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Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik

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Empathokinästhetische Sensorik

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Empathokinästhetische Sensorik

Empathokinästhetische Sensorik

(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Gesamtprojekt)

Titel des Gesamtprojektes:
Projektleitung: Martin Vossiek, Björn Eskofier
Projektbeteiligte:
Projektstart: 1. Juli 2021
Projektende: 30. Juni 2025
Akronym: SFB 1483 EmpkinS
Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
URL: https://empkins.de/

Abstract

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.

Publikationen

  • Nitschke M., Mayer M., Dorschky E., Koelewijn A.:
    How many sensors are enough? Trajectory optimization using sparse inertial sensor sets
    9th World Congress of Biomechanics 2022 Taipei (Taipei, 10. Juli 2022 - 14. Juli 2022)
    URL: https://www.youtube.com/watch?v=TznVCgK4DF0
  • Root K., Ullmann I., Gmehling S., Vossiek M.:
    Close range ISAR imaging with target velocity determination for security screening applications
    Emerging Imaging and Sensing Technologies for Security and Defence VI SPIE Security + Defence (Online, 13. September 2021 - 18. September 2021)
    DOI: 10.1117/12.2602072
  • Richer R., Küderle A., Dörr J., Rohleder N., Eskofier B.:
    Assessing the Influence of the Inner Clock on the Cortisol Awakening Response and Pre-Awakening Movement
    2021 IEEE EMBS International Conference on Biomedical and Health Informatics (BHI) (Athens, 28. Juli 2021 - 30. Juli 2021)
    In: IEEE (Hrsg.): 2021 IEEE EMBS International Conference on Biomedical and Health Informatics (BHI) 2021
    DOI: 10.1109/BHI50953.2021.9508529
    URL: https://www.mad.tf.fau.de/files/2021/08/richer21_car_inner_clock.pdf
  • Sippel E., Hehn M., Kögel T., Gröschel P., Hofmann A., Brückner S., Geiß J., Schober R., Vossiek M.:
    Quasi-Coherent Phase-Based Localization and Tracking of Incoherently Transmitting Radio Beacons
    In: IEEE Access 9 (2021), S. 133229-133239
    ISSN: 2169-3536
    DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3115563
  • Wei Z., Yu X., Ng DWK., Schober R.:
    Resource Allocation for Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Systems: A Tutorial Overview
    In: Proceedings of the IEEE (2021), S. 1-23
    ISSN: 0018-9219
    DOI: 10.1109/JPROC.2021.3120888
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