen.