Gemeinsame Forschung
Gemeinsame Projekte
Forschung in Exzellenzclustern
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Forschung in Exzellenzclustern

Gemeinsame Forschung

Die Universität Bonn gehört als eine von elf Exzellenzuniversitäten zu den forschungsstärksten Universitäten Europas. Sie ist bekannt für ihre international vernetzte Spitzenforschung, der eine kollaborative, innovative und internationale Forschungskultur zugrunde liegt.
Auf dieser Seite sind gemeinsame Forschungsprojekte (Förderung durch DFG, BMBF, NRW) sowie die Zusammenarbeit im Rahmen der Exzellenz und in Arbeitsgruppen der Universität mit einem oder mehreren BORA Mitgliedern seit 2018 dargestellt.

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gemeinsame hochkarätige Projekte

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gemeinsame DFG-Projekte

gemeinsame NRW-Projekte

Exzellenzuniversität

Die Universität Bonn gehört zu den bedeutendsten Forschungsuniversitäten in Deutschland. Das lässt sich auch an der bisherigen Förderung in der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und den Wissenschaftsrat ablesen. 2006 warb die Universität Bonn zwei Exzellenzcluster und zwei Graduiertenschulen ein. Seit Januar 2019 hat die Universität Bonn sechs Exzellenzcluster, mehr als jede andere Hochschule in Deutschland. Als einzige Universität hat sie ein Cluster in der Landwirtschaft.

BORA Mitglieder sind prominent in vier der sechs Exzellenzcluster vertreten, hierzu zählen DZNE, IAIS, SCAI, MPI Collective Goods und MPIM.

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© Volker Lannert / Universität Bonn

Gemeinsame Arbeit in Exzellenzclustern

PhenoRob betreibt weltweit führende Forschung im Bereich Robotik und Phänotypisierung für eine nachhaltige Pflanzenproduktion. Unsere Vision ist es, die Pflanzenproduktion zu verändern, indem wir die Züchtung und das landwirtschaftliche Management durch die Entwicklung und den Einsatz neuer Technologien optimieren. PhenoRob geht ein reales Problem mit einem technologieorientierten Ansatz an. Unsere Wissenschaftler kommen aus den Bereichen Informatik, Geodäsie, Robotik, Pflanzenwissenschaften, Bodenkunde, Wirtschaft und Umweltwissenschaften. Das interdisziplinäre Team bildet den einzigen von der DFG geförderten Exzellenzcluster an der Universität Bonn mit dem Schwerpunkt Landwirtschaft.

BORA Kooperationspartner
Fraunhofer Institute for Intelligent Analysis and Information Systems (IAIS)

Kontakt
PhenoRob Cluster Office
Universität Bonn
Niebuhrstraße 1a
53113 Bonn

Webseite

ImmunoSensation2 ist ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördertes Exzellenzcluster. Wir widmen uns der Erforschung der angeborenen Immunität über die Grenzen der klassischen Immunologie hinaus. Wir befassen uns mit dem Immunsystem als Sinnesorgan für Gesundheit, das wir als Immun-Sensorik bezeichnen. Wir sind Immunologen, Neurobiologen, Systembiologen, Biochemiker, Biophysiker und Mathematiker aus der Medizinischen Fakultät und der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Bonn und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) der Helmholtz-Gemeinschaft.

ImmunoSensation2 wurde 2012 gegründet und befindet sich derzeit im elften Jahr der Förderung. Wir verfolgen weiterhin unsere Mission, innovative Wissenschaft in der Immunologie zu betreiben. Außerdem verknüpfen wir die Immunologie mit anderen Systemen, wie dem Stoffwechsel und dem Nervensystem. Letztlich wollen wir die enge Verbindung zwischen dem sensorischen Immunsystem und der menschlichen Gesundheit und Krankheit besser verstehen.

Webseite

BORA Kooperationspartner
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)

Kontakt
Cluster Coordination Office
ImmunoSensation Cluster of Excellence
Dr. Catherine Drescher (Managing Director)
Universität Bonn
Universitätsklinik Bonn
Venusberg - Campus 1
53127 Bonn

c.drescher@uni-bonn.de

Das Hausdorff Center of Mathematics (HCM) ist ein Exzellenzcluster der Universität Bonn und wird von den vier mathematischen Instituten der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, vom Max-Planck-Institut für Mathematik und vom Institut für Gesellschafts- und Wirtschaftswissenschaften getragen. Mit sechs Abteilungen reicht das Spektrum des Clusters von reiner und angewandter Mathematik über mathematisch orientierte Forschung in den Wirtschaftswissenschaften bis hin zu interdisziplinärer Forschung. Die Identifizierung und Bewältigung mathematischer Herausforderungen des 21. Jahrhunderts ist eines der Hauptziele des HCM, ebenso wie die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in einem unabhängigen und internationalen Umfeld. Seit der Gründung im Jahr 2006 wurde das Cluster zweimal erfolgreich verlängert, 2012 und zuletzt 2018 um weitere sieben Jahre.

Webseite

BORA Kooperationspartner
Max Planck Institut für Mathematik (MPIM)

ECONtribute: Märkte & Public Policy ist eine gemeinsame Initiative der Universitäten Bonn und Köln.

ECONtribute hat sich zum Ziel gesetzt die Analyse von Märkten & Public Policy vor dem Hintergrund grundlegender gesellschaftlicher und technologischer Herausforderungen wie der Digitalisierung, globaler Finanzkrisen, steigender Ungleichheit und politischer Polarisierung voranzutreiben. Seit 2019 wird ECONtribute: Märkte & Public Policy als Exzellenzcluster im Rahmen der deutschen Exzellenzstrategie gefördert. ECONtribute ist der einzig geförderte Exzellenzcluster mit Fokus auf den Wirtschaftswissenschaften und benachbarten Disziplinen.

Um Antworten auf die gesellschaftlichen Herausforderungen zu finden, ist eine umfassende und innovative Herangehensweise notwendig. Wichtig ist, dass gesellschaftliche Ziele jenseits ökonomischer Effizienz, rechtlicher und politischer Zwänge berücksichtigt werden. Der Cluster bringt daher herausragende Forschende der Volkswirtschaftslehre und ihren benachbarten Disziplinen – wie etwa der Betriebswirtschaftslehre, der Psychologie, Ethik, Sozial- Politik- und Rechtswissenschaften aus den Universitäten Bonn und Köln, des Behavior and Inequality Research Institute (briq) und des Max-Planck-Instituts zur Erforschung von Gemeinschaftsgütern zusammen. Alle Forschungsaktivitäten werden unter dem Dach des Reinhard Selten Institute (RSI) gebündelt. ECONtribute fördert den Wissensaustausch zwischen Forschenden und politischen Entscheidungsträger*innen.

Webseite

BORA Kooperationspartner
Max-Planck-Institut zur Erforschung von Gemeinschaftsgütern


DFG Projekte

Einer der größten Drittmittel-Geldgeber der Universität Bonn ist die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Sie fördert Wissenschaftler*innen langfristig bis zu 12 Jahren in Forschungsverbünden der Sonderforschungsbereiche (SFB) / Transregios (TRR) im Rahmen fächerübergreifender Forschungsprogramme. Schwerpunktprogramme (SPP) zeichnen sich durch die überregionale Kooperation der teilnehmenden Wissenschaftler*innen aus. Sie werden in der Regel für die Dauer von sechs Jahren gefördert. Die Zusammenarbeit in diesen Verbünden stärkt die transdisziplinären Forschungsbereiche (Transdisciplinary Research Areas, TRAs) der Universität.

Derzeit kooperiert die Universität mit dem BICC, DZNE, IDOS und dem MPINB-caesar in diesen DFG-Projekten:

Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© Volker Lannert / Universität Bonn

Gemeinsame DFG-Projekte

Sprecher

Prof. Dr. Eicke Latz
Institut für Angeborene Immunität
Venusberg-Campus 1
53127 Bonn

Zusammenfassung

Der SFB 1454 befasst sich mit dem Zusammenhang eines westlichen Lebensstils und chronisch entzündlichen Erkrankungen – etwa, wie eine übermäßige Kalorienzufuhr gepaart mit ungenügender Bewegung die Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, neurodegenerativen Erkrankungen oder ein metabolisches Syndrom begünstigen. 

Die Forschenden untersuchen in einem ganzheitlichen Ansatz, warum lebensstil- oder umwelt-bedingte Faktoren, wie Fettleibigkeit, Rauchen oder eine zu geringe Bewegung, eine Fehl-Programmierung von Immunzellen beeinflussen und damit eine „Metaflammation“ verursachen – eine chronische Entzündung, die durch das Immunsystem ausgelöst wird. Die Wissenschaftler untersuchen, wie die Interaktion von Zellen im entzündeten Gewebe abläuft und wie molekulare Signalwege während der Metaflammation zur Entstehung von Krankheiten beitragen.

Der neue Wissenschaftsverbund ist im Transdisziplinären Forschungsbereich „Leben und Gesundheit“ angesiedelt. Dabei handelt es sich um einen von sechs Forschungsbereichen der Universität Bonn, in denen Wissenschaftler aus den unterschiedlichen Fakultäten und Disziplinen zusammenkommen, um gemeinsam an zukunftsrelevanten Forschungsthemen zu arbeiten. Der SFB vereint die Expertise von Wissenschaftlern der Medizinischen Fakultät, Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät und der Philosophischen Fakultät. Darüber hinaus sind Forscher vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Bonn, vom Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln und vom „Braunschweig Integrated Centre of Systems Biology“ beteiligt. Die meisten Teilprojekte des neuen SFBs werden von Wissenschaftlern des Universitätsklinikums Bonn sowie des Life and Medical Sciences-Instituts (LIMES) bearbeitet.

Um die experimentellen Daten zu modellieren und bioinformatisch zu analysieren, sind Mitglieder des Transdisziplinären Forschungsbereichs „Mathematik, Modellierung und Simulation komplexer Systeme“ der Universität Bonn im Einsatz. Die neu entdeckten Mechanismen wollen die Forschenden sowohl bei Patienten als auch in der groß angelegten „Rheinlandstudie“ des DZNE weiter untersuchen, bei der die Faktoren gesunden Alterns im Mittelpunkt stehen.

Ein Alleinstellungsmerkmal des SFB ist der systemimmunologische Ansatz, mit dem komplexe Mechanismen untersucht werden, die Krankheiten entstehen lassen. Die Forschenden wollen kausale Zusammenhänge zwischen verschiedensten Auslösern einer chronischen Entzündung und der Programmierung von Immunzellen herstellen und zugleich den Einfluss auf den Gesamtorganismus betrachten.

Diese Erkenntnisse sollen zum einen neue Therapieansätze und die Entwicklung von Medikamenten hervorbringen. Zum anderen sollen die neu entdeckten Mechanismen hinter der Entstehung von Metaflammation das nötige Wissen liefern, um häufigen Erkrankungen besser vorzubeugen, die auf eine ungesunde Lebensweise und Umwelteinflüsse zurückzuführen sind. Hier sind auch Mitglieder des Transdisziplinären Forschungsbereichs „Institutionen, Individuen und Gesellschaften“ beteiligt. Die Erkenntnisse werden zudem dazu beitragen, besser zu verstehen, warum verschiedene Volkskrankheiten schwere Krankheitsverläufe von COVID-19 bedingen.

