Forschungsprofil Sensors & Signals

Eingebettete Systeme und (Industrial) Internet of Things (IIoT)

Eingebettete Systeme sind spezialisierte Computersysteme, die in größere Geräte oder Maschinen integriert sind, um spezifische Aufgaben zu erfüllen, wie zum Beispiel Steuerung und Überwachung. Die Basis dafür bilden häufig Mikrocontroller oder FPGAs, die für ihre Effizienz, Zuverlässigkeit und einen geringen Energieverbrauch optimiert sind. Das (Industrial) Internet of Things beschreibt die Vernetzung solcher Systeme mit dem Internet, so dass Daten ausgetauscht und automatisierte Prozesse ermöglicht werden.

Erfassung, Analyse, Verarbeitung und Übertragung von Daten

Mit Hilfe eingebetteter Systeme lassen sich über Sensoren kontinuierlich eine Vielzahl an Informationen erfassen. Durch die Integration intelligenter Verarbeitungs- und Analysemethoden können aus häufig heterogenen Datenmengen neue Erkenntnisse gewonnen werden. Dabei kommen fortschrittliche Algorithmen wie maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz zum Einsatz. Unterschiedliche Kommunikationsverfahren bieten eine sichere Übertragung über kurze oder sogar sehr große Entfernungen.

Publikationen „Erfassung, Analyse, Verarbeitung und Übertragung von Daten"

Funksysteme und Antennenmodellierung

Entwicklung und Analyse von Funksystemen für die terrestrische und satellitengebundene digitale Datenübertragung. Es werden digitale Modulationsverfahren genutzt bzw. auf jeweilige Anwendungsfälle angepasst und dabei gleichzeitig Verzerrungen elektronischer Bauteile im Sender und Empfänger mit beachtet. Weiterhin erfolgt eine Modellierung der Sende- und Empfangsantenne im Sinne der Richtcharakteristik. Die Antennenmodellierung umfasst dabei auch Phased-Array-Antennen zum adaptiven Beam-Forming, der Richtungsschätzung und für das Null-Stearing.

Publikationen „Nachrichtentechnik"

Smart Monitoring und Diagnose

Hier wird noch ein Text zum Thema ergänzt.

Biomesstechnik und Biosignalverarbeitung

Entwicklung von Sensoren und elektronischen Systemen zur störungsarmen Messung und Übertragung von elektrischen und nichtelektrischen Biosignalen sowie Entwicklung von digitalen Signalverarbeitungsalgorithmen einschließlich Methoden des Maschinellen Lernens zur Extraktion von diagnostisch bedeutsamen Merkmalen einschließlich kamerabasierter Methoden.

Konkrete Themen dabei sind:

• Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit und Permittivität von gesundem und tumorösem Hirngewebe durch intrakranielle Messungen in Patienten
• Robuste nichtinvasive Blutdruckmessung unter Ergometriebedingungen
• Robuste nichtinvasive Bestimmung der Muskelermüdung unter Ergometriebedingungen
• Digitale Verfahren zur Messung sehr kleiner Flüsse mittels Ultraschall-Laufzeitdifferenzverfahren
• Beeinflussungsarme Messung von Vitalparametern bei Probanden in Bewegung
• Echtzeit-EKG-Messung bei Schwimmern
• kamerabasierte Erfassung von Vitalparametern
• Deep-Learning-Verfahren zur Bestimmung des Blutdrucks anhand von photoplethymographischen Signalen

Publikationen „Biomesstechnik und Biosignalverarbeitung"

Unsicherheits- und Sensitivitätsanalyse

Die Unsicherheits- und Sensitivitätsanalyse komplexer Systeme untersucht, wie Unsicherheiten in den Eingabedaten eines Modells die Ergebnisse beeinflussen. Dabei wird analysiert, welche Faktoren am stärksten zur Variabilität der Modelloutputs beitragen. Ziel ist es, die Robustheit von Vorhersagen zu verbessern und besser zu verstehen, welche Parameter kritische Auswirkungen auf das System haben.

Publikationen „Unsicherheits- und Sensitivitätsanalyse"