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Forschung

Laufende Projekte

Aktuell geförderte Projekte

Die Digitalisierung der Gesellschaft und der Mediensysteme hat immense Auswirkungen auf (politische) Meinungsbildung und Diskurse. Dieses Projekt widmet sich der Untersuchung eines komplexen Phänomens, das im Zeitalter globalisierter Massenmedien und einer nationale Grenzen überschreitenden Konnektivität in den Sozialen Medien entstanden ist. Eine interdisziplinäre Kombination aus computerlinguistischen Verfahren, Netzwerkvisualisierung, interkultureller Hermeneutik und kommunikationswissenschaftlicher Inhaltsanalyse ermöglicht es, die diesem Phänomen zugrundeliegenden Prozesse zu analysieren und abzubilden. Thematisch befasst sich das Projekt mit der politisch aktuellen Diskussion zur Atomenergie und Energiewende nach Fukushima in Deutschland und Japan.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Stefan Evert, stefan.evert@fau.de

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Mit Industrie 4.0 bezeichnet man die intelligente Digitalisierung und Vernetzung der industriellen Wertschöpfung. Die Hightech-Strategie der Bundesregierung sieht Industrie 4.0 dabei als wesentliches Zukunftsprojekt für die Bewahrung der globalen Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands.

Das angestrebte Forschungsprojekt hat das Ziel, über die bisher primär untersuchten technischen Aspekte hinaus die vielfältigen Nutzenpotentiale und Herausforderungen durch die Umsetzung von Industrie 4.0 herauszuarbeiten, wobei eine besondere und integrative Betrachtung ökonomischer, ökologischer und sozialer Aspekte im Wechselspiel mit technologischen Entwicklungen und Lösungen erfolgen soll. Eine Abwägung von Interdependenzen zwischen Chancen und Risiken aller drei Ebenen der Nachhaltigkeit soll dabei zu einem normativen Modell der nachhaltigen industriellen Wertschöpfung entwickelt werden, das nach unterschiedlichen Wertschöpfungstypologien differenziert werden kann. Für die Unternehmenspraxis können so spezifische Integrationsstrategien für Industrie 4.0 abgeleitet werden.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Kai-Ingo Voigt, kai-ingo.voigt@fau.de

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Brustkrebs ist die häufigste krebsbedingte Todesursache bei Frauen. Die große Komplexität dieser Tumorart gilt als Hauptursache dafür, dass noch vergleichsweise wenig über dessen Entwicklung bekannt ist. Daher fehlt es den aktuell verfügbaren Therapien noch an Vorhersagegenauigkeit sowie an Möglichkeiten der frühen Erfolgskontrolle. Obwohl heutzutage präzisionsmedizinische Maßnahmen, wie Untersuchungen des Genoms und immunologische Therapieansätze, zu einer deutlichen Verbesserung der Prognose geführt haben, bleibt eine zielgerichtete, möglichst nebenwirkungsarme, aber dennoch erfolgreiche Behandlung von Brustkrebs eine Herausforderung.

Das Emerging Fields Projekt BIG-THERA umfasst ein multidisziplinäres Team von international anerkannten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der FAU und des Universitätsklinikums Erlangen. Ziel ist es, gemeinsam und aus verschiedenen Perspektiven neue Strategien zu entwickeln, um die Diagnostik, Prognostik und Therapie von Brustkrebs zu verbessern. Das Team verfügt über herausragende Expertisen in den Bereichen klinische und prä-klinische Brustkrebsforschung, Immunologie, Genetik, Bildgebung, Nanomedizin, Ethik, theoretische Physik, Mustererkennung und Big-Data Management.

Projektkoordinatorin: Prof. Dr. Diana Dudziak, diana.dudziak@uk-erlangen.de

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Die Initiative „MoJo 3D – Modular composite Joint 3D“ beabsichtigt die Etablierung einer komplett neuartigen Technologie zur Wiederherstellung einer funktionellen Gelenkoberfläche im Rahmen der Arthrose oder bei traumatisch bedingten Knorpelschäden. Ziel ist es hierbei, mit einem patientenindividuellen, modularen Konzept eine hoch belastbare, aber reibungsarme Gelenkoberfläche zu generieren. Dieses interdisziplinäre Vorhaben umfasst die Gebiete der Materialwissenschaften, Zellbiologie, Stammzellforschung, Tissue-Engineering, Biomechanik sowie die klinischen Bereiche der Orthopädie, Unfallchirurgie und Rheumatologie. Geplant ist die Etablierung einer Materialkomposition mit modularer Struktur, die den entsprechenden Anforderungen des menschlichen Gelenks in biologischer und biomechanischer Hinsicht angepasst wird. Dieses Projekt bündelt die an der FAU vorhandene Expertise, um ein komplett neues innovatives Assemblierung- und Applikationskonzept für regenerative Therapien zu etablieren.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Kolja Gelse, kolja.gelse@uk-erlangen.de

