Das Kompetenzzentrum BIOLAS
Es gibt einen wachsenden Bedarf von digitalen Lasersystemen für Anwendungen in den Lebenswissenschaften. Eine kambrische Explosion interaktiver Technologien findet mit smarten Petabyte-Mikroskopen, Zustandsraum-Regelungen von programmierbaren Optiken und Deep Learning statt. Die Vision und Mission des Kompetenzzentrums ist es, nachhaltige Beiträge für die Aufklärung von Krankheiten, deren Prävention und für schonende Therapien durch maßgeschneiderte Lösungen aus der Systemtechnik zu leisten.
Das Kompetenzzentrum BIOLAS verfolgt das Ziel, neue methodische Ansätze aus ingenieurtechnischer Sicht unter Nutzung neuer Algorithmen aus der Informationssystemtechnik und neuer elektrooptischer Komponenten aus der Physik systemisch zu erforschen, die Technologien zu entwickeln und eine Transferierung in Anwendungen zu erreichen. Die Profillinien der TU Dresden „Gesundheitswissenschaften, Biomedizin und Bioengineering“ und „Informationstechnologien und Mikroelektronik“ werden adressiert. Kooperationen mit dem DRESDEN-concept e. V. mit universitären Partnern (Biotec, CRTD, B Cube, mehrere Fakultäten, etc.) und außeruniversitären Partnern (DZNE, HZDR, MPI-CBG, Leibniz IFW, Fraunhofer IPMS, etc.) sowie insbesondere dem Exzellenzcluster Physics of Life (PoL) sollen ausgebaut werden.
Innerhalb eines durchgeführten Reinhart-Koselleck-Projektes der DFG (2014-2019) konnten Paradigmenwechsel für adaptiv-optische Systemtechniken erreicht werden, die mit dem Kompetenzzentrum verstetigt werden sollen. Die Kompetenzen in der adaptiven Mikroskopie in tiefe Gewebsschichten des Gehirns, die fünfdimensionale holographische Stimulation von Zellnetzwerken in der Optogenetik (menschliche Gehirnorganoide aus Stammzellen) und die Entwicklung nadeldünner, linsenloser Endoskope für schonende Untersuchungen sollen in dem Zentrum gebündelt werden.
Die digitalen Lasersysteme für die Biomedizin benötigen Know-how aus der Elektrotechnik und Informationstechnik, wie FPGA-basierte Mess-, Steuerungs- und Regelungstechniken für adaptiven Optiken. Das maschinelle Lernen wird smarte, interaktive Mikroskope ermöglichen. Das Kompetenzzentrum soll die Brücke schlagen zwischen einer ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenuntersuchung einerseits und dem Einsatz durch Anwender wie Biologen und Medizinern andererseits, damit diese Anwender frühzeitig von den Entwicklungen in der Elektrotechnik und Informationstechnik profitieren können (Schnittstellenforschung). Das Kompetenzzentrum BIOLAS wird das Portfolio der Biomedizintechnik am Forschungsstandort Dresden um maßgeschneiderte ingenieurtechnische Lösungen aus der Elektrotechnik und Informationstechnik international sichtbar erweitern.