Künstliche Intelligenz und Lasertechnik
DFG-Förderung für die nächste Generation der Stimmdiagnostik an der FAU
Forschende an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) erhalten insgesamt 1,32 Millionen Euro an Fördermittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Entwicklung neuartiger Verfahren zur Stimmdiagnostik, mit denen Stimmstörungen, Heiserkeit und ihre Ursachen untersucht und ermittelt werden.
Die DFG stellt 800.000 Euro für die Entwicklung eines endoskopischen laserbasierten Messsystems zur Echtzeitanalyse der sichtbaren 3D-Kehlkopfoberfläche zur Verfügung, mit dem sich die Kehlkopfoberfläche schonend für von Stimmstörungen Betroffenen darstellen lässt. Beteiligt an der Umsetzung sind der Lehrstuhl für Photonische Technologien unter Leitung von Prof. Michael Schmidt, der Lehrstuhl für Graphische Datenverarbeitung unter der Leitung von Prof. Marc Stamminger und die Phoniatrie und Pädaudiologie an der Hals-, Nasen- und Ohrenklinik, Kopf- und Halschirurgie (Direktor: Prof. Dr. Dr. h.c. Heinrich Iro) unter der Leitung von Prof. Michael Döllinger.
Mit 508.000 Euro fördert die DFG ein Projekt zu Studien zur Heiserkeit unter der Leitung von Dr. Anne Schützenberger, Abteilung Phoniatrie/Pädaudiologie des Lehrstuhls für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde, und Prof. Michael Döllinger, Professur für Computational Medicine. Sie und ihr Team entwickeln Methoden und Software zur Diagnose und Therapiestatus bei Stimmstörungen, die auf dem zur Künstlichen Intelligenz gehörenden Maschinellen Lernen basieren. 12.607 Euro von der Forschungsstiftung Medizin am Universitätsklinikum Erlangen (UKER) gehen zudem an Dr. Andreas Kist, Phoniatrie und Pädaudiologie der HNO-Klinik, der sich mit der Anwendung von Deep-Learning-Verfahren bei der Beurteilung der Stimmbandfunktion beschäftigt.
Kohlenstoff-Nanokolloide auf dem Weg in die Technologieanwendung
Internationale Forschungskooperation untersucht lichtempfindliche Kohlenstoff-Nanoteilchen
Licht – die primäre Energiequelle für alles Leben, aber auch immens wichtig für eine Vielzahl von technologischen Anwendungen. So spielen Nanomaterialien, wie Kohlenstoff-Nanokolloide (CNC), die es erlauben, Licht-Materie-Wechselwirkungen maßzuschneidern, zukünftig eine wichtige technologische Rolle. Dies auch aufgrund ihrer Nachhaltigkeit, da sie helfen giftige Abfälle und übermäßigen Verbrauch von Ressourcen zu vermeiden. Erschwert wurde deren Einsatz bisher, weil CNCs aufgrund ihrer Heterogenität im angeregten Zustand nicht einheitlich beschrieben werden konnten. Einem internationalen Forschenden-Team, darunter auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) unter Leitung von Prof. Dr. Dirk M. Guldi vom Lehrstuhl für Physikalische Chemie I, ist es gelungen, grundlegende Probleme im Zusammenhang mit der Photophysik und Photochemie von Kohlenstoff-Nanokolloide (CNC) auszumachen und mögliche Richtungen für die Forschung an dieser leicht verfügbaren, ungiftigen und anpassbaren Klasse von Nanomaterialien aufzuzeigen. Ihre Ergebnisse publizierten die Forschenden im Journal „Chem“ unter dem Titel „Optical processes in carbon nanocolloids“*.
Kohlenstoff-Nanokolloide sind sehr heterogene Materialien. Sie sind kleinste Partikel auf Kohlenstoff-Basis mit Abmessungen unter 10 Nanometer. Das Fehlen eines einheitlichen Bildes, welches ihre Eigenschaften im angeregten Zustand beschreibt, erschwert ihre technologische, ökologische und biomedizinische Anwendung. Aber insbesondere ihre Photolumineszenz, das Abstrahlen von Licht nach der Absorption von Lichtteilchen, macht sie etwa für technologische oder biomedizinische Anwendungen interessant. So gehen die Forschenden zum Beispiel davon aus, dass das Hinzufügen einer Lösung ein Nachleuchten von CNC nach Bestrahlung, also die sogenannte Phosphoreszenz dieser Teilchen, erleichtert. Die Ergebnisse des internationalen Teams dienen als Grundlage um CNCs für den technologischen Einsatz nutzbar zu machen.
Die FAU kooperierte für die Untersuchung mit den Universitäten Triest, Hongkong sowie Michigan und Buenos Aires, der Universität ITMO in Sankt Petersburg, dem Zentrum für Funktionelle Photonik in Hongkong sowie dem Zentrum für kooperative Forschung in Biomaterialien und der Baskischen Stiftung für Wissenschaften von Ikerbasque.
*doi: 10.1016/ j.chempr.2020.11.012
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