BMFTR Collaborative Research Projects at the University of Bonn

Coordinator

Prof. Dr. Uwe Deppenmeier
Institut für Mikrobiologie und Biotechnologie
Meckenheimer Allee 168
53115 Bonn

Summary

Das Verbundvorhaben Sweethoven-Biotech zielt darauf ab, eine natürliche Zuckeralternative zu entwickeln, die Süße, Nachhaltigkeit und gesundheitliche Vorteile vereint. Angesichts der zunehmenden Verbreitung Zucker-assoziierter Erkrankungen liegt der Fokus des Projekts darauf, einen fundamentalen Beitrag zur Verbesserung der Ernährung und Gesundheit zu leisten. In vorangegangenen, vom BMBF geförderten Projekten wurden vier Biokatalysatoren identifiziert, die
pflanzliche Zuckermoleküle auf neuartige Weise umwandeln. Dabei entstehen natürliche Zuckerderivate wie Levan-FOS, Levanbiose und Cellobiofructose, die einen süßen Geschmack mit den gesundheitsfördernden Eigenschaften von Ballaststoffen kombinieren. Sie sind kalorienarm, fördern gutartige Darmbakterien und wirken sich positiv auf zahlreiche Körperfunktionen aus.
Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal des Vorhabens liegt in der erstmaligen Möglichkeit, die
erschlossenen Zuckeralternativen in industriell relevanten Mengen und hoher Reinheit herzustellen – ein Durchbruch, der bisherige technische Hürden überwindet. Nun gilt es, das technologische und
wirtschaftliche Potenzial dieser Süßungsmittel systematisch zu prüfen, deren Alleinstellungsmerkmale gegenüber dem Stand der Technik zu definieren und durch umfassende Produktpatente abzusichern. Gezielte Marktanalysen und Pilotanwendungen mit Industriepartnern und Verbrauchergruppen sollen die Akzeptanz der Zuckeralternative in verschiedenen Zielmärkten prüfen und deren Marktfähigkeit bewerten. Diese Erkenntnisse sind entscheidend für die Produktpositionierung und die systematische Erschließung von Anwendungen in der Lebensmittelindustrie. Das Vorhaben besitzt hohe gesellschaftliche Relevanz und unterstützt die Nationale Reduktions- und Innovationsstrategie für Zucker, Fette und Salze, indem es gesündere und nachhaltigere Ernährungsweisen fördert. Sweethoven-Biotech bietet damit eine vielversprechende Perspektive für Verbraucher*innen und die Lebensmittelindustrie.

Duration

01.11.2025 - 31.10.2028

Website

Coordinator

Prof. Dr. Elena Demidova
Institut für Informatik
Friedrich-Hirzebruch-Allee 5
53115 Bonn

Summary

In der heutigen vernetzten Welt, in der medizinische Geräte zunehmend digitale Technologien und
Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) integrieren, um die Lebensqualität von Patienten zu verbessern, steigt auch das Risiko von Cyberangriffen. Gleichzeitig eröffnen KI-basierte Methoden neue Möglichkeiten, um medizinische Systeme und Daten in Echtzeit vor Cyberangriffen zu schützen. Das Forschungsprojekt SecureNeuroAI zielt darauf ab, IT-sichere und rechtlich konforme KI-basierte Cybersecurity-Lösungen zu entwickeln, um die IT-Sicherheit solcher medizinischen Geräte, die KI-Methoden zur Erkennung von lebensbedrohlichen Zuständen in Echtzeit verwenden, zu gewährleisten. Wichtig ist hierbei der Schutz des Einzelnen vor ständigen Warnungen, die durch gezielte Manipulationen der Geräte entstehen können, die das Vertrauen in diese lebensrettenden Geräte untergraben. Die Manipulationen können ebenso dazu führen, dass die korrekten Warnungen durch Cyberangriffe gezielt unterdrückt werden. Dadurch wird die Sicherheit der Anwender:innen gefährdet, beispielsweise, indem Patient:innen sich nicht rechtzeitig in
Sicherheit bringen. Weiterhin ist auch eine Überlastung von Rettungsketten durch gleichzeitige Fehlalarme zahlreicher Geräte, ausgelöst durch Cyberangriffe, denkbar. Als Cyberangriff bezeichnen wir im Kontext des Projekts eine gezielte Manipulation des KI-Workflows, einschließlich der Daten und der KI-Modelle, die zur Anfallserkennung eingesetzt werden.

