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Selbstkonfigurierende, mobile Bewegungserfassung und –analyse

Ziele und Vorgehensweisen

Das Ziel dieser Forschungslinie besteht in der Bereitstellung eines Systems auf Basis tragbarer Sensoren (Inertialsensoren), welches relevante kinematische, kinetische und räumlich-zeitliche Bewegungsparameter in Echtzeit objektiv, reliabel und valide erfasst und darauf aufbauend kontext- und nutzerangepasste Analysen bietet. Kontext bezieht sich z.B. auf die aktuelle Aktivität der Nutzerin oder des Nutzers. Gleichzeitig soll das System flexibel einsetzbar, d.h. einstellbar auf verschiedene Körperabschnitte, Parameter oder individuelle Referenzwerte, sowie einfach bedienbar sein. Um die Benutzerfreundlichkeit zu erhöhen und Fehlerquellen zu reduzieren, liegt ein Schwerpunkt auf der Bereitstellung eines selbstkonfigurierenden Systems, das sich automatisch auf die Körperform und Besonderheiten der Nutzerin bzw. des Nutzers sowie die Sensorpositionierung relativ zum Körper einstellt. Um dies zu erreichen, werden neue Modelle, Verfahren und Systeme entwickelt, implementiert und evaluiert. Diese nutzen modellbasierte probabilistische Schätzmethoden und Methoden aus der Optimalsteuerung, sowie auch Methoden des maschinellen Lernens.

Interdisziplinäre Arbeit

Entwurf, Implementierung und Evaluation neuer Modelle und Verfahren finden in Kooperation zwischen Mathematik, Informatik, Bewegungswissenschaft und Regelungstechnik statt. Die Anforderungsanalyse sowie das Design und die Auswertung von Studien werden durch die Psychologie und Kognitionswissenschaft unterstützt. Fragestellungen bzgl. der Extraktion anthropometrischer Informationen aus Kameradaten sowie zum maschinellen Lernen werden in Kooperation mit dem Forschungsbereich Augmented Vision am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) bearbeitet. Forschungsfragen bzgl. der Kopplung von Sensormessungen und Optimalsteuerung werden zusammen mit dem Lehrstuhl für Technische Dynamik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg behandelt. Für mathematische Modellierungsfragen kooperiert die AG mit der AG Technomathematik an der Technischen Universität Kaiserslautern. Für biomechanische Fragestellungen kooperiert die AG mit dem Fachbereich Bewegungs- und Trainingswissenschaft an der Technischen Universität Kaiserslautern sowie mit der Universität Poitiers. Medizinische und anwendungsspezifische Fragestellungen, sowie Evaluationen mit Probanden werden mit dem Universitätsklinikum Halle (Saale) (Abteilung für konservative Orthopädie und Physikalische Medizin) bearbeitet.