Beteiligte Institutionen

Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), Bonn
Max Planck Institut für Stoffwechselforschung, Köln
Technische Universität Braunschweig

Laufzeit 

01.01.2021 - 31.12.2024 (1. Förderperiode)

Sprecher

Prof. Dr. Heinz Beck
Laboratory for Experimental Epileptology and Cognition Research
Department of Epileptology
Life & Brain Center
Sigmund-Freud-Str. 25
53127 Bonn

Zusammenfassung

Die Forscher im interdisziplinär aufgestellten SFB 1089 möchten einen bedeutenden Beitrag zum besseren Verständnis der Arbeitsweise des Gehirns leisten. Besonderes Ziel ist aber auch, die Fehlfunktion des Gehirns bei zwei der häufigsten neurologischen Krankheiten zu untersuchen: Epilepsie und Alzheimer'sche Erkrankung.
Auf der elementarsten Ebene wollen die Forscher die Eigenschaften einzelner Synapsen - den Kontaktstellen zwischen Nervenzellen - untersuchen. Dabei soll auch erforscht werden, wie diese Verbindungen zwischen den Gehirnzellen durch Erkrankungen in ihrer Struktur und Funktion beeinflusst werden. Auf der nächsthöheren Ebene möchten die Wissenschaftler herausbekommen, wie die vielen zehntausend synaptischen Eingangssignale, die an Zellfortsätzen der Nervenzellen – sogenannten Dendriten – eintreffen, verarbeitet werden. Auch hier stehen Epilepsie und Alzheimer'sche Erkrankung im Mittelpunkt. Auf der Ebene neuronaler Netzwerke geht es den Forschern darum, das Zusammenspiel verschiedener Nervenzellarten bei der Entstehung normaler und abnormer Aktivität zu verstehen.
Am Sonderforschungsbereich sind unter anderem Neuropathologen, Molekulargenetiker, Neurophysiologen, Zellbiologen, Chemiker und zelluläre Neurowissenschaftler beteiligt. Dieser interdisziplinäre Ansatz erlaubt es, eine Kombination von neuartigen Techniken zur Anwendung zu bringen – insbesondere solche, die es erlauben, die Aktivität von Nervenzellen im intakten Tiermodell zu messen und gleichzeitig die Aktivität definierter Nervenzellen zu kontrollieren.

Beteiligte Institutionen:

Max-Planck-Institut für Neurobiologie des Verhaltens – caesar (MPINB), Bonn
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), Bonn
Weizmann-Institut für Wissenschaften, Israel
Universität zu Köln

Laufzeit
01.10.2013 - 30.06.2025 (3. Förderperiode)

Teilprojektleiter Universität Bonn
Prof. Dr. Frank Bertoldi
Argelander Institut für Astronomie
Auf dem Hügel 71
53121 Bonn

Zusammenfassung
Der SFB 956 “Bedingungen und Auswirkungen der Sternentstehung – Astrophysik, Instrumentierung und Labor“ bündelt die einzigartige Expertise der Astrophysik-Gruppen im Hinblick auf drei Ziele: Auf der wissenschaftlichen Seite nutzt der SFB die sich jetzt bietenden neuen astronomischen Beobachtungsmöglichkeiten, die sich durch die Öffnung des sub mm- und ferninfraroten Spektralbereichs und die interferometrische Techniken im Hinblick auf höchste räumliche Auflösung vom Radio- bis zum infraroten Spektralbereich ergeben. Die wissenschaftliche Fragestellung zielt auf das Verständnis der fundamentalen Prozesse und deren Abhängigkeit von den physikalischen und chemischen Bedingungen im interstellaren Raum, durch die sich die interstellare Materie zu dichten Wolken zusammenballt und schließlich neue Sterne entstehen. Diese Bedingungen für Sternentstehung werden maßgeblich durch die energetische Rückwirkung junger Sterne und die chemische Zusammensetzung des interstellaren Mediums aufgrund der Elementsynthese in früheren Sterngenerationen beeinflusst, und außerdem durch äußere Faktoren wie Galaxien-Kollisionen, die zu Sternentstehungsausbrüchen führen, und durch Wechselwirkung der interstellaren Materie mit Jets und zentralen Winden in aktiven galaktischen Kernen. Die bislang begrenzte Einsicht in die Mechanismen, die den Sternentstehungsprozess in verschiedenen Umgebungen kontrollieren, hat gezeigt, dass physikalische Prozesse auf breiten Skalen, angefangen von der großräumigen Ausbreitung von Strahlung und Stoßwellen, bis zur Mikrophysik der Reaktionsprozesse relevant sind und verstanden werden müssen. Die Komplexität der Phänomene führt zu einem erstaunlichen Reichtum in der chemischen Zusammensetzung und zu kleinsträumigen Variationen im interstellaren Medium. Beide haben wiederum Einfluss auf die Energiebilanz, aber insbesondere erlauben sie sehr spezifische diagnostische Möglichkeiten durch spektral und räumlich höchstaufgelöste Beobachtungen, die mit detaillierten Modellen verglichen werden. Die spektrale Signatur dieser Phänomene kann am besten im sub mm- und infraroten Spektralbereich untersucht werden. Das astrophysikalische Forschungsprogramm des SFB hat die Untersuchung dieser Fragen zum Ziel und nutzt die führende Rolle der SFB Partnerinstitute im Bereich der sub mm- bis Infrarot–Instrumentierung.Das strategische Ziel des SFB 956 ist es, durch Koordination der Forschung an den beteiligten Instituten in den vier Gebieten der experimentellen Astrophysik, der theoretischen Analyse und Modellierung, der Laborastrophysik und der Entwicklung von Detektoren und Instrumentierung einen sowohl auf nationalem wie auch internationalem Niveau wettbewerbsfähigen Verbund zu etablieren, der aufgrund genügender Ressourcen und einer gut organisierten Infrastruktur mit der schnellen Entwicklung in diesem Forschungsfeld Schritt halten kann. Astronomische Observatorien und deren Instrumentierung haben eine Größe erreicht, die nur von großen Konsortien und in internationaler Partnerschaft getragen und effizient genutzt werden kann. Eine erfolgreiche Teilnahme an diesen Kollaborationen und die adäquate Vertretung der Interessen der beteiligten lokalen Wissenschaftlergemeinschaft ist nur auf einer höchst-qualifizierten und effizienten Basis möglich, die Synergien nutzt und mittel- bis langfristig stabile Perspektiven für die Forschungsarbeit bietet, wie sie durch einen SFB ermöglicht werden. Als ebenso wichtiges Ziel will der SFB 956 ein herausforderndes und exzellentes Umfeld für die Ausbildung der Studierenden und des wissenschaftlichen Nachwuchses schaffen. Das attraktive Forschungsumfeld dieses SFB, das einen frühzeitigen Kontakt mit der aktuellen Forschung und den herausragenden instrumentellen Methoden im Labor und astronomischen Observatorien ermöglicht, und insbesondere die vielfältigen nationalen und internationalen Kollaborationen und der wissenschaftliche Austausch im Wettbewerb, wie sie in diesem SFB kultiviert werden, bilden dafür die besten Voraussetzungen.

Beteiligte Institutionen
Universität zu Köln (Sprecher-Hochschule)
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn
Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETHZ)
University of Michigan, Ann Arbor, USA

Laufzeit
2011-2022

Website

Standortsprecherin

Professor Dr. Britta Klagge
Geographisches Institut
Meckenheimer Allee 166
53115 Bonn

Zusammenfassung

Der Sonderforschungsbereich unter dem Titel „Future Rural Africa. Future-making and social-ecological transformation“ wird an der Universität Bonn in Kooperation mit der Universität zu Köln in den nächsten vier Jahren durchgeführt. Beteiligt an diesem Verbundprojekt sind außerdem das Bonn International Centre for Conflict Studies (BICC), die Universität Münster, die Charité an der Humboldt-Universität in Berlin, und selbstverständlich auch zahlreiche Kooperationspartner in Afrika. Der SFB/TR 228 wird von 22 Antragstellenden aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen getragen. Er umspannt ein Spektrum von der Agrarökonomie über die Bodenkunde und die Ethnologie bis zu Politikwissenschaften, Vegetationsökologie und Virologie. Die Geographie bildet in diesem breiten Fächerspektrum die zentrale Disziplin und schlägt in gewisser Weise eine Brücke zwischen den Natur- und Agrarwissenschaften auf der einen Seite und den Kultur- und Sozialwissenschaften auf der anderen Seite. Sprecher des SFB/TR 228 ist Prof. Detlef Müller-Mahn. Bei der Antragstellung wurde er unterstützt von Dr. Claudia Gebauer, die ab Januar 2018 die Leitung der SFB-Geschäftsstelle im Geozentrum übernehmen wird. Weitere „Principal Investigators“ des GIUB sind die Professorinnen Mariele Evers, Britta Klagge und Julia Verne. Die Beteiligung von drei weiteren Geographen von der Universität zu Köln, den Professoren Georg Bareth, Peter Dannenberg und Javier Revilla Diez, unterstreicht die besondere Bedeutung des Faches in diesem Verbund.

Der SFB/TR 228 besteht aus 14 wissenschaftlichen Teilprojekten, die sich jeweils mit spezifischen Aspekten der sozial-ökologischen Transformation befassen. Gemeinsam untersuchen sie den Zusammenhang von Landnutzungswandel und Zukunftsgestaltung im ländlichen Afrika. Mit dem Fokus auf „Future-making“ nehmen die Beteiligten dieses Großprojektes eine Perspektive ein, die sich von älteren Ansätzen der sozial-ökologischen Forschung unterscheidet. Im Mittelpunkt stehen hier nämlich die afrikanischen Akteure und deren Vorstellungen, Wünsche und Erwartungen in Hinsicht auf die Gestaltung zukunftsorientierter Entwicklungen. Das Rahmenkonzept des SFBs orientiert sich dabei an neueren Debatten der Zukunftsforschung. Es unterscheidet zwischen Zukunftskonzepten, die Wahrscheinlichkeiten, Prognosen und Modelle in den Mittelpunkt stellen, und Konzepten, die Zukunft in Form von Visionen, Wünschen und Hoffnungen begreifen. Während erstere hauptsächlich in naturwissenschaftlichen Forschungen verwendet werden, bevorzugen sozialwissenschaftliche Zugänge die letztgenannten Konzeptualisierungen von Zukunft. Letztlich sind beide Varianten wichtig, um die Gestaltung von Zukunft bzw. „Zukunft-Machen“ im Spannungsfeld zwischen Wahrscheinlichkeiten und Möglichkeiten zu verstehen. Darum wird es gehen, wenn sich die verschiedenen Teilprojekte ab Januar 2018 mit Zukunft im ländlichen Afrika beschäftigen.

