Biomedizinische Informatik und Mechatronik

Forschung

Laufende Forschungsprojekte

 

Interne Lichtversorgung und Sensorik für Photoreaktoren

Übergeordnetes Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen Systems zur Beleuchtung von Photoreaktoren. Aufgrund des Selbstabschattungseffektes in Mikroalgensuspensionen oder chemischen Suspensionen ist eine ausreichende externe Lichtversorgung nicht möglich, sodass bisherige Photoreaktoren auf geringe Schichtdicken limitiert sind. Dies resultiert in einem schlechten Wärme- und Stofftransport und erschwert zudem ein scale-up dieser Reaktoren, da das Verhältnis von beleuchteter Oberfläche zu Volumen nicht konstant gehalten werden kann.

Intern beleuchtete Photoreaktoren können dieses Problem umgehen, indem die lichtemittierenden Elemente innerhalb des Reaktor angebracht sind und somit das Verhältnis von beleuchteter Oberfläche zu Volumen und der Lichtweg unabhängig von der Reaktorgröße konstant gehalten werden kann. Jedoch sind die Aufbauten bisheriger intern beleuchteter Systeme sehr komplex und durch die lichtemittierenden Einbauten wird ebenfalls der Wärme- und Stofftransport erschwert.

In diesem Projekt soll ein neuartiges System zur internen Beleuchtung von Photoreaktoren entwickelt werden. Dieses ist durch eine Vielzahl kleiner Lichtquellen – sog. Wireless Light Emittern – charakterisiert, welche durch die Durchmischung gleichmäßig im Reaktor verteilt werden können und mittels eines elektromagnetischen Feldes von außen durch resonante induktive Energieübertragung versorgt werden können.

Ein weiterer Vorteil der induktiven Energieversorgung ist die Möglichkeit zusätzlich frei bewegliche Sensoren im Reaktor zu versorgen, zu orten und damit Messdaten zeit- und ortsaufgelöst auslesen zu können.

Principal Investigator (UMIT): Univ.-Prof. Dr. Alexander Sutor

Kooperationspartner: Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik, Universität Erlangen, DECHEMA (http://dechema-dfi.de/WLE.html?highlight=wireless)

 

Methoden zur biomechanischen Analyse weichen Gewebes im Kehlkopf

Die Stimme ist wahrscheinlich unser wichtigstes Kommunikationsmittel. Die medizinische Behandlung von Stimmstörungen ist daher von hohem sozialem und ökonomischem Interesse. Innovative medizinische Strategien sind notwendig um speziell bei Krebserkrankung eine Früherkennung zu ermöglichen und schließlich betroffene Patienten erfolgreich zu behandeln.

Heute basiert die Diagnose oft auf Biopsien, wofür Gewebeproben aus dem Kehlkopf entnommen und im Labor untersucht werden. Wegen der geringen Größe der Stimmbänder, welche das Primärsignal der Stimme erzeugen, sind diese Biopsien riskant und werden nur bei hoher Dringlichkeit durchgeführt. Eine Früherkennung oder ein Screening, wie es z.B. zur Brustkrebsprävention durchgeführt werden kann, ist heute für den Kehlkopf noch nicht möglich.

In unserer Studie schlagen wir neue Methoden zur Gewebeanalyse im Kehlkopf vor, welche eine quantitative Bestimmung der Gewebeeigenschaften ermöglichen, ohne das Gewebe dabei zu verletzen. Mit diesen Methoden wird eine Früherkennung von bösartigen (Krebs) oder gutartigen (Polypen, Zysten) Gewebeveränderungen möglich sein.

Principal Investigator (UMIT): Univ.-Prof. Dr. Alexander Sutor
Kooperationspartner: Universitätsklinik Erlangen, HNO, Abteilung für Phoniatrie (Prof. M. Döllinger)
Funding: FWF (Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung), Projektnummer I 3806-B28
 
 
Berücksichtigung von Artenschutzbelangen bei der Errichtung von KWEA (in Süddeutschland)
 
In diesem Froschungsprojekt beabsichtigen wir das Gefährdungspotenzial von Fledermäusen bei der Errichtung von KWEA mithilfe eines experimentellen Ansatzes zu überprüfen. Damit wird eine bessere Wissensbasis für die Planung und Genehmigung von KWEA geschaffen. Im Detail sollen die folgenden Forschungsfragen bearbeitet und geklärt werden:
 
  • Wie reagieren Fledermäuse auf neue Hindernisse auf ihren Flugwegen? Weichen die Fledermäuse den KWEA aus? Besteht die Gefahr der Kollision?
  • Zeigen Fledermäuse eine unterschiedliche Reaktion auf laufende oder stehende KWEA?
 
Ein speziell hierfür entwickeltes Stereo-Infrarot System ermöglicht es uns dreidimensionale Flugbahnen der Fledermäuse zu untersuchen. Aus den digitalisierten Fledermausflugbahnen können in einem nächsten Schritt verschiedene Parameter abgeleitet werden, wie etwa die minimale Distanz zum Rotor, die eine statistische Auswertung des Flugverhaltens der Fledermäuse erlauben.
 
Langjährige Zusammenarbeit mit der FrInaT GmbH im Rahmen der Projekte RENEBAT I-III sowie KWEA Nord hatte sich als äußerst zielführend erwiesen. 
 
Principal Investigator (UMIT): Klaus Hochradel
Kooperationspartner: FrInaT GmbH
 
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Umsetzung der Naturschutzforschung am Windtestfeld am Land
 
Das Vorhaben verfolgt das zentrale Ziel, das Windenergietestfeld sowohl für die Entwicklung und den Test von Vermeidungsmaßnahmen für Vögel und Fledermäuse zu nutzen als auch Wissenslücken im Verhalten von Tieren gegenüber Windenergieanlagen zu schließen.
 
Entsprechende Forschungskonzepte, die die besonderen Gegebenheiten des Testfelds (zwei Forschungswindenergieanlagen, vier Windmessmasten gleicher Höhe jeweils vor und hinter den Anlagen, umfassende Messeinrichtungen) nutzen, wurden im Rahmen des Vorläuferprojekts (NatForWINSENT) entwickelt und mit einschlägigen Experten abgestimmt. Wesentliche Bestandteile dieser Konzepte sollen im Rahmen des Vorhabens nun umgesetzt werden.
 
Im besonderen Fokus stehen dabei Maßnahmen zum Schutz windenergieempfindlicher Greifvogelarten, für die die Windenergienutzung eine potenzielle Gefährdung darstellt. Dies betrifft zum Beispiel den Rotmilan, der im Untersuchungsgebiet auch vorkommt.
 
Principal Investigator (UMIT): Klaus Hochradel
 
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