Das Projekt NeuroSys (neuromorphic systems) hat zum Ziel, Deutschland zu einem weltweit führenden Standort für die Entwicklung neuromorpher Hardware zu machen. Dazu haben sich viele Institutionen aus Wissenschaft (wie die RWTH Aachen), Wirtschaft und Gesellschaft zusammengetan, um sowohl die Forschung und Entwicklung, als auch die Produktion, Anwendung und Ethik abzudecken. Die Einsatzgebiete künstlicher Intelligenz sind vielfältig und intelligente Systeme sollen zunehmend auch in mobilen Geräten zum Einsatz kommen. Statt in einem solchen Fall die Leistungsfähigkeit einschränken zu müssen, wird hier auf die Entwicklung von Hardware gesetzt, welche explizit auf die Implementierung neuronaler Netze ausgelegt werden soll („neuromorph“) und daher deutlich effizienter sein wird als beispielsweise herkömmliche General Processing Units (GPUs). Der Lehrstuhl für medizinische Informationstechnik bearbeitet die Anwendung dieser neuartigen Strukturen im Bereich der Kamera- und deep learning-basierten Diagnostik.
RAPID
Förderer: BMBF
Laufzeit: 10/2021 - 09/2022
Ziel des Projektes RAPID ist die Entwicklung eines Diagnose- und Monitoringsystems für die Schnelle Diagnostik von Lungenerkrankungen zur Ableitung einer patientenangepassten Therapie.
CIMI
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 07/2021 – 06/2024
Cardiac Impedance Measurement for Improved Hemodynamic Monitoring
SmartLungControl
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 07/2021 – 06/2024
In dem Projekt soll ein Konzept für eine bedarfsadaptierte Steuerung und Sicherheitsüberwachung einer Langzeit-Kunstlunge außerhalb der Intensivstation erforscht werden.
SmartInkuTemp
Förderer: BMBF
Zeitraum: 12/2020 - 12/2023
Das Ziel des Projektes ist die Temperatur eines Frühgeborenen-Inkubators mittels Infrarotthermografie zu regeln. Durch den Einsatz der Infrarot-Thermografie ist es möglich, die Temperatur nicht nur an wenigen Punkten, sondern räumlich aufgelöst und kontaktlos auf der Hautoberfläche der Patienten zu messen, wodurch dieser selbst Teil des Regelkreises wird. So erhoffen wir uns eine deutliche Verringerung des Risikos von Infektionskrankheiten, sowie eine individualisierte und optimierte Wärmetherapie.
MyoFusion
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 09/2020 – 08/2023
Zur Verbesserung der Schätzung und Steuerung der interaktiven Kraft zwischen Roboter und Benutzern soll ein robuster Algorithmus zur korrekten Abschätzung der Muskelkraft bzw. des Muskeldrehmoments entwickelt werden. In diesem Projekt durch die Kombination von Elektromyographie (EMG) und Impedanz-Myographie (EIM). Diese sollte ein neues quantitatives Bewertungsinstrument für die Muskelaktivität darstellen, welches insbesondere die interaktive Kraft- / Drehmomententwicklung zwischen Roboter und Benutzer beschreibt.
ValidEIT
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 03/2020 – 04/2022
Das Projekt hat die Validierung der nichtinvasiven Lungenperfusionsüberwachung mittels EIT (Elektrische Impedanz-Tomografie) als Ziel. Dazu werden drei Forschungsansätze zur Untersuchung der Herzquellen des Signals untersucht: Tierversuche, Signalmodellierung und Entwicklung von Algorithmen. Aus diesem Verständnis werden im Folgenden Möglichkeiten für die Optimierung und Automatisierung der bettseitigen Beatmungstherapie erwartet.
DIA-STIM
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 02/2020 – 01/2022
Das Ziel des Projekts DIA-STIM ist die automatisierte Nervus phrenicus-Stimulation zur Aufrechterhaltung der Diaphragmaaktivitäten des Patienten während der künstlichen Beatmung. Die Nervstimulation sowie die künstliche Beatmung müssen synchronisiert und an die Bedürfnisse des Patienten angepasst werden.
HeVAD
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 10/2019 – 10/2022
Im Rahmen dieses Projektes sollen physiologische Regelalgorithmen für Herzunterstützungssysteme entwickelt sowie die dabei auftretende Blutschädigung minimiert werden.
InDiThera
Förderer: BMBF
Zeitraum: 09/2019 – 08/2022
Brustkrebs ist die häufigste Krebsart bei Frauen weltweit. Eine frühzeitige Diagnose erhöht die Überlebenschance drastisch. Aufgrund verschiedener Faktoren wie z.B. die Strahlenbelastung verzichten viele Frauen jedoch auf die Möglichkeit an Vorsorgeuntersuchungen vorzunehmen. In dem Projekt „Integration bildgeführter Brustkrebsdiagnostik mit minimalinvasiver Lasertherapie“ - InDiThera soll ein System entwickelt werden, welches es erlaubt ohne Röntgenstrahlung Tumore aufzuspüren und zu bekämpfen. Unserer Lehrstuhl ist dabei für die bildgebende Rekonstruktion mit Hilfe der Elektrischen Impedanztomographie verantwortlich. Auf Basis dieser Daten sollen dann mit Hilfe von Verfahren aus dem Machine Learning bösartiger Tumor erkannt werden.