Der regionale Forschungsfokus des neuen Sonderforschungsbereichs richtet sich auf das Kenianische Rift Valley, den landwirtschaftlichen Wachstumskorridor in Süd-Tansania und den grenzüberschreitenden Kavango-Zambezi-Park im südlichen Afrika. Die Wissenschaftler untersuchen, wie sich die scheinbar gegenläufigen Prozesse der landwirtschaftlichen Intensivierung einerseits und der Ausweitung von Naturschutzgebieten andererseits auf den künftigen Wandel der Landnutzung auswirken. Es geht dabei um so unterschiedliche Phänomene wie zum Beispiel den Einsatz von Mobiltelefonen in der Agrarberatung, die Nutzung alternativer Energien, landwirtschaftliche Ertragssteigerungen und „Grünes Wachstum“, aber auch um Landkonflikte, neue Krankheiten und Armut.

Beteiligte Institutionen:

Universität zu Köln (Sprecherhochschule)
Universität Potsadam
Bonn International Centre for Conflict Studies (BICC)
German Institute of Develeopment and Sustainability (IDOS)
Charité - Universitätsmedizin Berlin
zahlreiche Kooperationspartner in Afrika

Laufzeit

01.01.2018 - 31.12.2025 (2. Förderperiode)

Webseite

Zusammenfassung

Das Gehirn ist ein komplexes Netzwerk aus Milliarden von Nervenzellen, das unsere kognitiven Fähigkeiten hervorbringt. Das Verständnis der Struktur dieses Netzwerks ist ein wichtiger Schritt, um zu verstehen, wie es funktioniert. Der Bereich der Konnektomik hat letztendlich zum Ziel, eine umfassende Beschreibung der physikalischen Kopplung zwischen allen neuronalen Elementen des Gehirns zu liefern.

Webseite

Teilprojekte

1. Vorhersage der Auswirkungen von Konnektomen auf die kortikale Funktion durch statistische Inferenz

Principal Investigator MPINB:
Dr. Marcel Oberlaender

2. Hochauflösende Konnektivitätsanalyse von CA3/DG-Engrammen: vom Verhalten zur Struktur

Principal Investigators Universität Bonn:
Professor Dr. Heinz Beck & Dr. Karl Martin Schwarz, Ph.D., Medizinische Fakultät;
Professor Dr. Ulrich Kubitscheck, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie

3. Auf dem Weg zu einem konnektivitätsbasierten Vorhersagemodell der inneren Netzhaut

Principal Investigator MPINB:
Dr. Kevin Briggman, Ph.D.

Sprecherin: Isabelle Breloy, Universität zu Köln

Zusammenfassung

Massereiche Sterne treiben aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer und ihres hohen Energieausstoßes die Entwicklung von Galaxien über die kosmische Zeit hinweg an. Daher tragen sie wesentlich zur Gestaltung des heutigen Universums bei. Der vorgeschlagene neue Sonderforschungsbereich (SFB) wird die "Lebensräume massereicher Sterne im Laufe der kosmischen Zeit" entschlüsseln. "Lebensräume" sind die gasförmigen Umgebungen, in denen massereiche Sterne geboren werden und mit denen sie durch ihre Rückkopplung wechselwirken. Während der voraussichtlichen 12-jährigen Laufzeit dieser neuen SFB-Initiative wollen wir die physikalischen Prozesse, die die Lebensräume massereicher Sterne bestimmen, über die gesamte Bandbreite der Umgebungen, in denen massereiche Sterne leben, miteinander in Verbindung bringen - von der Sub-Parsec- bis zur Mega-Parsec-Skala und von der Milchstraße bis zum hochverschiebten Universum, wo massereiche Sterne ihren kosmologischen Fingerabdruck hinterlassen, indem sie die kosmische Reionisation vorantreiben.

Beteiligte Institutionen
I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln (PH1)
Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn (AIfA)
Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR)
Forschungszentrum Jülich (FZJ)
Regionales Rechenzentrum Köln (RRZK)

Laufzeit

10.2023 - 06.2027 (1. Förderperiode)

Webseite


Förderungen des Landes NRW

Das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen (MKW NRW) geht mit regelmäßigen und themenoffenen Aufrufen auf alle Hochschultypen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen zu und fördert kooperative Vorhaben zur Herausbildung neuer Forschungsprofile und zur Etablierung starker Forschungsnetzwerke. Anwendungsbezogene Forschung auf Themenfeldern von hoher gesellschaftspolitischer Relevanz ist ein Fokus der NRW Forschungskollegs. Kennzeichnend für ihre Forschungsansätze ist eine hohe Komplexität. Durch die Anwendung von inter- und transdisziplinären Forschungsmethoden werden ausgewogenere und besser umsetzbare Lösungsansätze erwartet. Auch die Mitglieder in BORA sind hier erfolgreich aktiv.
Derzeit kooperiert die Universität hier mit DZNE, MPINB-caeasar und UNU-EHS.

Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© Bernadett Yehdou / Universität Bonn

Gemeinsame NRW-Verbundprojekte 

Sprecher*in der Uni Bonn

n.n.

Zusammenfassung

n.n.

Beteiligte Institutionen

Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Technische Universität Dortmund
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e. V. (DZNE)

Laufzeit 

Nov. 2023 - 2026 (3 Jahre) 

Pressemitteilung

Sprecher der Uni Bonn

Prof. Dr. Christian Borgemeister
Zentrum für Entwicklungsforschung
Genscherallee 3
53113 Bonn

Zusammenfassung

Urbanisierungsprozesse - und die damit einhergehende urbane Transformation - beinhalten Veränderungen, die sich direkt oder indirekt auf gesundheitsrelevante Rahmenbedingungen und damit auf die Gesundheit und das Wohlbefinden der Bürgerinnen und Bürger auswirken. Da mehr als die Hälfte der Bevölkerung weltweit in Städten lebt, ist es eine globale Herausforderung, gesundheitsfördernde und nachhaltige Städte zu entwickeln sowie unter Berücksichtigung des Bevölkerungswachstums, die Ernährungssicherheit in den urbanen Zentren sicherzustellen. Das Forschungskolleg „One Health und urbane Transformation – Erkennung von Risiken, Erarbeitung nachhaltiger Lösungen“ der Universität Bonn, dem Institute for Environment and Human Security Bonn der United Nations University (UNU-EHS) und der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) verfolgt den ganzheitlichen One-Health Ansatz, um die Wechselwirkungen zwischen der menschlichen, tierischen und Umweltgesundheit im Rahmen urbaner Transformationen zu untersuchen. Hierbei sollen die Entwicklungen in NRW, mit Schwerpunkt auf der Rhein-Ruhr-Region, den drei Metropolregionen São Paulo (Brasilien), Accra (Ghana) und Ahmedabad (Indien) vergleichend gegenübergestellt werden. Die Untersuchungen der 1. Förderperiode haben gezeigt, dass sich die Rahmenbedingungen und dementsprechend die zentralen Problemfelder in den einzelnen Metropolregionen stark voneinander unterscheiden. Daher soll in der 2. Förderperiode zwar ein Erfahrungsaustausch und Wissenstransfer zwischen den Metropolregionen stattfinden, jedoch müssen individuelle Lösungsstrategien für die einzelnen Regionen entwickelt werden.

Beteiligte Institutionen

United Nations University, Institute for Environment and Human Security Bonn (UNU-EHS)
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (HBRS), International Center for Sustainable Development (IZNE)
Department of Geography, University Bonn
Agricultural Faculty, University Bonn
Medical Faculty, University Bonn
Institute for Hygiene and Public Health (IHPH)
Emscher Genossenschaft
Ruhr-Verband
Ahmedabad, India: Indian Institute of Public Health-Gandhinagar (IIPH-G)
Accra, Ghana: Institute of Statistical, Social and Economic Research (ISSER), University Ghana
São Paulo, Brazil: University São Paulo (USP)

Laufzeit

2015-2024

Webseite

NRW Netzwerke 2021: "iBehave: Algorithms of Adaptive Behavior and their Neuronal Implementation in Health and Disease"

Die nordrhein-westfälische Landesregierung unterstützt fünf herausragende Forschungsnetzwerke in zukunftsweisenden Forschungsfeldern mit insgesamt 81,2 Millionen Euro. Darunter ist auch “iBehave” unter Federführung der Universität Bonn, das mit rund 20 Millionen Euro gefördert wird.

Menschen und Tiere leben in einer sich ständig verändernden Umwelt. Die Fähigkeit, das Verhalten flexibel an veränderte Anforderungen anzupassen, ist für alle Organismen entscheidend für ihr Gedeihen und Überleben. Folglich haben Menschen und Tiere die Fähigkeit entwickelt, Entscheidungen zu treffen, bei denen Nutzen und Kosten auf der Grundlage von Erwartungen abgewogen werden. Schwierigkeiten bei solchen Entscheidungen und in ihrer Umsetzung durch adaptive motorische Kontrolle sind zentrale Merkmale vieler neurologischer Krankheiten, doch die zugrundeliegenden Prozesse im Gehirn sind nur unzureichend verstanden. In iBehave arbeiten Forschende disziplin- und artenübergreifend zusammen, um überlebenswichtige Verhaltensweisen und die ihnen zugrundeliegenden neuronalen Netzwerke zu untersuchen.

“Wir wollen unter Einbeziehung der Computerwissenschaften und von Künstlicher Intelligenz besser verstehen, wie das Gehirn Verhalten, wie zum Beispiel Entscheidungen, steuert”, sagt Prof. Grunwald Kadow, die auch Mitglied im Transdisziplinären Forschungsbereich “Leben und Gesundheit” an der Universität Bonn ist. Im nächsten Schritt wollen die Forschenden ihre Erkenntnisse auf die Diagnose und Vorhersage von neurologischen Erkrankungen beim Menschen übertragen. Mittelfristig wollen iBehave-Forschende ihre Technologien und Erkenntnisse aus dem Labor in die Klinik bringen. “Wir sind überzeugt, dass unsere Methoden, Verhalten und Hirnaktivität zu analysieren, einen Paradigmenwechsel bei Diagnose und Therapie darstellen beziehungsweise herbeiführen könnten”.

Ziel des Förderprogramms ist es, bereits bestehende themenbezogene und standortübergreifende Forschungsnetzwerke von Universitäten, Hochschulen für Angewandte Wissenschaften und außeruniversitären Forschungsreinrichtungen nachhaltig zu stärken, diese auszubauen und ihre Sichtbarkeit und internationale Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen. Die Unterstützung ist ab August 2022 auf vier Jahre angelegt.

Beteiligte Institutionen:

Universität zu Köln
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e. V. (DZNE)
Forschungszentrum Jülich GmbH
Max-Planck-Institut für Neurobiologie des Verhaltens – caesar
Technische Hochschule Aachen

Hier geht's zur Pressemitteilung [05. April 2022].
Webseite iBehave.

