Weitere Projekte
Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)Titel des Gesamtprojektes: Empathokinästhetische Sensorik
Laufzeit: 1. Juli 2021 - 30. Juni 2025
Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
URL: https://www.empkins.de/Holographische 6D-Funkortung und Bewegungsverfolgung
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)Titel des Gesamtprojektes: Empathokinästhetische Sensorik - Sensortechniken und Datenanalyseverfahren zur empathokinästhetischen Modellbildung und Zustandsbestimmung (EmpkinS)
Laufzeit: 1. Juli 2021 - 30. Juni 2025
Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
URL: https://www.empkins.de/Das Teilprojekts A02 erforscht eine Funkortungstechnik zum hochpräzisen Tracking menschlicher Posen (3D-Position und 3D-Orientierung von Körperteilen). Ein neuartiges, holografisches extended Kalman-Filter ermöglicht es, die Absolutsignalphasen von 61-GHz-Funkknoten auszuwerten, obwohl die zu lokalisierenden Funkmodule unsynchronisierte/inkohärente Signale aussenden. Hierdurch wird ein aufwandsarmes Tracking mit sub-millimeter Messunsicherheit und mit einer Messrate von bis zu 10 kHz realisierbar, was völlig neue Möglichkeiten zur Erfassung hochdynamischer menschlicher Bewegungen eröffnet.
Sensortechniken und Datenanalyseverfahren zur empathokinästhetischen Modellbildung und Zustandsbestimmung
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)Titel des Gesamtprojektes: Empathokinästhetische Sensorik - Sensortechniken und Datenanalyseverfahren zur empathokinästhetischen Modellbildung und Zustandsbestimmung (EmpkinS)
Laufzeit: 1. Juli 2021 - 30. Juni 2025
Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
URL: https://www.empkins.de/Teilprojekt A01 erforscht ein neuartiges, multimodales Sensorkonzept zur hochpräzisen, berührungslosen Erfassung der Hülle des menschlichen Körpers und des Geschwindigkeitsvektors jedes Punktes auf dieser Hülle. Hierzu wird ein Mikrodoppler-Apertursynthese-Radar mit einer optischen Tiefenkamera kombiniert und die Stärken der Sensoren vereint. Die Körperhülle und ihre Bewegungen werden mit einer herausragenden Präzision und mit hoher Messrate erfasst. Mit diesen Eigenschaften ist das System eine zentrale Basis für das Forschungsprogramm des SFBs EmpkinS.
Elektro-optischer Mikrostruktur- und Mikrobewegungssensor
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)Titel des Gesamtprojektes: Empathokinästhetische Sensorik - Sensortechniken und Datenanalyseverfahren zur empathokinästhetischen Modellbildung und Zustandsbestimmung (EmpkinS)
Laufzeit: 1. Juli 2021 - 30. Juni 2025
Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich (SFB)
URL: https://www.empkins.de/Es wird ein neuartiger Ansatz für einen elektro-optischen Sensor erforscht, der kleinste Bewegungen und Veränderungen (z. B. Schweißbildung) der Hautoberfläche berührungslos und mit besonders hoher Genauigkeit (< 100 nm) und Bildrate (1 kHz) in einem Bereich von 1 cm2 in Echtzeit abbilden kann. Hierfür wird der Stand der Technik erweitert zur simultanen Beobachtung aller Bildpunkte einer 2D-Bildebene unter Einsatz digitaler Signalverarbeitung und Radartechnik. Im Vordergrund steht die Validierung des Sensorprinzips, zunächst im Labor mit Phantomen, anschließend in medizinischen Studien mit D02-D05 zum Nachweis eines diagnostischen Mehrwerts z. B. zur Erfassung von Stress.