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Im Rahmen des Projekts “Chemie in lebenden Zellen” arbeitet ein interdisziplinäres Konsortium aus neun akademischen Forschungsgruppen aus Erlangen und Frankfurt an der Entwicklung von Enzym-unabhängigen chemischen Reaktionen, welche orthogonal zu intrazellulären Prozessen ablaufen sollen. Durch diese Reaktionen soll die Zusammenführung von kleinen, Membran-durchlässigen Fragmenten innerhalb lebender Zellen und somit die Bildung von komplexen Wirkstoffen, Fluorophoren oder radioaktiven Sonden ermöglicht werden. Die Reaktionen sollen so konzipiert werden, dass sie lediglich bei der Anwesenheit von speziellen, krankheitsspezifischen Biomolekülen (z. B. miRNAs, ROS) ablaufen. Langfristiges Ziel des Projekts ist die Behandlung menschlicher Krankheiten (z.B. Krebs) und die Verbesserung ihrer Diagnostik.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Andriy Mokhir, andriy.mokhir@fau.de

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Neuentstehende Anwendungen in der Biologie, Nanotechnologie und Medizin machen die Vernetzung von Objekten und Maschinen mit Abmessungen im Nano- und Mikrometerbereich erforderlich. Traditionelle elektromagnetische Ansätze für den Entwurf entsprechender Kommunikationssysteme sind für solch kleine Größenordnungen nicht geeignet. In der Natur jedoch ist die Kommunikation zwischen Nano- und Mikro-Objekten, wie z.B. Bakterien und anderen Zellen, weit verbreitet. Dabei kommen oft Signalmoleküle als Informationsträger zum Einsatz, so dass ein natürliches molekulares Kommunikationssystem entsteht. Das Projekt bündelt die an der FAU vorhandene Expertise auf den Gebieten Elektrotechnik, Biologie, Materialwissenschaften, Mathematik und Nanomedizin, um – ausgehend von in der Natur vorkommenden Mechanismen und Prozessen – synthetische molekulare Kommunikationssysteme zu entwerfen und zu implementieren.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Robert Schober, robert.schober@fau.de

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Das Emerging Fields Projekt „Human Rights in Healthcare“ erforscht für unsere Gesellschaft zentrale Fragen an der Schnittstelle von Menschenrechten und Medizinethik im Gesundheitswesen. Es geht generell darum, den Umgang mit oft konfligierenden Ansprüchen auf notwendige Unterstützungsleistungen zur persönlichen Autonomie im Gesundheitswesen praxisnah zu beschreiben als auch normativ – von Seiten der Menschenrechte und der Medizinethik – zu konturieren. Dies geschieht in interdisziplinärer Kooperation zwischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Fachbereichen Medizin, Ethik, Recht, Philosophie, Sozialwissenschaft, Politikwissenschaft und Literaturwissenschaft.

Projektkoordinatoren: Prof. Dr. Dr. Heiner Bielefeldt, heiner.bielefeldt@fau.de und Prof. Dr. Andreas Frewer, andreas.frewer@fau.de

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Die Liberalisierung des Energiemarktes sowie der zunehmende Ausbau erneuerbarer Energien stellen neue Anforderungen an unser Energiesystem im Hinblick auf den Ausbau von Netzen, die Produktion, Verteilung sowie zukunftsweisende Stromspeichertechnologien. Eine erfolgreiche Transformation hin zu einem „Smart Energy System“ hängt dabei wesentlich von adäquaten Investitionsanreizen und der Attraktivität der Geschäftsmodelle der beteiligten Stakeholder ab. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen daher das Energiesystem und die Geschäftsmodelle der Beteiligten interdisziplinär analysiert werden. Ziele sind die Generierung von neuen und dringend erforderlichen Erkenntnissen zur Interaktion zwischen Geschäftsmodellen und Regulierung unter Berücksichtigung der technischen Referenzmodelle sowie die Ableitung von Empfehlungen für politische und regulatorische Rahmenbedingungen zur Sicherstellung einer erfolgreichen Transformation des Energiesystems.