Teilvorhaben Informatik

Prof. Dr. Stephan Wrobel
Lehrstuhl für Computer Science
Endenicher Allee 19A
53115 Bonn

Zusammenfassung

Die volle wirtschaftliche und gesellschaftliche Ausschöpfung des enormen Potenzials von Künstlicher Intelligenz (KI) setzt eine hohe technische Zuverlässigkeit und ausreichendes Vertrauen seitens der Verbraucher voraus. Um eine nachhaltige Digitalisierung zu ermöglichen, werden im Verbundvorhaben ZERTIFIZIERTE KI Qualitätsstandards für die vertrauenswürdige Anwendung von KI erarbeitet sowie ein Zertifizierungsprozess für die sachkundige Überprüfung von (technisch) zugesicherten Eigenschaften entwickelt. Der holistische Ansatz des Verbunds, welcher Expertise aus Informatik, Wirtschaftswissenschaften, Rechtswissenschaften und Philosophie vereint, stellt dabei die gesellschaftliche Akzeptanz, Realisierbarkeit und Marktfähigkeit der zu konzipierenden Prüfmethodologie sicher. Gleichzeitig wird durch einen besonderen Fokus auf die nordrhein- westfälische Wirtschaft der hiesige Standort nachhaltig gestärkt, indem die Unternehmen die Möglichkeit erhalten, entsprechende Standards aktiv mitzugestalten und sich neue Geschäftsmodelle zu erschließen.
Der Lehrstuhl für Informatik der Universität Bonn trägt zum Verbundvorhaben die Forschung und (Weiter-)Entwicklung von Absicherungsverfahren für Kl-Systeme bei. Zum einen werden Methoden zur Verifikation Neuronaler Netze erarbeitet, die als Teil einer statistischen Sicherheitsargumentation für KI-Funktionen verwendet werden können. Aus dieser Forschung können sich auch Prüfansätze zur Verifikation bestimmter Sicherheitseigenschaften eines Neuronalen Netzes ergeben. Zum anderen werden Transparenzverfahren, die Anwendern Nachvollziehbarkeit der Funktionsweise eines KI- Systems oder eine Erklärung für bestimmte Ausgaben ermöglichen, entwickelt und bewertet. Die neuentstandenen Verfahren werden darüber hinaus in entsprechende Demonstratoren umgesetzt und auf der Plattform für Prüfwerkzeuge zur Verfügung gestellt.

Laufzeit

2021 - 2025

Teilvorhaben Philosophie

Prof. Dr. Markus Gabriel
Lehrstuhl für Erkenntnistheorie, Philosophie der Neuzeit und Gegenwart
Poppelsdorfer Allee 28
53115 Bonn

Zusammenfassung

Die volle wirtschaftliche und gesellschaftliche Ausschöpfung des enormen Potenzials von Künstlicher Intelligenz (KI) setzt eine hohe technische Zuverlässigkeit und ausreichendes Vertrauen seitens der Verbraucher voraus. Um eine nachhaltige Digitalisierung zu ermöglichen, werden im Verbundvorhaben ZERTIFIZIERTE KI Qualitätsstandards für die vertrauenswürdige Anwendung von KI erarbeitet sowie ein Zertifizierungsprozess für die sachkundige Überprüfung von (technisch) zugesicherten Eigenschaften entwickelt. Der holistische Ansatz des Verbunds, welcher Expertise aus Informatik, Wirtschaftswissenschaften, Rechtswissenschaften und Philosophie vereint, stellt dabei die gesellschaftliche Akzeptanz, Realisierbarkeit und Marktfähigkeit der zu konzipierenden Prüfmethodologie sicher. Gleichzeitig wird durch einen besonderen Fokus auf die nordrhein- westfälische Wirtschaft der hiesige Standort nachhaltig gestärkt, indem die Unternehmen die Möglichkeit erhalten, entsprechende Standards aktiv mitzugestalten und sich neue Geschäftsmodelle zu erschließen.
Der Lehrstuhl für Erkenntnistheorie, Philosophie der Neuzeit und Gegenwart der Universität Bonn wird an seinem Center for Science and Thought (CST) daran arbeiten, zunächst eine Analyse der Use Cases von Kt-Anwendungen im Hinblick auf herausfordernde ethische und philosophische Aspekte vornehmen. Diese Einzelfallanalyse wird durchgängig in einer eigens zu entwickelnden Systematik von Anwendungskontexten dokumentiert. Dabei wird besonders eng mit den Partnern des Fraunhofer !AIS und des Lehrstuhls für Strafrecht und Strafprozessrecht der Universität Köln kooperiert, um die technologischen Rahmenbedingungen und die rechtlichen Aspekte bei der Analyse und der Entwicklung der Systematik stetig mitzuberücksichtigen. Aus der Analyse ergibt sich, Die volle wirtschaftliche und gesellschaftliche Ausschöpfung des enormen Potenzials von Künstlicher Intelligenz (KI) setzt eine hohe technische Zuverlässigkeit und ausreichendes Vertrauen seitens der Verbraucher voraus. Um eine nachhaltige Digitalisierung zu ermöglichen, werden im Verbundvorhaben ZERTIFIZIERTE KI Qualitätsstandards für die vertrauenswürdige Anwendung von KI erarbeitet sowie ein Zertifizierungsprozess für die sachkundige Überprüfung von (technisch) zugesicherten Eigenschaften entwickelt. Der holistische Ansatz des Verbunds, welcher Expertise aus Informatik, Wirtschaftswissenschaften, Rechtswissenschaften und Philosophie vereint, stellt dabei die gesellschaftliche Akzeptanz, Realisierbarkeit und Marktfähigkeit der zu konzipierenden Prüfmethodologie sicher. Gleichzeitig wird durch einen besonderen Fokus auf die nordrhein- westfälische Wirtschaft der hiesige Standort nachhaltig gestärkt, indem die Unternehmen die Möglichkeit erhalten, entsprechende Standards aktiv mitzugestalten und sich neue Geschäftsmodelle zu erschließen.
Der Lehrstuhl für Erkenntnistheorie, Philosophie der Neuzeit und Gegenwart der Universität Bonn wird an seinem Center for Science and Thought (CST) daran arbeiten, zunächst eine Analyse der Use Cases von Kt-Anwendungen im Hinblick auf herausfordernde ethische und philosophische Aspekte vornehmen. Diese Einzelfallanalyse wird durchgängig in einer eigens zu entwickelnden Systematik von Anwendungskontexten dokumentiert. Dabei wird besonders eng mit den Partnern des Fraunhofer !AIS und des Lehrstuhls für Strafrecht und Strafprozessrecht der Universität Köln kooperiert, um die technologischen Rahmenbedingungen und die rechtlichen Aspekte bei der Analyse und der Entwicklung der Systematik stetig mitzuberücksichtigen. Aus der Analyse ergibt sich,operationalisiert, andererseits bilden sie im Konzert mit den rechtlichen Mindestanforderungen die Basis für die endgültige Ausgestaltung der anderen, technisch zu prüfenden Dimensionen des Prüffra meworks.

Laufzeit

2021 - 2025

Webseite


BMBF-Projekte

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt die Durchführung von Forschungs- und Innovationsprojekten im Rahmen themenspezifischer als auch in themenoffenen Förderprogrammen. Das breite Förderangebot ist auf wichtige Innovations- oder Technologiefelder, aber auch auf unterschiedliche Herausforderungen und Ausgangsbedingungen zugeschnitten. Im Rahmen von BORA fallen die Diskurse "Nachhaltigkeit" und "Digitalisierung" ins Auge, in denen die Universität mit der Fraunhofer-Gesellschaft, insbesondere IAIS, SCAI, FKIE, BICC, IDOS und UNU-EHS zusammenarbeitet.

Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© Volker Lannert / Universität Bonn

Gemeinsame BMBF-Projekte

Landmanagement und die Sicherung, Nutzung, Kontrolle und Verwaltung landbezogener natürlicher Ressourcen ist einer der wichtigsten Treiber für nachhaltige Entwicklung in Afrika. Eine nachhaltige Landbewirtschaftung soll zur Ernährungssicherung, zur Anpassung der Land- und Forstwirtschaft an den Klimawandel und zum Natur- und Umweltschutz beitragen und so gestaltet werden, dass sie zu sozialer Gerechtigkeit beiträgt. Ab Oktober 2022 fördert das Bundesforschungsministerium (BMBF) vier regionale Forschungs- und Entwicklungs-Vorhaben, die zu diesem Ziel beitragen.

Projektbeschreibung
INTERFACES ist ein Begleitvorhaben, das die vom BMBF geförderten Regionalvorhaben in ihrem Bestreben, den Wandel für eine nachhaltige Landbewirtschaftung in Subsahara-Afrika voranzutreiben, unterstützen wird. Dies geschieht durch wirkungsorientierte Serviceaktivitäten, aufbauend auf die Vernetzung der Regionalvorhaben, Wissenschaftskommunikation, gesellschaftliche Lernprozesse und Kapazitätsentwicklung, sowie durch ergänzende Transferanalysen, die die Umsetzung ermöglichen oder erleichtern und die Relevanz und Reichweite forschungsbasierter Erkenntnisse der Regionalvorhaben verbessern.

Um den transformativen Wandel hin zu einem nachhaltigen Landmanagement zu erreichen, bedarf es einer grundlegenden Umstrukturierung technologischer, wirtschaftlicher, politischer, institutioneller und sozialer Rahmenbedingungen, einschließlich der entsprechenden Paradigmen, Ziele und Werte. Veränderungen müssen geschlechtergerecht und inklusiv für alle gesellschaftlichen Schichten sein. Dies bedeutet, dass Umsetzungspfade für eine nachhaltige Landbewirtschaftung auf fundierten Geschlechter- und Machtanalysen basieren und zu Ergebnissen führen müssen, die sowohl Frauen als auch Männern unterschiedlicher Ethnien, Altersgruppen, Klassen und Einkommensniveaus zu Gute kommen.

INTERFACES hat vier Arbeitsbereiche, die zusammen die Integration, Kohärenz und Reichweite der Regionalvorhaben im Hinblick auf nachhaltiges Landmanagement stärken: 1. Wissenssynthese durch Dialoge über Zukunftsvisionen und Veränderungstheorien für nachhaltiges Landmanagement – gemeinsam mit den Regionalvorhaben und Akteuren aus Wissenschaft, Politik und Praxis, 2. Unterstützung von Innovations- und Umsetzungsprozessen durch die Identifizierung von Veränderungsstrategien zur Überbrückung von Wissen-Verhalten-Lücken, 3. Kommunikation, Vernetzung und Wissensmanagement, sowie 4. Ausbildung, etwa durch die Integration von Lehrinhalten in afrikanische und deutsche Graduiertenprogramme. Die Methoden und Ergebnisse der Regionalvorhaben finden Eingang in das Training von Projektpartnern und Studierenden im Hinblick auf die Ausbildung zukünftiger „Change Agents“.

Koordination
Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF), Universität Bonn

Beteiligte Institutionen
Forum for Agricultural Research in Africa (FARA), Ghana
West African Science Service Centre on Climate Change & Adapted Land Use (WASCAL), Burkina Faso
University of Business and Integrated Development Studies (UBIDS), Ghana
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS), Deutschland
German Institute of Development and Sustainability (IDOS), Deutschland

Ansprechpartnerin
Dr. Tina Beuchelt
Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF), Universität Bonn
Genscherallee 3
53113 Bonn

Dauer
01.10.2022 - 30.09.2026

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Projektbeschreibung
Derzeit erleben wir einen weltweiten Siegeszug des Maschinellen Lernens (ML), insbesondere der tiefen neuronalen Netze (TNNs), der sich nicht nur auf verschiedene Anwendungsbereiche, sondern auch auf mathematische Themen wie inverse Probleme auswirkt. Große vorhandene Datenmengen und die deutlich gestiegene Computerleistung machen die Anwendung und das erfolgreiche Training tiefer neuronaler Netzwerke möglich. Dabei wurden bisher meist sogenannte „end-to-end“-Lernansätze verwendet, für die in der Regel sehr große Mengen strukturierter Daten notwendig sind. Dies führt dazu, dass diese Ansätze in vielen realen Anwendungsfällen aus den Naturwissenschaften, der Medizin und der Industrie nur bedingt einsetzbar sind. Denn meist sind nur komplexe und heterogene Datenbestände vorhanden, und die Generierung zuverlässiger Daten ist teuer und aufwändig. Hier setzt MaGriDo an und verfolgt das Ziel, existierendes Domänenwissen zu integrieren, um so insbesondere die Anzahl der notwendigen Daten für ausreichend genaue TNNs substantiell zu reduzieren.

