AUTOMATE

Ausgangssituation

Medizinische Analysen und Untersuchungen werden heutzutage noch oft in zentralen, hochmodernen Laboren durchgeführt. Nicht erst durch die Corona-Pandemie hat sich gezeigt: Medizinische Tests sollten nicht nur im Labor stattfinden, sondern auch direkt bei den Patient*innen. So genannte "Labore auf dem Chip" ermöglichen das. Direkt am Chip können typische Aufgaben wie das Mischen, Erhitzen oder Inkubieren von Proben auf mikro-Ebene durchgeführt werden. Das Labor "schrumpft" damit auf einen einzelnen Chip, der entsprechende Analysen dann auch direkt Vorort bei den Patient*innen erlaubt.

Die Lab-on-Chip-Technologie bietet ein weites Anwendungspotential, zum Beispiel im Bereich der Point-of-Care Diagnostik, der Krebsforschung oder der Behandlung von Infektionskrankheiten – auch in Orten mit schlechter Gesundheitsversorgung, z.B. in Entwicklungsländern. Deren Entwurf und die Herstellung von Kleinserien entsprechender Chips ist aber oft noch mit viel manuellem Aufwand verbunden und verhindert, dass dieses Potential voll ausgeschöpft wird.

Zielsetzung und Ansatz

Im Projekt AUTOMATE wird der Produktionsprozess von mikrofluidischen Systemen durch ausgefeilte Simulationsmethoden mit komplett neuen Ansätzen unterstützt, welche bereits vor der Produktion die Validierung und Optimierung entsprechender Chip-Entwürfe erlauben. Dazu werden entsprechende physikalische Modelle definiert und, darauf aufbauend, Simulationswerkzeuge entwickelt. Um die Komplexität zu beherrschen werden verschiedene Abstraktionsebenen und Methoden des High Performance Computing nutzbar gemacht. Schließlich werden die Modelle auch für die Optimierung verwendet. Weiters werden intuitive Benutzeroberflächen implementiert, die es auch weniger fachkundigen Personen erlaubt einen einfachen Zugang zu den entwickelten Methoden und Entwurfswerkzeugen zu erhalten und damit den Einsatz mikrofluidischer Systeme vorantreiben. Die Korrektheit der entwickelten Methoden wird durch Fallstudien validiert in denen erzeugte Resultate als "digitaler Zwilling" mit tatsächlich produzierten Chips verglichen werden.

Projektkonsortium

Die folgenden Partner bringen die erforderlichen wissenschaftlichen & technologischen Kompetenzen in das Projekt ein:

• Johannes Kepler Universität Linz, Institute for Integrated Circuits
• Johannes Kepler Universität Linz, Institute for Microelectronics and Microsensors
• ESS Engineering Software Steyr GmbH
• Ernst Wittner Gesellschaft m.b.H.
• SCCH Software Competence Center Hagenberg GmbH

Projektdauer

Laufzeit: 01.10.2021 - 30.09.2024

Fördergeber

Das Projekt wird im Rahmenprogramm Produktion der Zukunft gefördert.