Entwicklung eines Leitfadens zur dreidimensionalen zerstörungsfreien Erfassung von Manuskripten
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)Laufzeit: seit 1. November 2020
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
URL: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/433501541Towards Standards for Three-dimensional Non-invasive Digitisation of Manuscripts
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)Laufzeit: 1. Mai 2020 - 30. April 2022
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
URL: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/433501541?context=projekt&task=showDetail&id=433501541&Im Zuge der sich rapide durchsetzenden Digitalisierung werden derzeit ein Großteil der Bestände von Büchereien in elektronische Formate überführt. Die massive Digitalisierung stößt aber auch auf Grenzen. Es existieren Dokumente, deren Zustand durch Alterung oder externe Einflüsse eine konventionelle, optisch basierte Digitalisierung kaum erlauben. Eigene Vorarbeiten zeigten, dass die drei Bildgebungsverfahren Röntgen-Computertomografie, Phasenkontrast-Röntgen-Computertomografie und Terahertz-Bildgebung prinzipiell dazu geeignet sind, nicht-invasive Einblicke in derartige Dokumente zu ermöglichen, digitale Bildinformationen zu generieren und neue Möglichkeiten zur automatisierten Erfassung zu eröffnen.In diesem Forschungsvorhaben wird erstmalig eine konkrete Strategie zur Digitalisierung von solchen Dokumenten entwickelt. Anhand einer strukturierten Evaluation wird ein Qualitätswertes entstehen, der Aussagen über die Güte der Digitalisierung mit einer der drei Modalitäten für bestimmte historische Materialien zulässt, woraus das geeignetste Verfahren abgeschätzt werden kann. Basierend auf diesen Erkenntnissen wird ein Leitfaden zur Digitalisierung von fragilen Dokumenten entwickelt, mithilfe dessen die Qualität, Machbarkeit und eventuelle Schädigung vor-ab abgeschätzt werden können. Zusätzlich werden Algorithmen entwickelt, die die generierten Daten virtuell aufbereiten.Mit der Durchführung des Forschungsvorhabens werden drei konkrete Ziele verfolgt. Durch die Evaluation der Modalitäten soll anschließend das geeignetste Verfahren für ein spezifisches Dokument ermittelt werden können. Nach Ende des Projekts wird eine Benutzeroberfläche bereitgestellt, in der durch Angabe von Materialkombinationen und relevanter Parameter, die erreichbare Qualität mit jeder Modalität geschätzt wird. So wird es möglich sein, die Variation der Aufnahmeparameter zu testen, beispielhafte Ergebnisse anhand der generierten Datenbank anzuzeigen, und den Qualitätswert zu berechnen.Die Grundlage dafür bildet die Evaluation der drei Modalitäten für relevante Materialien. Hierzu werden realistische Prüfkörper gefertigt. Sowohl die Aufnahmequalität und -auflösung als auch eventuelle Schädigung des Dokuments können auf diese Weise berücksichtigt werden.Anhand des Leitfadens wird dann das geeignetste Verfahren für ein spezifisches Dokument identifiziert werden können. Diese Aussage basiert auf einem prognostizierten Qualitätswert, sodass die optimale Digitalisierungsmodalität im Voraus bestimmt werden kann.Die Evaluation mehrerer Modalitäten sowie die Algorithmenentwicklung sind als zentrale Herausforderung des Forschungsvorhabens zu sehen. Es soll ermöglicht werden, gefährdete Bestände in einem digitalen Format zu speichern, ohne deren Struktur durch manuelle Eingriffe zu zerstören. In der zweiten Förderphase soll eine multimodale Lösung erforscht werden, bei der durch Kombination mehrerer Verfahren Nachteile und Grenzen einzelner Modalitäten kompensiert werden.Etablierung eines hochinnovativen Fertigungsverfahrens für 3D-gedruckte, passive HF-Komponenten bis inden Terahertzbereich
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)Laufzeit: 1. April 2021 - 31. März 2023
Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)HiFlySens -- Sensorik mit hoher örtlicher Auflösung mittels optisch angetriebener Mikropartikel im Kern hohler photonischer Kristallfasern
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)Laufzeit: 1. Oktober 2019 - 31. Dezember 2021
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)6G für Mensch, Umwelt & Gesellschaft
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)Titel des Gesamtprojektes: 6G Platform Germany
Laufzeit: 1. August 2021 - 31. Juli 2025
Mittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
URL: https://www.open6ghub.de/Der Open6GHub wird zur Entwicklung einer 6G Gesamtarchitektur, aber auch Ende-zu-Ende Lösungen unter anderem in folgenden Bereichen beitragen: erweiterte Netzwerktopologien mit hochagiler sogenannter organischer Vernetzung, Security- und Resilienz, Thz- und photonische Übertragungs verfahren, Sensorfunktionalitäten in den Netzen und deren intelligente Nutzung und Weiterverarbeitung und anwendungsspezifische Radioprotokolle.