Projektkoordinatorin: Prof. Dr. Nadine Gatzert, nadine.gatzert@fau.de

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CYDER ist ein internationales interdisziplinäres Konsortium von Zellzyklus-Experten. Der Zellzyklus ist eine streng regulierte Abfolge von Ereignissen, welche die Proliferation von Zellen reguliert. Störungen in der Kontrolle des Zellzyklus führen zu Krebs. Darüber hinaus repräsentieren Herzerkrankungen, Nierenerkrankungen und die Alzheimer-Krankheit, obwohl diese nicht explizit als Zellzyklus-Erkrankungen betrachtet werden, eine Vielzahl von unheilbaren Erkrankungen, die mit Zellzyklusaktivität in nicht-proliferierenden Zelltypen assoziiert sind. Ziel ist es, ein besseres Verständnis von den Auswirkungen der Zellzyklusaktivierung zu erhalten, die zu so unterschiedlichen Prozessen wie Krebs, Regeneration und chronischem Organversagen führen kann. Ultimativ strebt CYDER mit diesen Bemühungen an, gemeinsame Zellzyklus-assoziierte Paradigmen zwischen scheinbar ungleichen Krankheitszuständen zu identifizieren, um die Entwicklungen von neuen Präventionen, Behandlungen und Heilung von Zellzyklus-assoziierten Erkrankungen zu beschleunigen.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Felix B. Engel, felix.engel@uk-erlangen.de

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Eines der größten Defizite im Gesundheitssystem ist die fehlende objektive und individualisierte Erfolgsmessung von medizinischen Diagnostik- und therapeutischen Interventionsverfahren in Bereichen der Primärprävention, Früherkennung und Krankheitsbehandlung. Im Mittelpunkt unseres EFI-Projekts „EFIMoves“ steht deshalb die Entwicklung und Validierung von modernen und multimodalen medizintechnischen Diagnostikverfahren. Ziel ist die qualitative und quantitative Erfassung von Bewegungsstörungen, um auf diese Weise nachhaltige Vergleichswerte für therapeutische Behandlungsmaßnahmen zu erhalten. Mit Hilfe der mobilen und integrierten sensorbasierten Bewegungsanalyse können alle Bewegungsabläufe, die für die Therapie von neuronalen Bewegungserkrankungen oder Erkrankungen des Stütz- und Bewegungsapparats von Nutzen sind, kostengünstig, einfach und individualisiert erfasst werden.

Projektkoordinatoren: Prof. Dr. Jürgen Winkler, juergen.winkler@uk-erlangen.de und Prof. Dr. Jochen Klucken, jochen.klucken@uk-erlangen.de

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Ziel des Forschungsvorhabens ist es die molekulare endoskopische Bildgebung an Grenzflächen bei entzündlichen und neoplastischen Erkrankungen durchzuführen. Dabei wird die molekulare Signatur der zellulären Strukturen des Gewebes, welche im Rahmen der jeweiligen Erkrankungen exprimiert werden, zur selektiven Darstellung krankheitsspezifischer Veränderungen genutzt. Die molekulare endoskopische Bildgebung könnte nicht nur die verbesserte und frühzeitige Detektion verschiedener Läsionen ermöglichen, sondern auch zukünftige diagnostische und therapeutische Algorithmen gestalten. Durch dieses Verfahren könnte auch eine Vorhersage des Ansprechens auf immunmodulatorische Therapien ermöglicht und damit eine Optimierung dieser Therapieoptionen für den einzelnen Patienten gewährleistet werden.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Markus F. Neurath, markus.neurath@uk-erlangen.de

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Die Initiative „Synthetic Biology“ beabsichtigt die Etablierung einer interdisziplinären Forschungsplattform zwischen den Feldern Biologie, Informatik, Mathematik, Materialwissenschaften und Physik, um biologische Prinzipien im Nanometerbereich zu verstehen, Ansätze zur rationalen metabolischen Umprogrammierung lebender Zellen zu entwickeln und Ansätze zur Schaffung biologisch-inspirierter Nanomaschinen zu erforschen. Diese Studien werden wichtige Impulse zum Verständnis der Funktionsweisen natürlicher biologischer Systeme liefern. Anwendung sollen diese Entwicklungen in der Krankheitsprävention, Diagnostik und Therapie, aber auch bei der Entwicklung neuer Quellen für Bioenergie, für den Umweltschutz und die Herstellung von Feinchemikalien finden. Das Projekt verfolgt die Ziele, die an der FAU vorhandene Expertise in den obengenannten Disziplinen zu bündeln und Projekte zum Design neuer Stoffwechselwege in lebenden Systemen sowie die Entwicklung maßgeschneiderter Minimalzellen und Nanofabriken zu fördern.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Uwe Sonnewald, uwe.sonnewald@fau.de

