Forschungsprojekte
MetaBoost Projekt
In der BI-Forschungsgruppe Hochfrequenzschaltungen beginnt in 2020 das Projekt Metamaterial-unterstützte Antennensysteme zur Strahlformung in IoT-Anwendungen (MetaBoost).
Die Antenne ist ein Schlüsselelement in jedem Funkkommunikationssystem, sowohl im Empfänger als auch im Sender. Um zukünftige Anwendungen im Internet der Dinge mit hohen Datenraten realisieren zu können, bedarf es deutlich höherer Betriebsfrequenzen. Diese höheren Frequenzen erlauben es nicht nur höhere Datenraten zu erzielen, sondern auch die Baugröße der Antennen zu verringern. Nachteilig sind allerdings die Ausbreitungsverluste solcher Antennen. Diese können durch verschiedene Techniken wie die Kombination von Strahlformung und Strahllenkung behoben werden. Das Ziel des Projektes MetaBoost ist es daher, ein Strahllenkungs-Antennensystem zu entwickeln, welches sich durch eine verringerte Antennengröße auszeichnet und den Energiebedarf von Anwendungen im Bereich des Internets der Dinge entscheidend reduzieren wird. Für die Realisierung solch eines Systems wird die Kombination von verschiedenen Linsen-Konzepten und künstlich hergestellten Materialien – so genannten Metamaterialien - analysiert und angewendet. Ebenso kommen hochauflösende 3D-Druckverfahren zum Einsatz. Die Ergebnisse von MetaBoost tragen dazu bei, neue drahtlose Konnektivitätslösungen zu entwickeln, die die Entwicklung des Internet of Things entscheidend voranbringen werden.
Diese Maßnahme wird mitfinanziert mit Steuermitteln auf Grundlage des vom sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes.
Projektlaufzeit: 2020-2022
Ansprechpartner: Dr. Padmanava Sen, Forschungsgruppenleiter Hochfrequenzschaltungen, E-Mail: padmanava.sen@barkhauseninstitut.org
IntelliLung Projekt
Im BI-Labor für vernetzte Robotik beginnt in 2020 das Projekt „Intelligentes Lungenunterstützungssystem für akutes Lungenversagen“ (IntelliLung)
Intensivpatienten mit akutem Lungenversagen benötigen in der Regel eine Unterstützung der Lungenfunktion, die durch mechanische Beatmung und, in schwierigen Fällen, durch Gasaustausch außerhalb des Körpers erreicht wird. Obwohl die mechanische Beatmung eine lebensrettende Therapie ist, hat sie das Potenzial, das Lungenversagen zu verschlimmern und den Blutfluss zu beeinträchtigen. Derzeit gibt es verschiedene Strategien, um die Lunge vor Schädigung durch das Beatmungsgerät zu schützen. Diese können sich jedoch erheblich unterscheiden in Bezug auf die übertragene mechanische Energie und deren Verteilung über das Lungengewebe. Parameter am Beatmungsgerät und am Lungenunterstützungsgerät können mit Hilfe von Optimierungsfunktionen und klinischen Empfehlungen automatisch eingestellt werden, aber die Handhabung durch Experten kann je nach klinischen Merkmalen der einzelnen Patienten dennoch von diesen Einstellungen abweichen. Künstliche Intelligenz kann dazu verwendet werden, aus diesen Abweichungen sowie aus dem Zustand des Patienten zu lernen, um die Kombination der Einstellungen zu verbessern und eine Lungenunterstützung mit reduziertem Schädigungsrisiko zu erreichen. Das Projekt IntelliLung zielt auf die Entwicklung eines hybriden mechanischen Beatmungsgerätes/Lungenunterstützungsgerätes außerhalb des Körpers ab, bei dem die Elemente drahtlos miteinander kommunizieren und künstliche Intelligenz basierenden Algorithmen verwenden, um die Versorgung von invasiv mechanisch beatmeten Patienten mit akutem Lungenversagen zu verbessern.
Das Barhausen Institut bearbeitet das Teilprojekt zur einfachen, sicheren und zuverlässigen drahtlosen Vernetzung der beteiligten Geräte.
Diese Maßnahme wird mitfinanziert durch das Else Kröner-Fresenius Center for Digital Health (EKFZ).
Projektlaufzeit: 2020-2022
Ansprechpartner: Dr. Maximilian Matthé, maximilian.matthe@barkhauseninstitut.org
Kooperationspartner: Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Technische Universität Dresden
COREnect Projekt
Das BI beteiligt sich seit Juli 2020 am europäischen Koordinierungs- und Unterstützungsprojekt "COREnect"
Das Projekt "COREnect" (European Core Technologies for future connectivity systems and components) hat zum Ziel die Grundlagen für eine nachhaltige europäische Technologiesouveränität im 5G-Bereich und darüber hinaus zu schaffen. Gemeinsam wollen die europäische Industrie sowie führende Experten des Forschungs- und Entwicklungsbereich im Mikroelektronik- und Telekommunikationssektor einen strategischen Fahrplan der wichtigsten Technologien für zukünftige Konnektivitätssysteme und -komponenten entwickeln, die auf die Telekommunikationsnetze und -dienste der nächsten Generation abzielen.
Der strategische Fahrplan wird die gesamte 5G-Wertschöpfungskette abdecken, einschließlich Materialien, Komponenten, Subsystemintegration und Konnektivitätsplattformen, und auf Industriesektoren u. a. in den Bereichen Gesundheit, Energie, Fertigung, Automobilbau und intelligente Städte ausgerichtet sein.
In den nächsten zehn Jahren wird erwartet, dass 5G und später 6G, Milliarden von Geräten miteinander verbinden, Industrien digitalisieren sowie soziale und wirtschaftliche Fortschritte in vielen Bereichen bringen wird. Die Entwicklung der hierfür notwendigen Technologien ist für Europa entscheidend, um seine Abhängigkeit von außereuropäischen Technologien zu verringern. Durch die Zusammenführung der Mikroelektronikindustrie (Hersteller elektronischer Chips) und der Telekommunikationsindustrie wird COREnect die notwendigen Maßnahmen unterstützen, die dafür in Europa ergriffen werden müssen.
Dieses Projekt wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Zuschussvereinbarung Nr. 956830 gefördert.
Projektlaufzeit: 2020-2022
Ansprechpartner: Dr. Tim Hentschel, tim.hentschel@barkhauseninstitut.org
Kooperationspartner: Technische Universität Dresden, The 5G Infrastructure Association, AENEAS Robert Bosch GmbH, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Ericsson AB, Infineon Technologies AG, III-V lab, Australo Interinnov Marketing Lab SL, Interuniversitair Micro-Electronica Centrum (IMEC), NXP Semiconductors Netherlands B.V., STmicroelectronics SA