03.06.2020

Micro-Comb: Mit neuem Chip 1000 HD-Filme in der Sekunde herunterladen

Australische Wissenschaftler haben die weltweit schnellste Internetdaten-Geschwindigkeit von 44,2 Terrabit pro Sekunde erreicht, die ausreicht, um 1000 HD-Filme in einer Sekunde herunterzuladen. Dies sei ein Fortschritt, der dazu beitragen kann, die Kapazität von Netzwerkverbindungen auf der ganzen Welt zu erhöhen, so die Forscher.
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(c) Monash.edu - Australische Forsher erzielen Durchbruch bei Datenünbertragungs-Technologie.
(c) Monash.edu - Australische Forsher erzielen Durchbruch bei Datenünbertragungs-Technologie.

Australischen Forschern ist es gelungen mithilfe eines einzelnen optischen Chips, der als Micro-Comb bezeichnet wird, eine Datenübertragungs-Geschwindigkeit von 44,2 TBit/s zu erzielen. Die durchschnittliche Download-Geschwindigkeit Australiens beträgt 43,4 Mbit /s. Zum noch besseren Verständnis: Micro-Comb erzeugt genug „Speed“ um 1000 Filme in HD innerhalb einer Sekunde herunterzuladen. Oder anders gesagt: die in der Studie der Forscher dargelegte Geschwindigkeit ist millionenfach schneller als bisher.

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Globales Rennen um Micro-Comb: In fünf Jahren kommerziell?

In ihrem Forschungsbericht, der im Magazin Nature Communications veröffentlicht wurde, beschreiben die Forscher rund um Bill Corcoran von der Monash University – in Kooperation mit den Universitäten Swinburne und RMIT –  die Einsatzmöglichkeiten in der Praxis. Ihre Technologie habe genug Kapazität, um 1,8 Millionen Haushalte in Melbourne mit High-Speed-Internet zu versorgen. Oder auch, um Länder bei ihrer Netz-Infrastruktur zu unterstützen.

Der Regenbogen unter den Lasern

Ein Micro-Comb ist den Forschern zufolge kleiner und leichter als bisher vorhandene Telekommunikations-Hardware. Er ersetzt 80 einzelne Laser und verhält sich wie ein Regenbogen, der aus Hunderten von hochwertigen, unsichtbaren Infrarotlasern besteht. Jeder davon kann als separater Kommunikationskanal verwendet werden.

In fünf Jahren kommerziell?

„Momentan gibt es ein globales Rennen, um diese Technologie auf ein kommerzielles Stadium zu bringen, da der Micro-Comb in einer wirklich breiten Palette bestehender Technologien nützlich ist. Ich würde vermuten, dass wir Geräte wie das unsere in zwei bis drei Jahren für Forschungslabors und in etwa fünf Jahren für den ersten kommerziellen Einsatz sehen könnten“, schätzt Bill Corcoran.

Netflix & YouTube. Qualität herabgesetzt

Eine Notwendigkeit, wie der Forscher meint. Corona habe nämlich der Welt gezeigt, was es bedeutet, wenn die Internet-Infrastruktur stärker belastet wird. Der weltweite Lockdown führte zu einem Anstieg der Internetnutzung, und viele Streaming-Anbieter mussten die Qualität ihrer Dienste herabsetzen, um mit dem erhöhtem Datenverkehr fertig zu werden. Darunter etwa Youtube und Netflix, die  ihre Bildqualität in Europa reduzierten, um Bandbreite freizugeben.

Probleme mit „datenhungriger Tech“

„In Großbritannien hat sich der Datenbedarf zur ‚daytime‘ mehr als verdoppelt, und es wurden besondere Anstrengungen unternommen, um sicherzustellen, dass die Verbindungen zuverlässig sind. Diese zusätzliche Nutzung gibt uns einen kleinen Einblick in Kapazitätsprobleme, die Netzwerke in nur wenigen Jahren sehen werden – insbesondere, wenn wir anfangen, über 5G datenhungrige Online-Technologien wie selbstfahrende Autos und das Internet der Dinge breiter zu benutzen“, sagt Corcoran.

Kompatibel mit Glasfaser-Netz

Und er führt aus: „Daher benötigen wir neue kompakte Technologien, wie unser Gerät in Fingernagelgröße, um die Daten-Kapazität unserer Netzwerke elegant zu erweitern, um den Platz- und Stromverbrauch, sowie die Kosten zu senken und gleichzeitig die Datenübertragungsrate zu erhöhen. Unsere Demonstration zeigt auch, dass das von uns hergestellte Gerät mit der bereits vorhandenen Glasfaser-Infrastruktur kompatibel ist“.

