Konzeption und erste Umsetzung eines Körpersimulators zur realistischen Modellierung der Arbeitsumgebung von Nanobots

Typ: Masterarbeit
Status: Abgeschlossen
Beginn: März 2017
Student: Regine Geyer
Betreuer: Marc Stelzner
Prüfer: Prof. Dr. rer. nat. Stefan Fischer

Forschungsgebiet

Nanonetzwerke sind Computernetze, deren Teilnehmer Geräte in der Größenordnung von wenigen Nanometern bis zu einem Mikrometer sind. Diese Geräte können aufgrund ihrer Größe mit einzelnen Atomen oder Molekülen interagieren, und sind klein genug, um innerhalb einer Körperzelle zu operieren.
Gleichzeitig sind Nanogeräte auch extrem ressourcenbeschränkt: Neben beispielsweise nur sehr kleinen Batterien ist es noch offen, ob ein Nanoroboter über eine Touring-mächtige CPU verfügen kann.
Mehrere Nanoroboter müssen sich also mittels Kommunikation zu Nanonetzwerken zusammenschließen, um gemeinsam komplexe Aufgaben durchführen zu können.

Ein wichtiges Anwendungsfeld ist die moderne Nano-Medizin. Dabei werden Nanoroboter direkt in den Körper eingebracht, und bewegen sich z.B. über den Blutkreislauf an ihren Einsatzort.
Medizinische Nanonetzwerke kommunizieren mit der Außenwelt über Mikrogeräte, die bspw. unter oder auf der Haupt angebracht sind. Sie dienen als Schnittstellen zwischen Nano- und Makrokommunikation, und leiten Messwerte an eine externe Basisstation weiter.

Thema der Arbeit

Der menschliche Körper beeinflusst Lebensdauer, Kommunikation und Fortbewegung der in ihm befindlichen Nanoroboter auf beträchtliche Weise. Um diesen Komplex repräsentieren zu können ist ein auf den menschlichen Körper angepasster Simulator notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher ein erstes Konzept für einen Körpersimulator auf Basis des Simulationsframeworks NS-3 entwickelt und umgesetzt werden, um die biologischen Gegebenheiten und speziellen Eigenschaften des menschlichen Körpers abbilden zu können.

Das Kleingedruckte

Nach Einarbeitung und Umsetzung ist die geleistete Arbeit in der eigentlichen Ausarbeitung sorgfältig zu dokumentieren. Der implementierte Code ist selbstverständlich vollständig zu kommentieren. Die Ergebnisse werden quelloffen, beispielsweise unter den Bedingungen der Apache-Lizenz 2.0, veröffentlicht. Es sind die Regeln zur Erstellung von wissenschaftlichen Arbeiten des Instituts zu beachten.