SmartAvO
Förderer: BMWI (ZIM)
Zeitraum: 07/2019 - 06/2021
Das Ziel des ZIM-Projektes "SmartAvO" ist die Entwicklung eines optoelektronisch-pneumatischen Monitoringsystems zur nicht-invasiven Überwachung der peripheren, arterio-venösen Sauerstoffdifferenz.
SET
Förderer: EIT Health (EU)
Zeitraum: 07/2019 - 03/2021
Die "Seated Exercise Technology to walk in balance" (SET) ist eine innovative Lösung zur Verbesserung von Gang und Balance bei älterer Bevölkerung mit hohem Sturzrisiko. SET ist ein motorisiertes stuhlähnliches Gerät, das entwickelt wurde, um das Gehen und das Gleichgewicht zu rehabilitieren. Es wendet sanfte kontralaterale Bewegungen zwischen dem Rumpf, dem Becken und den Oberschenkeln an, um ein normales menschliches Gehverhalten nachzuahmen. Ziel des EU-Projekts ist es, SET in einem relevanten klinischen Umfeld zu testen und auf den Markt zu bringen.
PatRIA
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 08/2018 – 03/2021
Ziel des Projektes PatRIA ist die Entwicklung von Verfahren zur Patienten-kooperativen Regelung von impedanzvariablen Antrieben.
SIRIO
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 08/2018 – 08/2021
Ziel des Projekts SIRIO (Systemic Inflammatory Response Indication Observer) ist die Entwicklung und Erforschung eines Hybridkamera-Monitorings zur frühzeitigen Erkennung von Symptomen einer Sepsis bei Frühgeborenen. Dabei sollen die kamerabasierten Verfahren „Photoplethysmography Imaging“ (PPGi) und „Infrared Imaging“ für eine hybride Bildgebungstechnologie fusioniert werden, um kontaktlos Vitalparameter aus kurzer Distanz erfassen zu können. Aus den gemessenen vitalen Größen sollen anschließend automatisiert septische Anzeichen erfasst werden, die in einem „Scoring“-Parameter zusammenfließen, welcher aus dem Pediatric Early Warning Score (PEWS) abgeleitet wurde.
HIL-Lung
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 04/2018 – 06/2021
Dieses Projekt hat zum Ziel, die Wechselwirkung einer künstlichen Lunge mit dem Kreislauf des späteren Implantat-Empfängers zu modellieren und für physikalische Tests zugänglich zu machen. Mittels objekt-orientierter Modellbildung soll dabei die zeitliche Dynamik des Gasaustauschs in der Lunge und die hydraulischen Eigenschaften des an die Lungen angeschlossenen Kreislaufs in Echtzeit simuliert werden. Basierend auf einem zu etablierenden Hardware-in-the-Loop (HIL) Prüfstand soll schließlich ein Prototyp für eine automatisierte Testumgebung etabliert werden, mit der biologische, technische und hybride Kunstlungen bzgl. ihrer Funktionalität untersucht und charakterisiert werden können. Neben Wasser wird dabei auch Blut als Transportmedium verwendet werden, um ein möglichst realistisches Abbild der Realität zu erzeugen und auch Fragen der Gastransferleistung und Hämokompatibilität realitätsnah adressieren zu können. Entsprechend wird ein hydraulisches Interface etabliert, das bzgl. seines Input-Output-Verhaltens dem physiologischen System hinreichend genau ähnelt (bzgl. Drücken, pulsatiler Durchblutung, etc.). Neben simulierten Fluss- und Potentialsignalen (d.h. Differenzdruckverläufen) lassen sich dabei auch in früheren Tierversuchen erhobene Messdaten auf dem HIL-Prüfstand einspielen und zur Testung des Verhaltens von neu entwickelten Implantaten verwenden. Diese Eigenschaft von HIL-Systemen trägt entscheidend zur Reduktion von Tierversuchen bei. Auf der Systemebene lassen sich ferner bereits in einem frühen Stadium Fragestellungen zur Funktionssicherheit (z.B. bei Komponentenausfall), Robustheit, Automatisierung und Regelung sowie zum Monitoring untersuchen und beantworten.
HYPACAL
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft
Zeitraum: 01/2018 – 03/2022
Das Ziel des Kooperationsprojekts mit dem chinesischen Partner ist die Erforschung und methodische Auslegung von Hybriden parallel-elastischen Aktoren für die Rehabilitation der unteren Extremität (HYbrid PArallel Compliant Actuation for lower Limb).
