Projektbeschreibung
Wie regenerative Robotik die Rehabilitation verändern kann
Muskelschäden, die wesentliche Funktionen wie die Bewegung und die Atmung beeinträchtigen, stellen eine große Herausforderung dar. Die Genesung hängt von der Wechselbeziehung zwischen dem neuromuskulären System und dem Immunsystem ab. Während die Entzündung anfangs wichtig ist, um Ablagerungen zu beseitigen, kann die neuromuskuläre Erholung behindert werden, wenn sie andauert. Das Team des ERC-finanzierten Projekts ROBOREACTOR setzt an diesem Punkt an und revolutioniert die Rehabilitationsrobotik. Im Gegensatz zu den üblichen Robotern, die nur unmittelbare Unterstützung bieten, steuert ROBOREACTOR über längere Zeiträume die Muskelentzündung und den Muskelumbau. Im Rahmen dieses Projekts werden Roboter entwickelt, die wochenlang elektromechanische Reize an menschliche Muskeln und Rückenmarksneuronen abgeben. Mithilfe der Integration von Biosignalverarbeitung und Modellierung zielt das Team von ROBOREACTOR darauf ab, neues gesundes neuromuskuläres Gewebe nach neuromuskulären Verletzungen zu regenerieren. Projektintern wird diese Technologie an per Gewebezüchtung erzeugten menschlichen Muskeln in vitro und an Schlaganfallerkrankten in vivo demonstriert.
Ziel
Muscle damage impairs vital functions e.g. movement, respiration. Recovery depends on the long-term interaction between neuromuscular and immune systems. If exposed to regimens of electro-mechanical stimuli, damaged muscles can remodel new structural properties over days. Inflammation at the damage site is initially needed to clear debris but if prolonged, as in many neuromuscular disorders, it may hamper structural remodeling.
Rehabilitation robots such as exoskeletons and neurostimulators can deliver tunable stimuli to muscles. However, although they can compensate for lack of e.g. muscle strength (within seconds), they cannot control for how muscles remodel across days. ROBOREACTOR shifts the paradigm, to control muscle key inflammation and remodeling factors over large time scales, where the knowledge gap is.
1) I will develop robots that deliver electro-mechanical stimuli to fibres and innervating spinal neurons in humans across weeks. By combining biosignal processing and modeling, I will predict how robot-stimuli influence key inflammation and remodeling processes in vivo, with cell-scale resolution.
2) I will engineer human tissues in vitro and develop robots that can expose tissues to the same stimuli experienced by muscles during robotic training in vivo. This will enable modeling subcellular inflammation and remodeling factors, with detail not attained in humans.
3) I will fit subcellular models in vitro and embed them in multi-scale models built in vivo. This will create new model-based controllers to demonstrate how robots optimize for inflammation to enhance, otherwise hampered remodeling. With a focus on neural and muscular dependences in post-stroke subjects, I propose muscle remodeling as a proxy for neuromuscular repair, a new concept in neurorobotics.
This opens to chronic robotic bioreactors, for maintenance of skeletal, cardiac, tubular organs; revisiting fundamental principles of human-robot interaction with broad impact on health.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Technik und Technologie Umweltbiotechnologie Bioremediation Bioreaktor
- Medizin- und Gesundheitswissenschaften Klinische Medizin Physiotherapie
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
7522 NB Enschede
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.