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Etablierung eines jungen Forschungsfeldes: Synthetische Biologische Intelligenz
Dr. Frank Sommerhage zeigt ein bioelektronisches System aus der Forschung im Bereich der Synthetischen Biologischen Intelligenz. © Frank Sommerhage
Am Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik 1 (IWE1) wird das zukunftsweisende Forschungsfeld der Synthetischen Biologischen Intelligenz (SBI) weiter ausgebaut, ermöglicht durch eine Förderung im Rahmen des DAAD-Programms „Academic Horizons – Attracting Global Minds“. Konkret sollen im Projekt „GROW-SBI“ unter der Leitung von Dr. Frank Sommerhage internationale wissenschaftliche Talente gewonnen und neue Impulse an der Schnittstelle von Elektrotechnik, Biotechnologie und KI gesetzt werden.
Die Forschung in diesem Bereich eröffnet Perspektiven für adaptive, energieeffiziente und lernfähige Systeme, die sich grundlegend von heutigen digitalen Architekturen unterscheiden. Im Zentrum steht dabei die Frage, wie sich biologische und technische Prozesse koppeln lassen, um neuartige Formen der Informationsverarbeitung zu ermöglichen.
„Anders als bei klassischer Künstlicher Intelligenz steht bei Synthetischer Biologischer Intelligenz nicht Software allein im Mittelpunkt. Vielmehr geht es um das Zusammenspiel von moderner Technik mit lebenden Nervenzellen,“ erklärt Frank Sommerhage.
Gleichzeitig wirft die Forschung neue wissenschaftliche und ethische Fragestellungen auf, etwa in Bezug auf Kontrolle, Stabilität und Verantwortung im Umgang mit biohybriden Systemen. Das Thema vernetzt daher Forschende aus unterschiedlichsten Fachrichtungen. An der RWTH Aachen wird das Forschungsfeld der Synthetischen Biologischen Intelligenz derzeit aktiv aufgebaut; auch in Deutschland ist es bislang noch nicht institutionell verankert.
© Martin Braun
Projektleiter Dr. Frank Sommerhage hat die Forschungsrichtung über viele Jahre in den USA vorangetrieben und ist im Oktober 2025 an die RWTH, seine Alma Mater, zurückgekehrt, an der er 2011 mit der Arbeit „Chloride versus Protons – Ion Currents in the Cell-Transistor Junction“ promovierte. Nun möchte er selbst junge Talente fördern.
Bereits im Sommer kommt eine erste internationale Gruppe für ein dreiwöchiges Onboarding-Programm an die RWTH. Geplant sind Laborbesuche und Workshops sowie Einblicke in die Themen Zellkultur, Sensorik, computergestützte Auswertung, Philosophie und angewandte Ethik. Ergänzend werden Angebote bereitgestellt, die den Einstieg in die Forschung und das Leben in Aachen erleichtern sollen.
„Mit unserem Ansatz stärken wir das Profil der RWTH im Bereich der biomedizinischen Forschung und Technologie,“ so Frank Sommerhage.
Die RWTH Aachen erhält im DAAD-Programm „Academic Horizons – Attracting Global Minds“ bis Ende 2029 eine Förderung in Höhe von insgesamt 750.000 Euro. Die Mittel werden vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt im Rahmen des „1.000-Köpfe-Plus-Programms“ bereitgestellt. Ziel der Initiative ist es, deutsche Hochschulen dabei zu unterstützen, weltweit exzellente Talente für Master- und Promotionsprogramme in Schlüsseltechnologien sowie strategisch relevanten Forschungsfeldern zu gewinnen.
Die geförderten Forschungsthemen sollen einen interdisziplinären und vernetzenden Charakter aufweisen und zur Profilbildung sowie Internationalisierung der jeweiligen Universität beitragen. Bundesweit werden insgesamt 20 Hochschulen im Rahmen des Programms gefördert.
Der Deutsche Akademische Austauschdienst (DAAD) wird als Verein von den deutschen Hochschulen und Studierendenschaften getragen. Er ist die weltweit größte Förderorganisation für den internationalen Austausch von Studierenden und Forschenden. Seit seiner Gründung im Jahr 1925 hat der DAAD mehr als 2,9 Millionen junge Akademiker:innen im In- und Ausland gefördert.