Im Fokus von MaGriDo stehen praxisrelevante Problemstellungen aus den Materialwissenschaften, vor allem Polymere und Gläser. Zum Beispiel werden Polyurethan-Lacke seit über 60 Jahren für Automobile, Möbel oder Parkett genutzt. Abhängig von den Anforderungen kommen mehrere Grundstoffen zum Einsatz. Gerade durch die große Variationsmöglichkeit dieser Komponenten sind die Eigenschaften (Härte, Lösungsmittelbeständigkeit, Kratzfestigkeit, Hydrolysebeständigkeit, Glanz) wie in einem Baukastensystem einstellbar. Die Vorhersage der Eigenschaften basiert bisher zum großen Teil auf Versuch-und-Irrtum-Methoden und auf jahrelanger Erfahrung der Hersteller und Anwender. Ein weiteres Beispiel ist die Herstellung von Gläsern. Auch hier gibt es eine Vielzahl einsetzbarer Grundstoffen und eine große Variationsmöglichkeit der Prozessparameter. Für diese Probleme sollen Lernverfahren weiterentwickelt, untersucht und auf Daten der Praxispartner angewendet werden. Ein Schwerpunkt liegt auf Regressionsproblemen.

Beteiligte Institutionen
Institut für Numerische Simulation der Universität Bonn: Prof. Dr. Jochen Garcke
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI: Dr. Jan Hamaekers
LMU München: Prof. Dr. Gitta Kutyniok
TU Braunschweig: Prof. Dr. Dirk Lorenz

MaGriDo wird im Rahmen des Programms »Mathematik für Innovationen« vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter der Projektkennziffer 05M20PDB gefördert.

Webseite Universität Bonn
Webseite SCAI

Im Vorhaben sollen bestehende Lehrveranstaltungen durch Praxisphasen erweitert werden. In den Praxisphasen sollen insbesondere Aspekte des Engineering für Maschinelles Lernen im Vordergrund stehen, die in klassischen, theorieorientierten Veranstaltungen (Vorlesungen, Seminare) oft nur eine untergeordnete Rolle spielen. Weiterhin sollen im Vorhaben Lehrmaterialien (Folien, Programmierbeispiele, aber vor allem auch Lehrvideos) produziert werden, die die benötigte Theorie behandeln und im Internet abrufbar sind. Die Materialien sollen unter Creative Common veröffentlicht werden, um die Nutzung durch Lehrende anderer Universitäten zu ermöglichen.

Das Projekt P3ML wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 01IS17064 gefördert.

Beteiligte Institutionen
Bonn-Aachen International Center for Information Technology (b-it):
Universität Bonn
RWTH Aachen,
Hochschule Bonn Rhein-Sieg (H-BRS)
Fraunhofer-Gesellschaft

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Die Artenvielfalt von Insekten, Vögeln und Säugetieren nimmt immer weiter ab. Dieser Trend spiegelt sich in ähnlichem Ausmaß auch in der Pflanzenwelt, insbesondere in der Agrarlandschaft, wider. Doch während Klimaforscher seit Jahrzehnten Daten über die Klimaentwicklung sammeln und somit in der Lage sind, Veränderungen nachzuweisen und Prognosen zu erstellen, fehlt vergleichbares Datenmaterial zur Biodiversität der Erde. Bislang gibt es kein breit angelegtes und automatisiertes Monitoringprogramm und auch die dafür erforderlichen technischen Voraussetzungen und Infrastrukturen liegen nicht vor. In der öffentlichen Wahrnehmung bleibt das Thema daher abstrakt. Um ihm die dringend gebotene Aufmerksamkeit zu verschaffen, braucht es verlässliche Zahlen und Schlussfolgerungen. Solche gibt es bislang jedoch entweder gar nicht oder nur räumlich punktuell, was ihre Aussagekraft schmälert. Experten sind sich einig, dass das Ausmaß des Problems nur mithilfe einer fundierten Datengrundlage zu Status quo und Entwicklung der Biosphäre verstanden werden kann.

Projektleitung
Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere (Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König), Bonn
 
Projektpartner
Fraunhofer FKIE
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Informatik 12
Friedrich-Schiller-Universität Jena, Lehrstuhl Digitale Bildbearbeitung
Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG)
ION-Gas, Dortmund
Jacobs University Bremen gGmbH
Justus-Liebig-Universität Gießen, AG Spezielle Botanik
Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (ihp), Frankfurt (Oder)
Max Planck Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig
Museum für Naturkunde Berlin, Tierstimmenarchiv
Technische Universität Hamburg, Institut für Hochfrequenztechnik
Technische Universität München, Fakultät für Informatik
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Informatik 4
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen
Universität Bremen, Zemtrum für Marine Umweltwissenschaften
University of Bristol, Department of Computer Science

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Ziel des Projekts ist es, die Durchführbarkeit der ökologischen Reiserzeugung in der MKD zu demonstrieren, um die Produktsicherheit, die ökologische Nachhaltigkeit und die Lebensgrundlagen durch ökologische Erzeugung und verbesserte Land- und Wasserbewirtschaftung zu verbessern. OrganoRice wird die Chancen und Herausforderungen einer Umstellung auf den ökologischen Reisanbau unter Berücksichtigung ökologischer, sozialer und wirtschaftlicher Aspekte ganzheitlich analysieren. Es wird auch die Durchführbarkeit in einer Pilotregion (Provinz Vinh Long) der MKD demonstrieren. Schließlich wird OrganoRice Schlussfolgerungen ziehen, die helfen werden, ökologische Reisproduktionssysteme in anderen vietnamesischen Regionen erfolgreich umzusetzen. Unsere Arbeitshypothesen sind:

Der ökologische Reisanbau ist ein Mittel zur Verbesserung der Produktsicherheit, der ökologischen Nachhaltigkeit und der Lebensgrundlagen und trägt zur Verbesserung der Land- und Wasserbewirtschaftung bei, wenn gleichzeitig Maßnahmen auf der Ebene des Betriebs, der Landschaft und der Wertschöpfungskette ergriffen werden. Die Umstellung von konventionellem auf ökologischen Reisanbau kann in weniger als drei Jahren erfolgen, wenn die Land- und Wasserbewirtschaftung auf der Ebene des Betriebs und der Landschaft angepasst wird. Geeignete Instrumente wie eine digitale Wissensplattform können Landwirten und Behörden bei der Umstellung helfen und langfristig eine ökologisch und wirtschaftlich nachhaltige Landwirtschaft ermöglichen.

Projektleitung
Forschungszentrum Jülich

Beteiligte Institutionen
Can Tho University
Forschungszentrum Jülich
KIAG Knowledge Intelligence Applications
L.U.P.O. GmbH (SME)
University of Bonn, Institute of Crop Science and Resource Conservation (INRES)
United Nations University, Institute for Environment and Human Security (UNU-EHS)
University of Social Sciences and Humanities, Vietnam National University Hanoi

Laufzeit
01.12.2022 - 30.11.2025

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Ziel von COINS ist die nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft, d.h. die Steigerung der Produktivität, ohne neue Flächen zu beanspruchen. Das deutsch-afrikanische Projektteam untersucht, welche effizienten Formen des Landmanagements zielführend sind, um die Landwirtschaft auf derselben Fläche in nachhaltiger Weise zu intensivieren – unter der Berücksichtigung von lokalen Rahmenbedingungen wie etwa Wasserverfügbarkeit und Bodeneigenschaften, aber insbesondere auch sozio-ökonomischen Gegebenheiten.

In COINS werden die entsprechenden Möglichkeiten katalogisiert und hinsichtlich ihrer Eignung in lokalen Kontexten in Untersuchungsgebieten im Norden Ghanas und im Senegal River Valley im Norden Senegals bewertet. In COINS wird ein landschaftsbezogener Ansatz verfolgt, der auf Modellierung, Erdbeobachtung und Datenwissenschaft basiert. Damit werden verbesserte Anbaupraktiken und Bewirtschaftungsmethoden der nachhaltigen Intensivierung auf produktivem Land und Bodensanierungspraktiken auf degradierten Böden gefördert.

Mit der Operationalisierung von Fördermechanismen, einschließlich umfassender Risikomanagementstrategien und eines Anreiz- und Überwachungsprogramms werden die Voraussetzungen für nachhaltiges Landmanagement geschaffen. Große Bedeutung kommt zudem der Entwicklung einer Reihe von Beratungsdiensten für Landwirte zur Umsetzung der nachhaltigen Intensivierung zu, so dass das Erreichen der von den Akteuren definierten Ziele unterstützt wird.

Beteiligte Institutionen

  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum (DFD), Weßling
  • Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e. V. (ZALF), Müncheberg
  • United Nations University Institute for Environment and Human Security (UNU-EHS), Bonn
  • Universität Hohenheim (UHOH), Stuttgart
  • Universität Bonn (UBonn), Institute of Crop Science and Resource Conservation (INRES), Institute for Food and Resource Economics (ILR), Bonn
  • University of Ghana (UGHA), Soil & Irrigation Research Centre, School of Agriculture, Accra, Ghana
  • United Nations University Institute for Natural Resources in Africa (UNU-INRA), Accra, Ghana
  • West African Science Service Centre on Climate Change and Adapted Land Use (WASCAL), Ouagadougou, Burkina Faso
  • International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) and Manobi Africa Group Company, Dakar, Senegal
  • Initiative Prospective Agricole et Rurale (IPAR), Dakar, Senegal
  • Savanna Agriculture Research Institute (SARI), Tamale, Ghana
  • Agriculture and Climate Risk Enterprise Limited (ACRE Africa), Nairobi, Kenya

Laufzeit
COINS wird vom BMBF unter dem Förderkennzeichen 01LL2204E von 2022-2026 gefördert.

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Trotz einer verbesserten globalen Stromversorgung in den letzten Jahren, haben über eine Milliarde Menschen noch keinen Zugang zu Strom, ein Großteil in Subsahara-Afrika. Wasser- und Ernährungssicherheit ist häufig nicht gegeben. Eine nachhaltige Wirtschaft muss den grundlegenden Lebensstandard und das Wohlbefinden der Menschen in den ländlichen Gebieten der westafrikanischen Länder gewährleisten. Das Forschungsprojekt RETO-DOSSO möchte langfristige und nachhaltige Existenzgrundlagen im ländlichen Raum schaffen. Durch die Etablierung einer essenziellen Lebensgrundlage können ländliche Klein- und Kleinstunternehmen entstehen. 

