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Real-time Chemical Signal Processing for Microfluidic Molecular Communications: Design, Theory, Prototypes, and Applications

Description du projet

Une communication moléculaire pionnière pour les environnements complexes

Dans le monde connecté d’aujourd’hui, la communication sans faille sur de longues distances et dans des environnements difficiles reste une question cruciale. La communication électromagnétique traditionnelle échoue dans des situations telles que les tunnels ou à l’intérieur du corps humain. Le projet REACTION, financé par le CER, vise à mettre au point la communication moléculaire (CM), une alternative biocompatible et économe en énergie. En s’appuyant sur des disciplines telles que la chimie et la microfluidique, REACTION cherche à créer des émetteurs-récepteurs microfluidiques capables de traiter des signaux chimiques en temps réel. Les innovations du projet promettent de révolutionner la communication avec des applications telles que l’amélioration des interactions micro-robotiques, le développement de dispositifs olfactifs numériques pour l’internet des sens, et la mise au point de systèmes efficaces d’administration de médicaments. Il pourrait modifier la façon dont nous percevons et interagissons avec des environnements complexes.

Objectif

Conveying information over a distance has been a problem for decades and is urgently needed across a range of distance scales (from macro to nano) and diverse environments to ensure seamless connectivity everywhere. With the advantages of biocompatibility and energy efficiency, molecular communication (MC) has been proposed to carry information (e.g. text, image, robotic command) over a distance across macro to nanoscales via chemical signals using molecules, which is extremely important for scenarios where electromagnetic (EM) wave-based communications are unsuitable or prohibited, such as in micro- or nanoscales, tunnels, human bodies, or explosive gas environments. Until now, there exists a fundamental and long-standing challenge of the lack of microscale components that can perform real-time signal processing directly over chemical signals, which is crucial for MC transceivers and their applications.

REACTION will address this fundamental challenge by drawing theory, methods, and techniques from disciplines, including communication engineering, chemistry, microfluidics, signal processing, and electronic engineering. REACTION aims to design, model, simulate, and prototype microfluidic MC transceivers and systems with complex microfluidic chemical circuits, for information exchange across different scales and environments. These circuits will be capable of performing real-time chemical signal processing across diverse concentration profiles, multiple types of concurrent molecules, and consecutive chemical pulses. The successful implementation of these designs will bring 1) a new solution for multi-robotic communication in microscale via airborne MC prototype, 2) new digital olfactory devices with the capability of gas-phase scent profile detection, transmission, and recreation for the Internet of Senses; and 3) an optimized drug injection design for efficient drug delivery.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

KING'S COLLEGE LONDON
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 977,00
Adresse
STRAND
WC2R 2LS London
Royaume-Uni
Région
London Inner London — West Westminster
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 499 977,00

Bénéficiaires (1)