Algorithmen für programmierbare Materie in einem physiologischen Medium

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Scheideler
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Informatik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406519795

Programmierbare Materie ist im Allgemeinen jede Form von Materie, die ihre physikalischen Eigenschaften (wie die Form, Dichte, Verhalten, und optische Eigenschaften) entsprechend der Nutzereingabe oder der eigenen Wahrnehmung anpassen kann. Wir interessieren uns insbesondere für programmierbare Materie, die aus Nano-Robotern besteht. Die Nano-Robotik ist ein rapide wachsendes interdisziplinäres Gebiet, das sich mit dem Aufbau und der Nutzung molekularer Geräte basierend auf nano-technologischen Prinzipien beschäftigt. Allerdings gibt es noch keine konkreten Richtlinien, um Nano-Roboter zu bauen. Daher ist jetzt die ideale Zeit, um sinnvolle Modelle und Primitive zu entwerfen und rigoros zu untersuchen, welche algorithmischen Probleme mit diesen gelöst werden könnnen. Schlüsselanwendungen für die Nano-Robotik sind unter anderem die medizinische Zielerkennung, zielgenaue Medikamentenverabreichung und die minimal invasive Chirurgie. In all diesen medizinischen Anwendungen agiert ein Schwarm von Nano-Robotern in der menschlichen Blutbahn, weshalb wir uns auf Modelle und Algorithmen für Schwärme von Nano-Robotern in einem physiologischen Medium konzentrieren. Neben dem rigorosen Entwurf und der Auswertung von Modellen und effizienten Algorithmen für programmierbare Materie werden wir auch verschiedene Erweiterungen betrachten wie Robustheit und hybride Ansätze (d.h. die programmierbare Materie besteht aus aktiven und passiven Komponenten).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländischer Mitantragsteller: Professor Dr. Shlomi Dolev