Das Ziel des Forschungsprojektes RETO-DOSSO ist es, zu einer nachhaltigen Lebensgrundlage in den ländlichen Gebieten Nigers beizutragen, indem eine essentielle Lebensgrundlage geschaffen wird und ländliche, unternehmerische Aktivitäten ermöglicht werden. Dafür setzen die Forschenden Strom aus Erneuerbaren Energien ein, um die Grundbedürfnisse, wie Wasser und Nahrung, sicherzustellen. Überschussstrom aus solaren Inselanlagen stärkt die ländliche Wirtschaft, indem einfache aber kreative Geschäftsideen als lokale Einkommensquellen geschaffen werden.

Beteiligte Institutionen

  • Abdou Moumouni University of Niamey, Niger
  • Foyer-Tech Pvt. Ltd., Niger
  • University of Sciences, Techniques and Technologies of Bamako, Mali
  • Pan African University, Institute for Water and Energy Sciences, including Climate change, Algerien
  • Technische Hochschule Köln, Institut für Technologie und Ressourcenmanagement in den Tropen und Subtropen (ITT)
  • Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF)
  • Universität der Vereinten Nationen, Institut für Umwelt und Menschliche Sicherheit (UNU-EHS)
  • Forschungszentrum Jülich GmbH
  • Technische Universität München
  • Wertsicht GmbH
  • Yandalux Solar GmbH

Laufzeit
01.07.2020–30.06.2023

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Das Projekt digitainable untersucht die möglichen – positiven oder negativen – Einflüsse des rasanten Fortschritts in Digitalisierung und künstlicher Intelligenz auf Fragen nachhaltiger Entwicklung. Dazu werden die verschiedensten Aspekte der Digitalisierung und der Künstlichen Intelligenz systematisch auf die mehr als 200 Indikatoren der UN Agenda 2030 (und davon abgeleiteter nationaler Nachhaltigkeitsstrategien) abgebildet. Die Ergebnisse des Projekts sollen die zukünftige Diskussion zum Spannungsfeld Digitalisierung in Nachhaltigkeit unterstützen und versachlichen.Aufklapp-Text

Laufzeit
Juli 2019 – Juni 2022

Koordination
Bonner Allianz für Nachhaltigkeitsforschung, Universität Bonn

Beteiligte Institutionen
Bonner Allianz für Nachhaltigkeitsforschung:
BICC (Bonn International Centre for Conflict Studies)
German Institute of Development and Sustainability (IDOS)
Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS)
Institut für Umwelt und menschliche Sicherheit der Universität der Vereinten Nationen (UNU-EHS)
Universität Bonn mit ihrem Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF)

Ansprechperson
Prof. Dr. Jakob Rhyner
Wissenschaftlicher Direktor Bonner Allianz /
Professor für Globalen Wandel und Systemische Risiken, Universität Bonn
Meckenheimerallee 172
53115 Bonn

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Aus ML2R wurde das Lamarr Institute - alle aktuellen Informationen finden Sie hier!

Das Kompetenzzentrum Maschinelles Lernen Rhein-Ruhr hat das Ziel, Technologien des Maschinellen Lernens in Deutschland auf ein weltweit führendes Niveau zu bringen. Das Zentrum ML2R wird als einer von sechs bundesweiten Knotenpunkten zu Künstlicher Intelligenz (KI) und Maschinellem Lernen (ML) durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Beteiligt sind die Technische Universität Dortmund,  die Fraunhofer-Institute für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS in Sankt Augustin sowie für Materialfluss und Logistik IML in Dortmund und die Universität Bonn.

Die Wissenschaftler*innen des ML2R forschen an Lösungen zum Maschinellen Lernen (ML) und damit an den technologischen Grundlagen für Künstliche Intelligenz. Leitidee für unsere Forschung ist der Aufbau von hybriden und modularen Systemen, die sowohl Daten als auch Wissen nutzen und sich flexibel für verschiedenste Anwendungsbereiche adaptieren lassen. Wir gestalten ML-Anwendungen, die vertrauenswürdig sind, Ressourcen schonen und auf den unterschiedlichsten Plattformen funktionieren – von mobilen Geräten bis hin zu Quantencomputern.

Beteiligte Institutionen
Universität Bonn
Technische Universität Dortmund
Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS
Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML

Sprecher*innen des Zentrums
Prof. Dr. Katharina Morik
Professorin für Informatik an der Technischen Universität Dortmund

Prof. Dr. Stefan Wrobel
Professor für Informatik an der Universität Bonn und
Leiter des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS

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Stiftungsprojekte

Auch Stiftungen wie die VolkswagenStiftung finanzieren eine Vielzahl an Forschungsvorhaben an der Universität Bonn. 

Aus BORA sind derzeit die Universität Bonn und das DZNE gemeinsam in einem Forschungsverbund, der Künstliche Intelligenz zur Analyse verteilter Daten nutzt.

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© Volker Lannert / Universität Bonn

Gemeinsame Arbeit in Projekten gefördert von Stiftungen

Mehrere deutsche Forschungszentren, Universitäten und Universitätskliniken wollen mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) dezentrale Daten über COVID-19 gemeinsam auswerten. Ihr Ansatz beruht auf „Swarm Learning“, einer neuartigen KI-Technologie, die es ermöglicht, verteilte Datenbestände zu analysieren und dabei die Anforderungen des Datenschutzes vollständig zu erfüllen. Das DZNE koordiniert das auf drei Jahre angelegte Forschungsvorhaben. Die VolkswagenStiftung fördert es mit fünf Millionen Euro. Fachleute aus der Wissenschaftsethik werden das Projekt begleiten. Ziel der Initiative ist es, die Weichen für ein internationales Forschungsnetzwerk und eine Infrastruktur zu stellen, um auf Pandemien besser reagieren zu können. Die Universität Bonn ist daran beteiligt.

Mitglieder des Forschungskonsortiums:

Prof. Dr. Joachim Schultze, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und Universität Bonn, Sprecher des Forschungskonsortiums
Prof. Dr. Marylyn Addo, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Prof. Dr. Alena Buyx, Technische Universität München
Prof. Dr. Susanne Herold, Universitätsklinikum Gießen und Marburg
Prof. Dr. Florian Klein, Uniklinik Köln
Prof. Dr. Percy Knolle, Technische Universität München
Prof. Dr. Leif Erik Sander, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Co-Sprecher des Forschungskonsortiums
Prof. Dr. Martina Sester, Universitätsklinikum des Saarlandes
Prof. Dr. Fabian Theis, Helmholtz Munich
Prof. Dr. Birgit Sawitzki, Charité - Universitätsmedizin Berlin

Pressemitteilung Universität Bonn 
Pressemitteilung DZNE


Transdisziplinäre Forschungsbereiche (TRAs)

Mit der Exzellenzförderung hat die Universität Innovationsräume in Forschung und Lehre eröffnet, um die fakultäts- und disziplinenübergreifende Zusammenarbeit sowie das Wirken mit Praxispartnern zu vereinfachen – das sind die sechs Transdisziplinären Forschungsbereiche (Transdisciplinary Research Areas, TRAs) der Universität Bonn.

In den TRAs forschen Spitzenkräfte über Fakultätsgrenzen hinweg gemeinsam an zentralen wissenschaftlichen, technologischen und gesellschaftlichen Zukunftsthemen.

BORA Mitglieder arbeiten in allen sechs TRAs mit.

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© Volker Lannert / Universität Bonn

Gemeinsame Arbeit in Transdisziplinären Forschungsbereichen (TRAs)

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BORA Kooperationspartner
Max-Planck-Institut für Mathematik (MPIM)
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS
Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE

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BORA Kooperationspartner
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Max-Planck-Institut für Neurobiologie des Verhaltens – caesar (MPINB)

Webseite

BORA Kooperationspartner
Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Max-Planck-Institut für Neurobiologie des Verhaltens – caesar (MPINB)
Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse und Informationssysteme IAIS
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI

Webseite

BORA Kooperationspartner
BICC (Bonn International Centre for Conflict Studies)
Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE
German institute of Development and Sustainability (IDOS)
Max-Planck-Institut für Mathematik (MPIM)
United Nations University, Institute for Environment and Human Security (UNU-EHS)

Webseite

BORA Kooperationspartner
Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig (ZFMK), Leibniz-Institut zur
Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) 

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BORA Kooperationspartner
Bonner Allianz für Nachhaltigekeitsforschung:
BICC (Bonn International Center for Conflict Studies)
German Institute of Development and Sustainability (IDOS)
Institut für Umwelt und menschliche Sicherheit der Universität der Vereinten Nationen (UNU-EHS)


Arbeitsgruppen (AGs)

Die Universität Bonn und BORA Mitglieder verfügen über eine große Anzahl gemeinsamer Professuren. Diese sind eng in die Forschung und Lehre an der Universität eingebunden, womit auch die Leitung von Arbeitsgruppen einhergeht.

Auf diese Weise kann exzellente Forschung an der Universität mit Praxisnähe verbunden werden. Das schafft eine neue Qualität insbesondere den anwendungsorientierten Fachgebieten. Zudem können Forschung und Lehre mit professionell betriebener Infrastruktur verbunden werden.

Diese starke Zusammenwirken ist ein echter Standortvorteil für Studierende wie Forschende.

Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© Volker Lannert / Universität Bonn

Gemeinsame Arbeitsgruppen

Innovationen entstehen an Schnittstellen unterschiedlicher Wissenschaftsgebiete. So haben wir uns der Schnittstelle zwischen Immunologie, Stoffwechselforschung und Neurobiologie auf der einen Seite und der Genomik und Bioinformatik auf der anderen Seite verschrieben. Die Hochdurchsatz-Sequenzierung bis hin zur Einzelzellebene spielt dabei für uns eine entscheidende Rolle. Unsere Arbeitsgruppe ist deshalb auch stark in die neue Platform für Single Cell Genomics and Epigenomics an der Universität Bonn und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) involviert.

Unsere Forschung umfasst sowohl labor-experimentelle Bereiche als auch computergestützte Analyse. Wir sind damit exzellent aufgestellt, um systembiologische Fragestellungen zu beantworten. Mit unserer Expertise helfen wir aber auch vielen anderen Wissenschaftlern aus den Bereichen Immunologie und Neurobiologie weltweit.

Uns selbst beschäftigen einige der folgenden Fragen besonders: Wie wird eine Freßzelle bei Übergewicht im Fettgewebe programmiert? Was passiert bei chronischen Entzündungen? Kann man mit Hilfe der Einzelzell-Sequenzierung Immun- und Nervenzellen besser beschreiben? Wie werden diese Zellen epigenetisch reguliert?

Dies sind einige der wissenschaftlichen Fragen, die wir in unserer Abteilung untersuchen. Dazu verwenden wir systembiologische Ansätze unter Nutzung genomischer Technologien wie der Hochdurchsatz-Sequenzierung gepaart mit klassisch-genetischen, molekularbiologischen, biochemischen, immunologischen und zellbiologischen Methoden. Mit Hilfe dieser Methoden versuchen wir neue Regulatorgene und genetische Netzwerke zu identifizieren, die grundlegende Vorgänge in Immun- und Nervenzellen steuern.

