Routing mit Nanobots

Medizinische Behandlung mit Nanobots im Körper verspricht vielfältige, neue Möglichkeiten: Von Immunsystemunterstützung über Infektionsbehandlung zu Krebsfrüherkennung. Dabei werden kleinste Geräte, Nanobots, eingesetzt: Diese Roboter sind nur wenige Mikrometer groß, und können sich so flexibel im Körper bewegen.

Ein Vorteil von Nanobots ist ihre Lokalität: Sie können sehr präzise an einer bestimmten Stelle des Körpers agieren, ohne das übrige System zu belasten. Ihre Größe ist aber auch eine Herausforderung, da ein einzelner Nanobot nur über sehr eingeschränkte Fähigkeiten, technisch wie physikalisch, verfügen kann. Um große Aufgaben zu bewältigen, müssen Nanobots zusammenarbeiten.

Zur physikalische Nachrichtenübertragung im Nanomaßstab stehen zwei zentrale Techniken zur Verfügung. Funkverbindungen können mit Kohlenstoffnanoröhren hergestellt werden, die im Terahertzbereich arbeiten. Alternativ können Nanobots analog zu Körperzellen, die etwa dieselbe Größe wie Nanobots haben, durch den Austausch von Molekülen kommunizieren.

Die Struktur von Nanonetzwerken unterscheidet sich ebenfalls von makroskopischen Netzwerken. Da alle Nanobots in ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt sind, steht keine "Backbone"-Struktur zur Verfügung. Dadurch ist keine hierarchische Nachrichtenübermittlung, wie sie im Internet realisiert ist, möglich. Zusätzlich sind die Nanobots ständig relativ zueinander in Bewegung, bspw. durch Positionsveränderung des Körpers. Verbindungen sind also nur kurzzeitig und spontan möglich.

Viele Probleme der Telematik sind daher für Nanonetzwerke ungelöst:

- Wie werden Nanobots adressiert? Können Nanobots individuell adressiert werden?
- Nach welchen Richtlinien werden Nachrichten in Nanonetzwerken weitergeleitet?
- Kann Nachrichtenübertragung verlustfrei durchgeführt werden?
- Welchen Durchsatz und welche Verzögerungen sind möglich?
- Wieviele Resourcen der Nanobots werden für Routing benötigt? Welche Verfahren sind mit Nanbots möglich?
- Wie kann Routing andere Anforderungen wie bpsw. Energieeinsparung berücksichtigen?
- Welchen Einfluss hat ein Nanonetzwerk auf den Körper, in dem es eingesetzt wird?

Ansprechpartner

Prof. Dr. Stefan Fischer
Institut für Telematik (ITM)
+49 451 3101 6400
fischer(at)itm.uni-luebeck.de

 

Marc Stelzner, M. Sc.
Institut für Telematik (ITM)
+49 451 3101 6431
stelzner(at)itm.uni-luebeck.de

 

Dipl.-Inf. Florian Büther
Institut für Telematik (ITM)
+49 451 3101 6408
buether(at)itm.uni-luebeck.de

 

Immo Traupe, M. Sc.
Institut für Telematik (ITM)
+49 451 3101 6415
traupe(at)itm.uni-luebeck.de