Übertragung durch Alkoholmoleküle statt Wellen

Forscher der University of Warwick in Großbritannien und der York University in Kanada haben ein neues Datenübertragungssystem entwickelt, das bis dato nur Tiere und Pflanzen in natürlichen Prozessen verwendet haben. Die molekulare Kommunikation überträgt Informationen dort, wo elektromagnetische Wellen nur eingeschränkt funktionieren.

Die Natur als Vorbild

„Signalübertragung oder Hinweisreize sind etwas, das wir die ganze Zeit über in der Natur beobachten können. Bienen verwenden zum Beispiel Chemikalien in ihren Pheromonen, um andere zu warnen, wenn der Bienenstock in Gefahr ist“, erklärt Weisi Guo von der University of Warwick.

Die Kommunikation und Datenübertragung mittels Molekülen bietet enorme Vorteile: Beispielsweise in Tunnels, Pipelines oder unter Wasser funktionieren elektromagnetische Wellen nicht. Hier könnte die molekulare Kommunikation eingesetzt werden, bei der den Forschern nun der Durchbruch gelungen ist.

Über mehrere Meter übertragen

Die Studienautoren haben es geschafft, eine Nachricht in einen binären Code umzuwandeln, der dann in verdunstete Alkoholmoleküle übersetzt wurde. Das erste Signal war „O Canada“ aus der kanadischen Nationalhymne. Es wurde über mehrere Meter übertragen, bevor es von einem Empfangsgerät wieder dekodiert wurde. Die Hardware ist aus handelsüblichen elektronischen Bauteilen und kostet etwa 100 Dollar.

„Wir glauben, dass wir die erste Textnachricht der Welt gesendet haben, die vollständig über molekulare Kommunikation übermittelt wurde“, sagt der Leiter der Studie, Nariman Farsad. Dabei wird Bit 1 in Alkoholspray übersetzt, Bit 0 bedeutet kein Spray.

Anwendungspotenzial in der Medizin

Die Anwendungsgebiete der Methode betreffend machen sich die Forscher große Hoffnungen: „Sie kann auch verwendet werden, um im Nanobereich zu kommunizieren, beispielsweise in der Medizin, wo kürzlich erfolgte Fortschritte es möglich machen, Sensoren in Organen einzubauen oder kleinste Roboter zu kreieren, die spezifische Aufgaben wie die Zielausrichtung von Medikamenten auf Krebszellen übernehmen“, so Weisi Guo.

Dem Experten zufolge wird die neue Methode in der modernen Menschenwelt elektromagnetische Wellen zwar nicht ersetzen, die den Großteil der Daten übertragen. Es gäbe aber manche Gebiete, in denen konventionelle Kommunikationssysteme nicht besonders gut angepasst seien.