Duration

01.07.2025 - 30.06.2028

Coordinator

Prof. Dr. Bernhard Ketzer
Physikalisches Institut
Nußallee 14-16
53115 Bonn

Summary

AMBER (NA66) ist ein kürzlich genehmigtes Fixed-Target-Experiment am M2-Strahl des CERN SPS, das weltweit einzigartige Messungen im Bereich der Hadronenstruktur und -spektroskopie durchführen wird. Als Nachfolger des erfolgreichen COMPASS-Experiments benutzt es dafür einen Großteil des existierenden Magnetspektrometers, verbessert durch Upgrades und ergänzt durch neue Detektorkomponenten, um den Anforderungen des neuen Physikprogramms gerecht zu werden. Das Physikprogramm von AMBER geht dabei wesentlich über das bisherige COMPASS-Programm hinaus und ist in zwei Phasen aufgeteilt. Phase 1 wurde im Dezember 2020 von den CERN-Gremien genehmigt und umfasst drei physikalische Fragestellungen: (i) die Messung des Produktionswirkungsquerschnitts von Antiprotonen an Helium über einen weiten Energiebereich; (ii) die präzise Messung des Proton-Formfaktors bei kleinen Impulsüberträgen mit einem hochenergetischen Myonenstrahl; (iii) die Bestimmung der Pion- und Kaon-PDFs durch Drell-
Yan- und Charmonium-Produktionsmessungen mit negativen und positiven Mesonenstrahlen. Die
Messungen zu Phase 1 beginnen im Jahr 2023 und erstrecken sich über einen Zeitraum von ca. 5 Jahren. Phase 2 wird sich auf Messungen mit einem intensiven Kaonstrahl fokussieren. Dazu gehören Messungen zur Spektroskopie von seltsamen Mesonen, Messungen zur Quark- und Gluonstruktur von Kaonen über Kaon-induzierte Produktion von prompten Photonen, die Bestimmung von Niederenergie-Parametern des Kaons in ultra-weichen Kollisionen mit Kernen, sowie die Messung von Meson-Ladungsradien in inverser Kinematik. Die Beiträge der deutschen Gruppen zu AMBER erstrecken sich schwerpunktmäßig über die bereits im Rahmen von COMPASS nachgewiesenen Kompetenzen:
- Spurrekonstruktion mit szintillierenden Fasern und mikrostrukturierten Gasdetektoren,
- Umstellung auf eine triggerlose, ereignisgetriebene Datenerfassung,
- die Entwicklung von High-Level-Triggering Algorithmen.

Duration

01.07.2024 - 30.06.2027

Website

Coordinator

Prof. Dr. Florian Bernlochner
Physikalisches Institut
Nussallee 12
53115 Bonn

Summary

Das übergeordnete Ziel des Projekts besteht darin, den Belle II PIxeldetektor (PXD2) in der kommenden Förderperiode in Betrieb zu nehmen, die Entwicklung eines neuen Vertexdetektors für die Datennahme mit hoher Luminosität von Belle II, Arbeiten im Zusammenhang mit der Kalibrierung der Belle II-Daten sowie die Analyse der großen Datensätze von B-Mesonen bei Belle II, um unser Verständnis der Physik bei den höchsten Skalen voranzutreiben.

Duration

01.07.2024 - 30.06.2027

Website

Koordinator

Prof. Dr. Ralf Pude
Nachhaltigkeitscampus Klein-Altendorf (CKA)
Klein-Altendorf 2
53359 Rheinbach

Zusammenfassung

In START wird die zukünftige, autarke und nachhaltige Pflanzenproduktion in geschlossenen Deep Water Culture-Systemen untersucht. Ziel ist es, zu zeigen, dass es mit modernen technologischen Lösungen eine energieautarke regional angepasste Produktion mit hochwertigen Lebensmitteln geben kann. Langfristig soll so auch die Ernährungslage in Hinblick auf die Mikronährstoffversorgung in westafrikanischen Ländern verbessert werden.

Laufzeit

01.04.2023 - 31.03.2027

Website

Co-Coordinator

Prof. Dr. Achim Hörauf
University Hospital Bonn
Venusberg-Campus 1
53127 Bonn

Summary

TAKeOFF consortium brings together international experts (from five research institutions) in filarial infections. This collaboration is aimed at tackling the obstacles to fight filariasis and podoconiosis diseases, hence the acronym TAKeOFF. Filariasis is one of the neglected tropical diseases (NTD) caused byfilarial nematodes and more than 200 million people are parasitized world-wide. To address the filariasis and podoconiosis diseases, this consortium was established to provide both innovative treatment and morbidity management strategies which are of utmost importance in improving the care of patients, reducing suffering; and the prevention of morbidity, stigmatization and economic losses. Towards the advancement of the GPELF goals, this consortium seeks to establish a filarial clinical trial and research platform (F-CuRE) to address patient needs.