Diese Geschwindigkeit, so die Wissenschaftler, wurde erreicht, indem das neue Gerät an eine vorhandene Glasfasertechnologie angeschlossen wurde, wie sie im Breitband-Internet verwendet wird. Sie testeten die Übertragung auf 76,6 Kilometern Glasfasern zwischen dem Melbourne City Campus des RMIT und dem Clayton Campus der Monash University.

Infrastruktur dafür bereits vorhanden

Die Wissenschaftler platzierten den Micro-Comb auf diesen optischen Fasern und sandten maximale Daten über jeden Kanal, um die maximale Internetnutzung über vier TeraHertz Bandbreite zu simulieren. Basierend auf den Ergebnissen glaubt Corcoran, dass die Fasern, die bereits Teil der Internet-Infrastruktur im Boden sind, jetzt und in Zukunft das Rückgrat von Kommunikationsnetzen sein könnten.

Internetverbindungen skalieren

„Und hier geht es nicht nur um Netflix, sondern auch darum, wofür wir unsere Kommunikationsnetzwerke nutzen“, fügt er hinzu. Aktuelle Entwicklungstendenzen, der Lockdown, Mobility, eine durch die Corona-Krise verstärkte Home-Office-Kultur – darauf und auf mehr bezieht sich der Wissenschaftler, wenn er nach einer Veränderung verlangt.

„Wir haben in den letzen Monaten einen kleinen Vorgeschmack erlebt, wie normale Nachfrage nach Internet-Infrastruktur zukünftig aussehen wird. Es zeigt uns wirklich, dass wir in der Lage sein müssen, die Kapazität unserer Internetverbindungen zu skalieren“.

⇒ Zum Forschungsbericht

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(v.l.) Wholomics-Geschäftsführer Patrick Strasser und Maximilian Schneider | © Wholomics GmbH

Es ist wohl eine der schockierendsten Nachrichten, die man erhalten kann: Diagnose Krebs. Dabei werden verschiedenste Krebsarten oftmals erst in späten Stadien erkannt, was die Überlebenschance stark verringert. Das soll sich bald ändern. Die beiden Wholomics-Gründer Patrick Strasser und Maximilian Schneider entwickelten einen Test, der mit hoher Genauigkeit verschiedene Krebserkrankungen bereits im Stadium eins feststellen können soll.

“Heutzutage zählt es als Durchbruch, wenn ein Medikament für Krebspatienten im Stadium vier eine sechs Monate längere Überlebensdauer erzielt. Allerdings hätte man einen viel größeren Impact, wenn man Krebs einfach früher erkennen könnte”, erklärt Wholomics-CEO Strasser im brutkasten-Interview. Denn bei den meisten Krebsarten, die man bereits im Stadium eins erkennt, hätten die Patienten eine “5-Jahres-Überlebensrate von über 90 %”. Im Stadium drei bzw. vier falle die Überlebenschance rapide ab. 

Daher entwickelten Strasser und Wholomics-CTO Schneider einen Test, der darauf ausgelegt ist, mehrere Krebsarten bereits in frühen Stadien aus einer einzigen Blutprobe zu erkennen. Der Test analysiert diverse Veränderungen im Blutserum, also der Flüssigkeit im Blut, die mit einer frühen Tumorentwicklung in Zusammenhang stehen können. Die Ergebnisse einer Validierungsstudie sind vielversprechend, denn der Wholomics-Test erkannte eigenen Angaben zufolge 38 von 40 Krebserkrankungen im Stadium eins, darunter Darm-, Magen- und gynäkologische Tumore. Die Intellectual Property der Methode liegt bei Wholomics. Eine erste Version des Tests, der Wholomics Multi-Cancer Check, ist bereits über eine Partnerfirma, Novogenia, erhältlich. Strasser und Schneider möchten sich aber darauf konzentrieren, den Test in der breiten Bevölkerungsmasse einsetzen zu können.