Gruppenleiter
Prof. Dr. Joachim L. Schultze
DZNE / LIMES-Institut der Universität Bonn
Gemeinsame epigenomische Plattform

Venusberg-Campus 1
Gebäude 99
53127  Bonn

Prof. Dr. Joachim L. Schultze ist Professor für Genomik und Immunoregulation an der Universität Bonn und Direktor für Systemmedizin am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE).

Webseite

Forschungsschwerpunkte
Wie wachsen Nervenzellen während ihrer frühen Entwicklungsphase? Und wie lassen sich diese Vorgänge reaktivieren, damit nach einer Rückenmarksverletzung beschädigte Nervenzellen regenerieren (nachwachsen) können? Mit diesen Fragen befassen sich Frank Bradke und sein Team.

Dem Skelett der Zelle, auch „Zytoskelett“ genannt, gilt das besondere Interesse der Forscher. Sie konnten nachweisen, dass eine Manipulation des Zytoskeletts mit niedrig dosierten Antikrebsmitteln verletzte Nerven nachwachsen lässt und zugleich die Narbenbildung verringert.

Überdies haben die Wissenschaftler ein neuartiges Verfahren entwickelt, das Nervenzellen innerhalb eines Gewebes sichtbar macht. Diese spezielle Technik macht das Gewebe – das den Blick auf die Nervenzellen ansonsten versperrt – durchsichtig. Die Zellen kommen dadurch zum Vorschein und lassen sich unter dem Mikroskop untersuchen.

Ansprechperson
Prof. Dr. Frank Bradke
Gruppenleiter, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Venusberg-Campus 1/99
53127  Bonn

Prof. Dr. Frank Bradke ist Professor an der Universität Bonn und Gruppenleiter am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und Investigator der Bonn International Graduate School of Neuroscience (BIGS Neuroscience).

Forschungsschwerpunkte
Morbus Alzheimer ist charakterisiert durch die extrazelluläre Ablagerung und intrazelluläre Aggregaten von hyperphosphoryliertem Tau. Außerdem stellen Synapsen und Nervenzellverlust die besten Korrelate für Kognitionsverlust dar. Sterile Inflammation durch Mikroglia die Teil des angeborenen Immunsystems des Gehirns sind stehen im Fokus aktueller Forschung. Wir versuchen zu Verstehen, wie diese Komponenten zu Lern- und Gedächtnisdefiziten unter Alzheimer ähnlichen Bedingungen führen können. Auf der einen Seite gehen wir der Frage nach, ob ein Ungleichgewicht von Erregung und Hemmung in Verbindung mit Synapsen- und neuronaler Dysfunktion  zu einer Störung neuronaler Netze führen kann. Hier untersuchen wir, wie strukturelle und funktionelle Defizite an GABAergen Neuronen im Hippokampus zu Lern- und Gedächtnisdefiziten beitragen. Auf der anderen Seite untersuchen wir wie Mikroglia zu Synapsen- und neuronaler Dysfunktion beitragen. Insbesondere interessiert uns die Interaktion von Mikroglia mit einzelnen Synapsen und Neuronen, und wie sich das auf die Konnektivität Neuronaler Netzwerke auswirkt. Um diese Fragen zu beantworten benutzen wir modernste Intravitalmikroskopische Techniken und kombinieren diese mit elektrophysiologischen, histologischen und biochemischen Methoden in transgenen Mäusen. Außerdem benutzen wir optogenetische und chemogenetische Methoden um Neurone gezielt zu modulieren.

Ansprechperson
Prof. Dr. Martin Fuhrmann
Gruppenleiter, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Venusberg-Campus 1/99
53127  Bonn

Prof. Dr. Martin Fuhrmann ist Professor an der Universität Bonn, Mitglied im TRA 3 Life and Health sowie Gruppenleiter am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und Investigator der Bonn International Graduate School of Neuroscience (BIGS Neuroscience).

Unser Ziel ist die Entschlüsselung zellulärer Mechanismen, die bei Alzheimer-Erkrankung, vaskulären Demenz und beim akuten Schlaganfall zu Neurodegeneration und kognitiven Einschränkungen führen. Insbesondere sind wir an der Rolle von Astrozyten und der neurovaskulären Einheit bei diesen Erkrankungen interessiert. Hierzu benutzen wir Methoden wie Multiphotonenmikroskopie in wachen Tieren, komplexe Verhaltenstests, zellspezifische Transkriptomanalysen, Ultrahochfeld-MRT, Elektrophysiologie und algorithmengestützte Analysen.

Unsere Schwerpunkte sind:

  • Die Rolle von reaktiven Astrozyten bei der Alzheimer-Erkrankung
  • Die Rolle von Astrozyten und glialer Narbenbildung beim akuten Schlaganfall
  • Neuroinflammation in der weißen Substanz in Modellen der vaskulären Demenz
  • Pathophysiologie zerebraler Mikroinfarkte und Mikroblutungen bei vaskulärer Demenz und Alzheimer-Erkrankung
  • Zelluläre Mechanismen der Dysfunktion der Blut-Hirn-Schranke und Neurodegeneration bei der zerebralen Amyloidangiopathie
  • Wechselwirkungen angeborener und erworbener Risikofaktoren bei der Alzheimer-Erkrankung
  • Ultrahochfeld-MRT als präklinischer Biomarker bei normalem Altern, vaskulärer Demenz und Alzheimer-Erkrankung
  • Basierend auf den Erkenntnissen dieser Arbeiten führen wir außerdem translationale und klinische Studien durch, die sich mit Pathophysiologie und Behandlung von akutem Schlaganfall, Mikroangiopathie, vaskulärer Demenz und zerebraler Amyloidangiopatie befassen.

Prof. Dr. Gabor Petzold ist Professor an der Universität Bonn, Leiter der Sektion Vaskuläre Neurologie am Universitätsklinikum Bonn und Gruppenleiter "Vaskuläre Neurologie" am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE).

Forschungsschwerpunkte
Wir untersuchen extrazelluläre Vesikel (EV) bei neurodegenerativen Erkrankungen. Unser besonderes Interesse gilt der EV-vermittelten Freisetzung toxischer, aggregierter Proteine wie dem a-Synuclein, den bestimmenden Faktoren ihrer Sortierung in EVs und dem Beitrag ihrer Freisetzung zur Toxizität und Ausbreitung der Krankheitspathologie im gesamten Gehirn. Wir untersuchen auch die physiologischen Funktionen von EVs im ZNS, wie z. B. die Wirkungen von oligodendroglialen EVs, mit Hilfe von primären Zellkultur- und Mausmodellen. Außerdem interessieren wir uns für die oligodendrogliale Pathologie bei neurodegenerativen Erkrankungen.

Zusätzlich konzentrieren wir uns auf den Nachweis neuartiger Biomarker aus Blut und Zerebrospinalflüssigkeit (ZSF), die die Diagnose und Prognose neurodegenerativer Erkrankungen im prodromalen und präklinischen Stadium ermöglichen können.
Ein wichtiger Aspekt unserer Arbeit ist die Übersetzung von der Grundlagenforschung in die klinische Anwendung und umgekehrt.

Ansprechperson
Prof. Dr. Anja Schneider
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Venusberg-Campus 1
53175 Bonn

Prof. Dr. Anja Schneider ist Professorin an der Universität Bonn, Mitglied des TRA Steering Commitees (TRA 3 Life and Health), Gruppenleiterin der Arbeitsgruppe "Translationale Demenzforschung" am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)) Direktorin der Alterspsychiatrie am Universitätsklinikum Bonn (UKB). Außerdem ist sie Investigator an der Bonn International Graduate School Neuroscience (BIGS Neuroscience).

Forschungsschwerpunkte
- Numerik für Strömungsmechanik 
- Parallelisierung numerischer Algorithmen
- Molekulardynamik
- Sparse Grids

Die Forschungsgruppe widmet sich dem Entwurf und der Implementierung von Berechnungswerkzeugen für wissenschaftliche Anwendungen. Wir entwickeln neue numerische Techniken für die Simulation physikalischer, chemischer, technischer und wirtschaftlicher Prozesse.

Ansprechperson
Prof. Dr. Michael Griebel
Institut für Numerische Simulation
Friedrich-Hirzebruch-Allee 7
53115 Bonn                                                                                                                        

Prof. Dr. Michael Griebel ist Forschungsgruppenleiter und Professor für Wissenschaftliches Rechnen und Numerische Simulation am Institut für Numerische Simulation der Universität Bonn und Institutsleiter des Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI.

Forschungsschwerpunkte
Mathematik und maschinelles Lernen

Ansprechperson
Prof. Dr. Jochen Garcke
Institut für Numerische Simulation
Friedrich-Hirzebruch-Allee 7
53115 Bonn                                                                                                                        

Prof. Dr. Jochen Garcke ist Forschungsgruppenleiter und Professor für Wissenschaftliches Rechnen und Numerische Simulation am Institut für Numerische Simulation der Universität Bonn und Leiter des Geschäftsfelds Numerische datenbasierte Vorhersage am Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI.

Forschungsschwerpunkte
- Netzfreie Methoden für partielle Differentialgleichungen
- Multilevel- und algebraische Mehrgitterverfahren
- Paralleles Rechnen
- Baum-Codes, räumliche Datenstrukturen, raumfüllende Kurven und Bereichsabfragen

Die Forschungsgruppe widmet sich der Entwicklung, Analyse und Implementierung von numerischen Methoden zur adaptiven und effizienten Lösung partieller Differentialgleichungen. Sie beschäftigt sich insbesondere mit Problemen, die Nichtlinearitäten, Singularitäten und Unstetigkeiten beinhalten. Unser Schwerpunkt liegt auf der Anpassung der Algorithmen und ihrer Komponenten an die jeweilige Problemstellung. Besonderer Wert wird auf die Integration von Lösungen aus Partikelmethoden in konventionelle Kontinuumsmethoden gelegt.

Ansprechperson
Prof. Dr. Marc Alexander Schweitzer
Institut für Numerische Simulation
Friedrich-Hirzebruch-Allee 7
53115 Bonn                                                                                                                        

Prof. Dr. Marc Alexander Schweitzer ist Professor und Forschungsgruppenleiter am Institut für Numerische Simulation der Universität Bonn und stellvertretender Leiter des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI.

Benutzerfreundlichkeitsprobleme sind eine der Hauptursachen für viele der heutigen IT-Sicherheitsvorfälle. Sicherheitssysteme sind oft zu kompliziert, zeitaufwändig und fehleranfällig. Seit mehr als einem Jahrzehnt versuchen Forscher im Bereich der benutzbaren Sicherheit (USEC), diese Probleme zu bekämpfen, indem sie interdisziplinäre Forschung betreiben, die sich auf die Ursachen der Probleme der Endbenutzer und auf die Schaffung benutzbarer Sicherheitsmechanismen konzentriert.

