Deep11 - Deep Edge Lab Framework

Mobile Sensoren sind in der heutigen Zeit allgegenwärtig. Während Bewegungs- und Temperatursensoren oder optische Systeme mit nachgereihter Objekterkennung Stand der Technik sind, findet in der Medizintechnik erst nach und nach ein Transfer von Grundlagenforschung in die Industrialisierung statt. Es gibt zwar unzählige Pressemeldungen zu Beispielen von Lab-On-a-Chip (LOC) in der Mikrotechnik, die wenigsten Konfigurationen schaffen es aber tatsächlich auf den Markt. Der potenzielle Nutzen der technologischen Möglichkeiten ist somit kaum ausgeschöpft. Das liegt einerseits an der erhöhten Komplexität, um etwa einen Bluttropfen mit Hilfe von Mikrofluidik kontrolliert durch Mixer, Filter, Zentrifugen bis zum Sensor zu bringen, um dort ausgewählte Bestandteile nachzuweisen. Andererseits liegt es an der Schwierigkeit, kleinste Ströme im Bereich von Nanoampere außerhalb eines medizintechnischen Labors störungsarm messen zu können.

Die FHV hat jahrelange Expertise im Design und in der Herstellung fingerartiger Mikro-Elektroden (InterDigital Transducer, IDT), die derzeit genutzt werden, um über hochempfindliche Impedanzmessungen kleinste Substanzmengen nachzuweisen. In DEEP11sollen wichtige und neue Kompetenzen hinzukommen. In der Aufbauphase werden Kompetenzen im Bereich Probenhandling und autarke Datenauswertung (edge computing) aufgebaut, um ein voll umfängliches LOC-Framework zu erreichen. Als Probenhandling werden Design und Herstellung von SAW (Surface Acoustic Waves) entwickelt, da diese geometrisch ähnlich zu den IDT sind und im Reinraum der FHV hergestellt werden können. Durch eine integrierte Datenauswertung wird eine autarke Mikrotechnik inkl. Auswerteeinheit (LOC-Framework) mit erhöhter Messgenauigkeit und gleichzeitiger Energieeffizienz des Gesamtsystems erreicht. In der Umsetzungsphase erfolgt ein weiterer Kompetenzaufbau hin zur reproduzierbaren Herstellung von industrienahen LOC-Demonstratoren, die eine Impedanzmessung zur Detektion und fortgeschrittener Mikrofluidik gepaart mit moderner Signalverarbeitung und Algorithmen zur Datenauswertung einsetzen – ein modernes LOC-Framework. Diese miniaturisierten neuartigen Systeme stellen einen Meilenstein in der mobilen medizinischen Analytik dar und werden gleichzeitig auch in Bereichen der Umweltsensorik effizient eingesetzt werden können.

Das durch DEEP11 erzielte Lab-on-a-Chip-Framework systematisiert existierende und neue Tools autarker Mikrotechnik-Designs und eröffnet einen breiten Zugang für zukünftige F&E-Kooperationen. Damit liefern wir einen dringend benötigten, branchenübergreifenden Wettbewerbsvorteil gerade im Hinblick auf Time-to-Market für österreichische Unternehmen. Darüber hinaus ermöglicht der gemeinsame Aufbau von Humanressourcen und F&E-Infrastruktur die branchenübergreifenden Kompetenzen des Antragstellers, des Forschungszentrums Mikrotechnik und des Smart Engineering Lab der FHV, weiter auszubauen und die forschungsgeleitete Lehre zu stärken.