Duration

01.03.2023 - 29.02.2028

Website

Coordinator

PD Dr. Sven Zenker

Universitätsklinikum Bonn
Venusberg-Campus 1
53127 Bonn

Summary

Ziel des Verbundes ACRIBiS ist die Verbesserung der individuellen Risikobewertung bei der Vorbeugung, Diagnostik und Behandlung von Herz- und Kreislauferkrankungen. Hierzu werden an 15 Partnerstandorten von 4.500 Patienten klinische Aufzeichnungen mit Biosignal-Analysen (z.B. EKG) kombiniert. Die Etablierung der Biosignal-Analysen erfolgt auf der Basis der Infrastruktur der MII, so, dass die Interoperabilität sichergestellt ist. ACRIBiS legt besonderen Wert darauf, Patienten durch Bereitstellung einer interaktiven Risikovisualisierung in Form einer App in die Risikobewertung einzubeziehen.

Langfristiges Ziel der MII ist es, ein leistungsfähigeres, digital vernetztes Gesundheitssystem zu schaffen, das ärztliches Personal, Forschende und Erkrankte dabei unterstützt, Krankheiten besser und früher zu erkennen und die für jede Einzelperson bestmögliche Therapie zu finden.

Duration

2023 - 2027

Website

Coordinator

Dr. Tina Beuchelt
Zentrum für Entwicklungsforschung
Genscherallee 3
53113 Bonn

Summary

Land management and the securing, use, control and governance of land-related natural resources is one of the key drivers for sustainable development in Africa. Sustainable land management should contribute to food security, adaptation of agriculture and forestry to climate change, nature and environmental protection, and be organized in a way that contributes to social justice. Since October 2022, the German Research Ministry (BMBF) is supporting four regional research and development (R&D) projects that will contribute to this aim.

INTERFACES is a support project that will support the BMBF-funded regional projects in their endeavor to drive change for sustainable land management in Sub-Saharan Africa. It will do so through impact-driven support activities which build on networking for the regional projects, science communication, social learning processes and capacity development, and by complementary transfer analyses that enable or facilitate the implementation as well as improve the relevance and outreach of the regional projects' research-based findings.

To achieve changes towards sustainable land management, a fundamental reorganization is needed across technological, economic, political, institutional and social factors, including paradigms, goals and values. Changes must be gender-responsive and socially inclusive, which means that implementation pathways for sustainable land management must be based on thorough gender and power analyses and lead to outcomes that benefit both women and men of different ethnicities, ages, classes, and income levels.

Therefore, INTERFACES has four work areas that together strengthen the integration, coherence and reach of the regional projects with regard to sustainable land management: 1. Knowledge synthesis through dialogues about future visions and theories of change for sustainable land management - together with the regional projects and actors from science, policy and practice, 2. Support of innovation and implementation processes by identifying change strategies to bridge knowledge-behaviour gaps, 3. Communication, networking and knowledge management and 4. Education, e.g. through the integration of teaching content into African and German graduate programs. The methods and results of the regional projects find their way into the training of project partners and students with regard to the training of future "change agents".

The outputs from INTERFACES are expected to include scientific and non-scientific publications, the promotion of transdisciplinary research and social learning approaches in order to produce research results that are relevant to practice, the strengthening of already existing networks on land management issues and linking them up with different African networks to further contribute to the implementation of the R&D results in the area of land management. Finally, INTERFACES will anchor implementation-oriented research in education and training.

Duration

01.10.2022 - 30.09.2026

Website

Coordinator

Prof. Dr. Stefan Wrobel
Institut für Informatik
Friedrich-Hirzebruch-Allee 5
53115 Bonn

Summary

Das primäre Ziel des WestAI-Servicezentrums liegt in der Bereitstellung von innovativen Diensten für die Nutzung von KI-Technologien. Dazu bietet das KI-Servicezentrum eine Vielzahl von Services an wie beispielsweise der einfache Zugang zu skalierbaren KI-Rechnerinfrastrukturen, Beratungsdienstleistungen für den erfolgreichen Einsatz von KI in Wissenschaftsorganisationen und Unternehmen, Weiterbildungsangebote und der Zugang zu KI-basierten Modellen und Software-Bibliotheken.

Duration

01.11.2022 - 31.12.2027

Website