Forschungsgruppen

Research Group Optimization, Robotics and Biomechanics

Der Schwerpunkt der Arbeitsgruppe „Optimierung, Robotik und Biomechanik“ liegt auf der Modellierung, Simulation und Optimierung dynamischer Bewegungen von anthropomorphen Systemen.Andere Forschungsprojekte befassen sich mit der Bewegung von Industrierobotern, Kunstrobotern, Drohnen oder Schwarmrobotern. Aus mathematischer Sicht sind wir insbesondere interessiert an der Entwicklung und Anwendung effizienter numerischer Methoden zur Optimalen Steuerung und inversen Optimalsteuerung sowie der Optimierung komplexer hybrider dynamischer Systeme. Wir entwickeln hierzu effiziente Tools zur realistischen dynamischen Modellierung von Menschen, Robotern oder anderer technischer Systeme mittels dynamischer Mehrkörpersysteme, Muskelmodellen und neural control.

Research Group Bewegung und Training

Im Arbeitsbereich Bewegung und Training werden die naturwissenschaftlichen Teildisziplinen der Sportwissenschaft in den Blick genommen. Hierzu gehören die sportbezogene Trainingslehre, die Bewegungslehre und die Biomechanik. Bei vielen Fragestellungen gibt es dabei enge interdisziplinäre Bezüge zur Sportmedizin und zur Sportpsychologie. In der Lehre liegt der Fokus auf der Transformation der theoretischen und empirischen Befunde in methodisch-didaktisches (präskriptives) Handlungswissen. Das betrifft vor allem Regeln und Prinzipien zur Steuerung motorischer Lernprozesse (Fertigkeitsschulung, Techniktraining) und biologischer Adaptationsvorgänge (Konditionstraining).Die aktuellen Forschungsprojekte sind durch eine große thematische Breite gekennzeichnet, mit einer gewissen Akzentsetzung auf Aspekte des Sports mit Kindern und Jugendlichen.

Resarch Group Image Processing and Modeling

 

Research Group Neuro- and Sensory Physiology

Wir befassen uns mit der synaptischen Hemmung von Neuronen sowie mit der raum-zeitlichen Organisation von Aktivitätsmustern in neuronalen Netzwerken. Neben der normalen Funktion des Nervensystems interessiert uns besonders die Pathophysiologie neurologischer psychiatrischer Erkrankungen, darunter Epilepsie, Depression und Morbus Alzheimer. Für unsere Untersuchungen setzen wir ein breites Spektrum an Methoden der Elektrophysiologie und funktionellen Bildgebung in vitro und in vivo ein.

Institute of Cognitive and Clinical Neuroscience

Unser Forschungsschwerpunkt liegt in der Untersuchung der Interaktion von Gehirn und Verhalten – insbesondere in der Frage, wie Verhalten und Erfahrungen neuronale Prozesse beeinflussen und wie neuronale Prozesse Verhalten und Erfahrung verändern. Ein besonderer Fokus liegt hierbei in der Untersuchung der Rolle von Lern- und Gedächtnisprozessen und assoziierten neuroplastischen Veränderungen des Gehirns bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung psychischer Störungen wie chronischer Schmerz, Angststörungen und pathologisches Altern. Dies beinhaltet experimental-psychologische Ansätze, neuropsychologische Testungen, peripherphysiologische Erhebungen sowie strukturelle und funktionelle Bildgebung und Stimulationsmethoden. Darüber hinaus entwickeln und untersuchen wir Therapieansätze, insbesondere im Hinblick auf die Verhaltenstherapie, auch kombiniert mit pharmakologischer Intervention. Diese schließen Extinktionstraining, sensorisches Diskriminationstraining, Anwendungen in virtueller Realität, Neurofeedback und Gehirn-Computer Schnittstellen mit ein.

Research Group Bewegung bei Demenz

Hinter „Bewegung-bei-Demenz“ steht eine Arbeitsgruppe bestehend aus Sportwissenschaftlern, Ärzten und Psychologen die am Bethanien-Krankenhaus – Geriatrisches Zentrum am Klinikum der Universität Heidelberg arbeiten. Die Arbeitsgruppe entwickelt Trainings- und Therapiekonzepte für ältere Menschen mit demenzieller Erkrankung. Die Konzepte werden wissenschaftlich auf ihre Wirksamkeit überprüft und die gewonnenen Erkenntnisse einer breiten Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt.

Research Group Bewegungsanalyse

Im Bereich Bewegungsanalyse beschäftigen wir uns mit der Beobachtung und der Bewertung von Bewegungsfunktionsdefiziten. Im Vordergrund stehen dabei neurologisch oder orthopädisch bedingte Gangstörungen. Es stehen uns zwei Bewegungslabore zur Verfügung, von denen eines primär für die Krankenversorgung und eines primär für die Bewegungsforschung genutzt wird. Beide Labore sind mit optischen 3D-Bewegungsanalyse-Systemen einschließlich Kraftmessplatten und 16-Kanal-EMG-Geräten ausgerüstet. Wir stellen mit unserem Bereich den Sektionen der Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie bei komplexen orthopädischen und neuroorthopädischen Fällen mit der Durchführung von Instrumentellen 3D-Gang‑ und Bewegungsanalysen ein Diagnostikum zur Verfügung, welches bei der Therapieentscheidung bzw. ‑kontrolle helfen soll. Unsere Forschung dient der Weiterentwicklung dieses Diagnostikums, um in Zukunft unsere Patienten noch zielgerichteter und effektiver behandeln zu können.