An der Schnittstelle von Medizin und Ingenieurwissenschaft: Neue Technologien für die Implantationsforschung
© Martin Braun
Im Rahmen eines Online-Seminars referiert Dr. Madhuri Salker über ihre aktuelle Forschung, bei der sie sich mit der Untersuchung von Implantationen beim Menschen und Schwangerschaftsverlusten befasst. Zu diesem Zweck nutzt sie rekonstruierte Assembloide, multimodale Einzelzellsequenzierung und die Entwicklung von Nanosensoren.
Dr. Madhuri Salker erforscht die molekularen und immunologischen Prozesse der frühen Schwangerschaft. Der Forscherin vom Universitätsklinikum Tübingen und Assistenzprofessorin an der University of British Columbia wurde kürzlich eine hochdotierte Projektförderung in Form eines European Research Council Consolidator Grants zugesichert. In ihrem Projekt babyRADAR möchte sie mithilfe modernster Technologien die Entscheidungsprozesse des Endometriums während der Implantation besser verstehen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Interaktion von Steroidhormonen, Immunzellen und Gewebedynamik – Prozesse, die sich durch nanoskalige Sensorsysteme erstmals in Echtzeit quantifizieren lassen können.
Im Mittelpunkt ihres Vortrags stehen rekonstruierte Assembloide – dreidimensionale Gewebemodelle des Endometriums –, multimodale Einzelzellsequenzierung sowie die Entwicklung hochsensitiver Nanosensoren. Mithilfe dieser Ansätze ist es möglich, die Kommunikation zwischen mütterlichem Gewebe und Embryo präzise zu analysieren und molekulare Fehlregulationen zu identifizieren, die zu Implantationsversagen oder Fehlgeburten führen können.
„Wenn wir verstehen, warum die Einnistung fehlschlägt, können wir neue Diagnoseverfahren entwickeln, Fruchtbarkeitsbehandlungen verbessern und betroffenen Familien neue Hoffnung geben,“ erklärt Madhuri Salker.
Eine besondere Rolle spielen dabei integrierte MEMS-Geräte (Micro-Electro-Mechanical Systems). Diese miniaturisierten, sensorintegrierten Mikrosysteme ermöglichen die präzise Steuerung mikrofluidischer Umgebungen sowie die Echtzeitüberwachung biochemischer und mechanischer Prozesse auf Zellebene. Dadurch lassen sich sowohl Zellkräfte als auch dynamische Signal- und Stoffwechselvorgänge kontinuierlich und hochauflösend erfassen.
Gerade hier ergeben sich klare Anknüpfungspunkte zur Forschung an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik: Das von Professor Sven Ingebrandt geleitete Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik 1 (IWE1) legt einen besonderen Schwerpunkt auf die Entwicklung von Mikro- und Nanosystemen für die Biotechnologie und die biomedizinische Diagnostik. Zu den zentralen Kompetenzen zählen die Kopplung biologischer Systeme – etwa lebender Zellen, Membranen oder Proteine – mit technischen Systemen, um neuartige Sensoren, mikrofluidische Systeme und intelligente Implantate zu realisieren.
Diese technologische Expertise bildet eine direkte Schnittstelle zur Forschung von Madhuri Salker. Für ihre implantationsbiologischen Untersuchungen ist sie auf integrierte MEMS-Bauelemente angewiesen. Die Verbindung von reproduktionsmedizinischer Grundlagenforschung und mikro- sowie nanosystemtechnischer Entwicklung eröffnet somit neue Möglichkeiten für interdisziplinäre Kooperationen zwischen Medizin und Ingenieurwissenschaften. Der Vortrag findet vor dem Hintergrund möglicher technologischer Kooperationen zwischen Professor Sven Ingebrandt und Dr. Madhuri Salker statt. Im Zentrum steht die Frage, wie mikro- und nanosystemtechnische Entwicklungen die biomedizinische Forschung unterstützen können.
Teilnahme: Am Dienstag, den 24. Februar 2026, findet die Veranstaltung online via Zoom statt und beginnt um 17:00 Uhr, wobei sie bis 18:30 Uhr andauert.
Meeting-ID: 644 5259 3117
Kenncode: 985261