Unsere Gruppe konzentriert sich insbesondere auf die menschlichen Faktoren von Experten wie IT-Administratoren und Entwicklern, da viele der katastrophalsten Sicherheitsvorfälle nicht von Endbenutzern, sondern von Entwicklern oder Administratoren verursacht wurden. Heartbleed und Shellshock wurden beide von einzelnen Entwicklern verursacht und hatten dennoch globale Auswirkungen. Der jüngste Sony-Hack kompromittierte eine gesamte multinationale IT-Infrastruktur und veruntreute unbemerkt über 100 TB an Daten. Im Grunde wird jede Software-Schwachstelle und jedes falsch konfigurierte System durch Fehler von Entwicklern oder Administratoren verursacht.

Wir untersuchen diese Art von Vorfällen und entwickeln Strategien, um sie in Zukunft zu verhindern.

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Ansprechperson
Prof. Dr. Matthew Smith
Universität Bonn, Institut für Informatik IV
Friedrich-Hirzebruch-Allee 8
53115 Bonn                                                                                                                          

Prof. Dr. Matthew Smith ist Informatik Professor an der Universität Bonn und Leiter der Abteilung »Usable Security & Privacy« (USP) am Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE.

Das Institut für Informatik 4 ist strategischer Partner des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE.

Die AG forscht und lehrt unter der Leitung von Prof. Dr. Michael Meier zu Themen der IT-Sicherheit und des technischen Datenschutzes. Aktuell beschäftigt sie sich u.a. mit folgenden Themen:

Verteiltes Kooperatives Sicherheitsmonitoring
- Daten- und Vertraulichkeitsschutz beim Sicherheitsmonitoring
- Logdaten-Pseudonymisierung / Pseudonymisierungstechniken
Anomalieerkennung
- Erkennung und Analyse von Internet-Routing-Anomalien
- Intrusion-Detection & -Prevention
Sicherheit in der Gebäudeautomation
- Verkehrsnormalisierung
- Angriffserkennung und Data Leakage Protection
- Gebäudeautomations-Penetration-Testing
IT-Sicherheits-Awareness
- Messung innerhalb von Unternehmen
- Systematisches Awareness-Penetration-Testing
Threat Intelligence
- Situational Awareness & Early-Warning-Systems
- Maßnahmen zur automatischen Selbstverteidigung
Angewandte Kryptographie
- Anwendung homomorpher Verschlüsselungsverfahren im
  technischen Datenschutz und Privacy.

Gruppenleiter
Prof. Dr. Michael Meier
Frauenhofer FKIE / Institut für Informatik IV
Raum: 1.019
Friedrich-Hirzebruch-Allee 5
53115 Bonn

Prof. Dr. Michael Meier ist Inhaber des Lehrstuhls für IT-Sicherheit am Institut für Informatik der Universität Bonn und Leiter der Abteilung Cyber Security bei Fraunhofer FKIE.

Das Institut für Informatik 4 ist strategischer Partner des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE.

Unter der Leitung von Prof. Dr. Frank Kurth (Fraunhofer FKIE) beschäftigen wir uns mit konkreten Anwendungen in den Bereichen Audio- und Sprachsignalverarbeitung, Mustererkennung und Multimedia Information Retrieval.

In unseren Forschungen versuchen wir, auf einem soliden Fundament von Theoretischer Informatik, Algorithmik und Angewandter Mathematik allgemeine Lösungsmethoden herauszuarbeiten und in konkreten Prototypen umzusetzen. Dabei bauen wir auf Ergebnissen der Forschung der Arbeitsgruppe Multimediasignalverarbeitung von Prof. Dr. Michael Clausen (im Ruhestand) auf.

Ansprechperson
Prof. Dr. Frank Kurth
(Universität Bonn, Institut für Inforamtik IV)
Fraunhofer FKIE
Fraunhoferstraße 20
D-53343 Wachtberg

Prof. Dr. Frank Kurth ist Forschungsgruppenleiter am FKIE und außerordentlicher Professor an der Universität Bonn. Er leitet dort die Arbeitsgruppe »Audiosignalverarbeitung« am Institut für Informatik IV, Sicherheit und Vernetzte Systeme.

Das Institut für Informatik 4 ist strategischer Partner des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE.

Sensordaten- und Informationsfusion

Ansprechperson
Prof. Dr. Wolfgang Koch
Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE
Fraunhoferstraße 20
53343 Wachtberg

Prof. Dr. Wolfgang Koch ist außerordentlicher Professor an der Universität Bonn, Leiter der Arbeitsgruppe "Sensor Data and Information Fusion" am Institut für Informatik IV, Sicherheit und Vernetzte Systeme und Leiter der Abteilung "Sensordaten- und Informationsfusion" am Fraunhofer FKIE.

Das Institut für Informatik 4 ist strategischer Partner des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE.

Our group is part of the Chair of Intelligent Analysis and Information Systems (Prof. Dr. Stefan Wrobel) and jointly led by Prof. Dr. Stefan Wrobel and Prof. Dr. Christian Bauckhage.

Our group focuses on the neighboring subfields of computer science known as machine learning (ML), artificial intelligence (AI), and knowledge discovery in databases (KDD, sometimes referred to simply as data mining).  For us, these fields include on the one hand the automated analysis of large data sets using intelligent algorithms that are capable of extracting from the collected data hidden knowledge in order to produce models that can be used for prediction and decision making.  On the other hand, they also include algorithms and systems that are capable of learning from experience and adapting to their environment or their users.

Given the enormous growth of collected and available data in companies, industry and science, techniques for analyzing such data are becoming ever more important.  Today, data to be analyzed are no longer restricted to sensor data and classical databases, but more and more include textual documents and webpages (text mining, Web mining), spatial data, multimedia data, relational data (molecules, social networks).

Research in knowledge discovery and machine learning combines classical questions of computer science (efficient algorithms, software systems, databases) with elements from artificial intelligence and statistics up to user oriented issues (visualization, interactive mining). In our work, we strive to combine theoretical and technical advances in research with real-world applications to show that things really work.

Our group is part of the Chair of Intelligent Analysis and Information Systems (Prof. Dr. Stefan Wrobel) and thus carried by two institutions, namely the computer science department of the University of Bonn, where we are part of Informatik III, and Fraunhofer IAIS, the Fraunhofer Institute for intelligent analysis and information systems, where Prof. Wrobel is also director. 

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Ansprechperson
Prof. Dr. Stefan Wrobel
Prof. Dr. Christian Bauckhage
Universität Bonn, Institut für Informatik
Friedrich-Hirzebruch-Allee 8
53115 Bonn

Prof. Dr. Stefan Wrobel ist Professor für Informatik an der Universität Bonn und Leiter des Fraunhofer-Instituts für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS. Außerdem ist er geschäftsführender Direktor des Bonn-Aachen International Center for Information Technology (b-it) und Co-Direktor des Lamarr-Instituts für Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz.

Prof. Dr. Christian Bauckhage ist Professor für Informatik (Mustererkennung) an der Universität Bonn und Lead Scientist für Maschinelles Lernen am Fraunhofer IAIS. Außerdem ist er Co-Direktor des Lamarr-Instituts für Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz.

Die Gruppe von Prof. Kaupp ist an die Universität Bonn umgezogen.

Unsere Arbeitsgruppe untersucht die Signalverarbeitung in Zellen. Wir wollen verstehen, wie Zellen Reize detektieren und in eine physiologische Antwort umwandeln. Die zelluläre Signalwandlung ist ein faszinierendes Forschungsgebiet, auf dem weltweit viele Wissenschaftler arbeiten. Ein tiefgreifendes Verständnis dieser komplexen Fragestellung erfordert den Einsatz modernster biologischer, chemischer und physikalischer Techniken. Deshalb arbeiten in unserer Gruppe Biologen, Chemiker und Physiker eng zusammen. 

Insbesondere untersuchen wir die Signalwandlung in Sinneszellen und Spermien. Sehzellen in der Netzhaut des Auges erzeugen ein elektrisches Signal mithilfe einer Kette biochemischer Reaktionen. Riechzellen reagieren auf Duftstoffe ebenfalls mit einem elektrischen Signal. Wir möchten die molekularen Mechanismen der Signalwandlung aufklären, insbesondere die Struktur, Interaktion und Funktion der Signal Proteine. Besonders intensiv untersuchen wir Rezeptoren, Ionenkanäle und Transporter. Zu den Rezeptoren gehören das Sehpigment Rhodopsin und Chemorezeptoren; zu den Ionenkanälen gehören die zyklischen Nukleotid-gesteuerten (CNG)-Kanäle aus Sehzellen und die Schrittmacherkanäle (HCN-Kanäle) im Herzen und Gehirn; zu den Transportern gehört der Natrium/Protonen-Austauscher. 

Der Erfolg der Befruchtung hängt davon ab, ob Spermien die Eizelle finden. Spermien schwimmen mithilfe eines Flagellums. Auf deren Weg zum Ei orientieren sie sich an chemischen Lockstoffen (Chemotaxis) oder physikalischen Reizen, etwa Temperaturunterschiede im Eileiter (Thermotaxis) oder Fließgeschwindigkeiten im umgebenden Milieu (Rheotaxis). Das „Sinnesorgan“ mit dem Spermien die Reize registrieren ist hauptsächlich der Spermienschwanz, der auch als Steuerruder dient mit dem sie navigieren. Obwohl Lockstoffe durch ähnliche Mechanismen registriert werden wie Duftstoffe oder Licht in Riech- bzw. Sehzellen, verwenden Spermien spezielle Signalmoleküle, die in anderen Zellen nicht vorkommen. Diese Moleküle sehen, flüchtig betrachtet, wie alte Bekannte aus, die man aus Sinnes- bzw. Herzzellen oder aus Neuronen kennt. Sie besitzen aber völlig andere Eigenschaften und dienen anderen physiologischen Funktionen. Wir untersuchen die zellulären Signalwege und -proteine, in Spermien von Seeigeln, Zebrafischen, Lachs, Hering, Aal, Mäusen und Menschen.  

Schließlich entwickeln wir optische Schalter, die für die photonische Steuerung von Rezeptoren und Ionenkanälen eingesetzt werden. Es handelt sich um "Trojanische Pferde", die in die Zelle eingeschleust werden und die mithilfe von Licht Signalmoleküle im Innern der Zelle freisetzen. Mithilfe dieser Trojanischen Pferde kann die zelluläre Signalwandlung zeitlich und räumlich genau verfolgt werden. Diese sogenannten caged compounds in Verbindung mit schnellen Misch- und Quenchtechniken werden auch eingesetzt, um Konformationsänderungen in Proteinen zeitlich und räumlich zu verfolgen.

Gruppenleiter
Prof. Dr. rer. nat. U. Benjamin Kaupp, Molekulare Neurosensorik
Ludwig-Erhard-Allee 2
53175 Bonn

Prof. Dr. Benjamin Kaupp ist Senior-Professor am LIMES-Institut der Universität Bonn und
Emeritus Direktor Molekulare Neurosensorik am Max-Planck-Institut für Neurobiologie des Verhaltens – caesar.


Exzellenzcluster

Seit Januar 2019 hat die Universität Bonn sechs Exzellenzcluster, mehr als jede andere Hochschule in Deutschland. 

Transdisziplinäre Forschungsbereiche

Innovationsräume in Forschung und Lehre – das sind die sechs Transdisziplinären Forschungsbereiche (Transdisciplinary Research Areas, TRAs) der Universität Bonn.

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