Name des Teilnehmers: Pit Hofmann
Projekttitel: Entwicklung eines molekularen, mikrofluidischen Kommunikationssystems (MoMiKoSy)
Beschreibung des IT-Forschungsprojektes:
Bei der molekularen Kommunikation handelt es sich um ein alternatives Kommunikationsparadigma, welches sich grundlegend von herkömmlichen, auf elektromagnetischen Wellen basierenden Kommunikationssystemen unterscheidet. Anstelle elektromagnetischer Signale werden chemische Signale genutzt, um Informationen zu übertragen. Die Nutzung von chemischen Signalen ist dabei besonders vielversprechend für Anwendungen in biologischen und nanoskaligen Umgebungen, da es eine Integration von lebenden Organismen oder synthetischen Nano-Maschinen in zukünftige Kommunikationsnetze ermöglicht. Ein zentrales, visionäres Anwendungsgebiet ist das Internet of Bio-Nano Things (IoBNT) – eine Erweiterung des Internet of Things (IoT) auf biologischer, chemischer und nanoskaliger Ebene. Hierbei könnten beispielsweise kleinste Sensoren oder synthetische Nanomaschinen miteinander kommunizieren, um Daten in biologischen oder chemischen Systemen zu erfassen, zu verarbeiten und weiterzuleiten. Die Forschung im Bereich molekularer Kommunikation konzentriert sich primär auf die Informationstheorie und Kommunikationstechnologie. Dies umfasst die Analyse der Kanalkapazität, Fehlerkorrekturmechanismen sowie die Entwicklung geeigneter Modulationsschemata für die molekulare Informationsübertragung.
Das hier beschriebene Projekt befasst sich mit der Entwicklung eines Prototyps einer molekularen Kommunikationsplattform auf Basis mikrofluidischer Ansätze. Mikrofluidik beschreibt den Transport und die Manipulation von Flüssigkeiten in kleinstskaligen Kanälen – ein essenzielles Konzept für die gezielte Steuerung chemischer Signalübertragung.
Im Detail beinhaltet das Projekt:
- Entwicklung mikrofluidischer Chips, die als zentrale Komponenten der Kommunikationsplattform dienen.
- Simulationen, um die Funktionalität und Nutzbarkeit der Chips zu
- 3D-Druck und Testbed-Evaluation, um die entwickelten mikrofluidischen Strukturen in einem realen Umfeld zu validieren.
Ziel ist es, eine funktionale Grundlage für molekulare Kommunikationssysteme zu schaffen, die langfristig in biomedizinischen Anwendungen genutzt werden können.
Software Campus-Partner: TU Dresden und Carl Zeiss AG
Umsetzungszeitraum: 01.02.2025 – 31.07.2026