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Naturwissenschaft und Literatur sind zwei Pole der Weltbetrachtung und Weltdarstellung, die, in Verbindung gebracht, ein produktives Potential entwickeln und zum Verständnis und zur Bewältigung von gegenwärtigen und zukünftigen Problemen beitragen können. Gerade gegenwärtig erscheinen zu physikalischen Themen so viele sachlich fundierte und hoch reflektierte literarische Texte wie nie zuvor. Sie überführen physikalisches Wissen aus mathematisch-symbolischen in sprachlich-polyvalente Darstellungsformen, indem sie es dialogisieren, narrativieren und an den kulturellen Gesamthorizont rückkoppeln. Die Naturwissenschaft ihrerseits besinnt sich immer stärker auf die sprachliche Verfasstheit ihrer Forschung sowie auf deren gesamtkulturelle Dimensionen. Zur Untersuchung naturwissenschaftlicher Begriffsbildung bedarf es der Kompetenzen der Sprach- und Literaturwissenschaft sowie der Wissenschaftstheorie, während für die Analyse der Transformation physikalischen Wissens in Literatur die physikalische Perspektive vonnöten ist. ELINAS will das Forschungsfeld historisch und systematisch erschließen, indem es die kultur- und naturwissenschaftlichen Kompetenzen bündelt. Die große Herausforderung liegt darin, aus den hochdifferenzierten, methodisch kontrollierten Spezialdiskursen beider Expertenkulturen einen gemeinsamen systematischen Zugang zu entwickeln.

Projektkoordinatoren: Prof. Dr. Klaus Mecke, klaus.mecke@physik.uni-erlangen.de und Prof. Dr. Christine Lubkoll, christine.lubkoll@fau.de

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Der Prozess der Singlett-Spaltung eröffnet einen Weg, zwei angeregte Elektronen durch ein Photon zu erzeugen und damit die Effizienz von Solarzellen zu verbessern. In koordinierter, enger Zusammenarbeit zwischen synthetischer und physikalischer Chemie, Oberflächen- und Molekülphysik sowie theoretischer Physik sollen die grundlegenden Prozesse der Singlett-Spaltung aufgeklärt werden. Das Projekt will ein grundlegendes Verständnis des physikalischen Prozesses erarbeiten, das zu einem wissensbasierten Design von neuartigen Materialien für Solarzellen führt.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Thomas Fauster, thomas.fauster@physik.uni-erlangen.de

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Die Erkennung von Gewebe-Erkrankungen, insbesondere Tumoren und Entzündungen zu einem frühestmöglichen Zeitpunkt für eine adäquate, personalisierte und minimalinvasive Therapie ist eines der größten Herausforderungen der modernen Medizin. Insbesondere die spezifische und hochaufgelöste Darstellung kranker Zellen und Zellverbände erfordert die Entwicklung neuer optischer Technologien an den Grenzen der Auflösung von Licht, um das für das Auge Unsichtbare sichtbar zu machen. Ziel des ADVENDO-LIFE Projektes soll daher die Miniaturisierung modernster Multiphotonen-Bildgebung in eine neue Generation optischer Endoskopie-Technologien sein, welche sich zur zellbasierten Darstellung erkrankter Gewebszellen und Gewebearchitektur in vivo, zunächst im Tiermodell und später für die Anwendung am Menschen in die Klinik, translatieren lässt. Hierzu wird unser interdisziplinäres Team aus Laser-Physikern, optischen Ingenieuren, Biotechnologen und Medizinern gemeinsam einen derartigen Prototyp entwickeln und validieren. Aus der computergestützten systematischen Analyse der Bilddaten soll eine Datenbank der „Ultra-Struktur von Organerkrankungen“ generiert werden.

Projektkoordinator: Prof. Dr. Dr. Oliver Friedrich, oliver.friedrich@mbt.uni-erlangen.de

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