Vom Forscher zum Unternehmer

Die beiden Wholomics-Gründer kennen einander seit ihrem Studium an der TU München und fassten gerade wissenschaftliche Publikationen zusammen, als ihnen die Idee für einen neuen Test zur Krebsfrüherkennung kam. Die Umstellung vom Forscher zum Unternehmer beschreibt der Biochemiker Strasser als “leicht”. Dennoch stellt ihn das Unternehmertum vor einige Herausforderungen. “Als Startup-Founder lernt man im Endeffekt nie aus. Das heißt, jeden Tag, jede Woche gibt es neue Dinge, die man sich selbst beibringen oder die man lernen muss“, erklärt Strasser und ergänzt: “Ein Founder hat mir mal gesagt, die wissenschaftliche Grundlage ist sozusagen das A und O deines Unternehmens. Aber 80 Prozent werden dann im Endeffekt auf der Business-Seite durchgesetzt.”

Wholomics wurde bisher mit dem aws First Incubator und der Forschungsprämie unterstützt. Aktuell befindet sich das Unternehmen in der zweiten Finanzierungsrunde und ist noch auf der Suche nach Investoren. Strasser und Schneider wollen die Runde im letzten Quartal dieses Jahres schließen. “Wir suchen nicht nur nach Geldgebern, sondern eben auch nach strategischen Partnern, die z. B. im Bereich Diagnostik Erfahrung haben”, sagt Strasser. Mit der Entwicklung ihres Startups zeigt sich der Biochemiker zufrieden, auch wenn der Standort Österreich seine Schwierigkeiten mit sich bringe. Die Regulierungen in der EU erschweren laut dem Krebsforscher jedem Diagnostik-Startup den Start.      

Das Ziel sind 2027 die USA, aber ohne FDA-Approval

Zudem brauche es in der EU hohe Investments, um ein medizinisches Produkt auf den Markt zu bringen. “Da muss man dann abwägen, wie die tatsächliche Marktzugangslage ist. Und die ist in Österreich oder im DACH-Raum generell etwas schwieriger”, erklärt Strasser, der mit Schneider den Großteil von Wholomics besitzt. Der Blick der beiden Österreicher richtet sich daher über den großen Teich. Sie arbeiten aktuell in den USA an der Eröffnung eines sogenannten CLIA-Labors. Dadurch soll der Test zur Krebsfrüherkennung als “Lab Developed Test” in den Vereinigten Staaten 2027 auf den Markt gebracht werden können. Er werde somit firmenintern validiert und könne anschließend an Privatpersonen weiterverkauft werden. Ein FDA-Approval sei dann nicht mehr nötig.

Wholomics als die nächste Generation der Krebsfrüherkennungstests

“Im Endeffekt wollen wir quasi die nächste Generation von Multi-Cancer Early Detection Tests auf den Markt bringen. Der größte Unterschied zwischen uns und anderen Anbietern ist, dass wir einfach sehr hohe Frühstadien-Erkennungsraten haben”, sagt Strasser. Langfristig will sich Wholomics am Markt als “First Line Diagnostic” platzieren, also als eine erste Reihe an Untersuchungen, die bei Krebsverdacht durchgeführt werden. Diese Tests sollen dann von Versicherern rückerstattet werden. Als potentielle Kunden beschreibt Strasser in den USA zu Beginn unter anderem Ärzte, später auch Krankenkassen, wobei man den Test immer unter ärztlicher Begleitung durchführen muss.

In Zukunft kann es mehrere unterschiedliche Use-Cases für Wholomics geben, wie z. B. einen Stratifizierungstest. Durch diese Tests werden Personen in klare Gruppen eingeteilt. Dadurch kann in der Medizin einer Person die passende Behandlung verschrieben werden. “Im Endeffekt laufen alle diese Use-Cases darauf hinaus, dass eine Blutprobe analysiert wird und wir das molekulare Profil nach Krebs-Signaturen untersuchen”, sagt Strasser.

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AI Summaries

Micro-Comb: Mit neuem Chip 1000 HD-Filme in der Sekunde herunterladen

  • Australischen Forschern ist es gelungen mithilfe eines einzelnen optischen Chips, der auch als Micro-Comb bezeichnet wird, eine Datenübertragungs-Geschwindigkeit von 44,2 TBit/s zu erzielen.
  • Zum noch besseren Verständnis: Micro-Comb erzeugt genug „Speed“ um 1000 Filme in HD innerhalb einer Sekunde herunterzuladen.
  • Unsere Demonstration zeigt auch, dass das von uns hergestellte Gerät mit der bereits vorhandenen Glasfaser-Infrastruktur kompatibel ist“.
  • Wir hätten in den letzen Monaten einen kleinen Vorgeschmack erlebt, wie normale Nachfrage nach Internet-Infrastruktur zukünftig aussehen wird.

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