An der FAU wird hierzu unter der Leitung von Prof. Franchi (ESCS), Prof. Weigel (LTE) und Prof. Vossiek (LHFT) geforscht. Am Lehrstuhl für Technische Elektronik (LTE) werden insbesondere Joint-Communications-and-Sensing-Technologien sowie deren Anwendung in resilienten 6G-Campusnetzen erforscht. Hierfür wird eng mit den Lehrstühlen ESCS und LHFT kooperiert. Des Weiteren findet am LTE der Entwurf von integrierten Device-to-Device Kommunikationschips für die Nutzung um 140 GHz statt.
Der Fokus von ESCS liegt auf JCAS, adaptiven RAN-Architekturen, Protokolldesign und Wellenformdesign für 6G. Darüber hinaus befasst sich ESCS mit Themen wie Resilience-by-Design und Security-by-Design.
Quantum Measurement and Control for the enablement of quantum computing and quantum sensing
(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)Laufzeit: 1. Januar 2023 - 31. Dezember 2025
Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst (StMWK) (seit 2018)Empathokinästhetische Sensorik
(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)Laufzeit: 1. Juli 2021 - 30. Juni 2025
Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
URL: https://empkins.de/Der geplante SFB „Empathokinästhetische Sensorik“ (EmpkinS) erforscht neuartige radar-, funk-, tiefenkamera- und photonikbasierte Sensortechniken sowie Körperfunktionsmodelle und Algorithmen, mit denen über die berührungslose Erfassung von Bewegungsparametern des Menschen eine Wahrnehmung und Bewertung der physiologischen und behavioralen Zustände und Körperfunktionen ermöglicht wird. EmpkinS verfolgt das Ziel, Sensortechnologien und Bewegungsdaten des menschlichen Körpers zu schaffen. Basierend auf diesen Daten völlig neuer Qualität und Quantität wird EmpkinS bahnbrechende Erkenntnisse im Bereich von biomechanischen, medizinischen und (psycho-)physiologischen Körperfunktionsmodellen und Wirkmechanismen sowie den Wechselwirmechanismen zwischen diesen erarbeiten. Die EmpkinS-Leitidee besteht darin, dass menschliche Bewegungsparameter sowohl der Makroebene (Körper bzw. Körpersegmente, kardiopulmonale Funktion) als auch der Mikroebene (Mimik, Faszikulation) feingranular aus der Ferne, d. h. minimal störend und nichtinvasiv erfasst werden. Aus diesen Daten werden dann die dem Bewegungsmuster zugrundeliegenden physiologischen und behavioralen Zustände unter Nutzung biomechanischer, neuro- und psychomotorischer Körperfunktionsmodelle algorithmisch rekonstruiert. Die Verknüpfung der körperinneren, biomedizinischen und der äußeren, medizintechnischen Ebenen, die durch die Sensorik sowie die Körperfunktionsmodelle und die Inversion der Wirkmechanismen geschaffen wird, ist hochinnovativ, außerordentlich komplex und bisher in vielen Bereichen unerforscht.Zur Lösung der herausfordernden Forschungsfragen umfasst EmpkinS ein interdisziplinäres Forschungsprogramm, das sich kohärent entlang der sensorischen Kette von der primären Sensortechnik (Projektbereich A) über die Signal- und Datenverarbeitung (Projektbereiche B und C), der zugehörigen Modellierung der Vorgänge im menschlichen Körper (Projektbereiche C und D) bis hin zur psychologischen bzw. medizinischen Interpretation (Projektbereich D) der Sensordaten gliedert. Ethikforschung (Projektbereich E) zur Sicherstellung eines verantwortungsvollen Einsatzes der EmpkinS-Technologie ist integraler Bestandteil des SFB.Das auf zwölf Jahre ausgelegte Forschungsprogramm des SFB EmpkinS wird Methodologien und Technologien erschaffen, die neuartiges Grundlagenwissen über die Verknüpfung von inneren biomedizinischen Prozessen des menschlichen Körpers mit äußerlich und berührungslos, per funk- und wellenbasierter Sensorik erfassbaren Informationen, bereitstellen werden. EmpkinS wird mit diesen medizintechnischen Sprunginnovationen völlig neuartige „digitale“, patientenzentrierte Diagnose- und Therapiemöglichkeiten für Medizin und Psychologie eröffnen.Die Medizintechnik stellt einen Forschungsschwerpunkt mit Leuchtturmcharakter der Region Erlangen-Nürnberg dar. Ausgehend von dem diesem exzellenten Hintergrund und mit den vielfältigen Vorarbeiten startet EmpkinS von einer schlagkräftigen sowie äußerst soliden Basis.