Bioinformatik und Statistik

Die Brücke zwischen Daten, Baubiologie und Wohngesundheit

Innerhalb des TTZ Baubiologie und Wohngesundheit liegt unser Forschungsschwerpunkt auf der Implementierung Künstlicher Intelligenz (KI), biostatistischer und bioinformatischer Methoden als datenanalytisches Kernstück. Wir unterstützen die Gewinnung aussagekräftiger Erkenntnisse aus Umweltdaten, durch rigorose statistische Modellierung, bioinformatische Analysen und die innovative Anwendung von Maschinellem Lernen und Künstlicher Intelligenz voranzutreiben.

Unsere Mission:

• Wir bieten robuste statistische und computergestützte Unterstützung für alle Forschungsaktivitäten innerhalb des Zentrums, einschließlich Grundlagenforschung, angewandter Forschung und Transfer.

• Wir entwickeln KI-gestützte Modelle, um die komplexen Zusammenhänge zwischen Baumaterialien, Innenraumumgebungen und menschlicher Gesundheit zu entschlüsseln.

• Wir erleichtern den Transfer von Forschungsergebnissen in praktische Anwendungen, um Baustandards, Materialentwicklung, Gebäuderegelung und Initiativen im Bereich der öffentlichen Gesundheit zu informieren.

Unser Forschungsschwerpunkt

• Auswirkungen von Baumaterialien und Innenraumluftqualität auf die menschliche Gesundheit: Wir entwickeln statistische Modelle, um die Zusammenhänge zwischen spezifischen Gebäudefaktoren und Gesundheitswirkungen wie Atemwegserkrankungen, Allergien, sowie psychischen und kognitiven Funktionen zu quantifizieren.

• Personalisierte Bauökologie: Wir nutzen maschinelles Lernen, um die individuelle Anfälligkeit für gebäudebezogene Expositionen zu identifizieren und so maßgeschneiderte Interventionen und Gebäudedesigns, sowie personalisierte Regelung des Heizungs-, Kühlungs- und Lüftungssystems zu informieren.

• Entwicklung neuer diagnostischer Werkzeuge: Wir wenden Bioinformatik und KI an, um Biomarker für gebäudebezogene Erkrankungen zu identifizieren, was zur Entwicklung schneller und genauer diagnostischer Tests führt.
• Optimierung von Materialauswahl, Gebäude-Design und -Regelung: 

- Wir verwenden kausalanalytische und prädiktive Modellierung, um die Auswirkungen verschiedener Gebäudedesign- und Materialvarianten auf die Umweltqualität in Innenräumen (IEQ, IAQ) und die menschliche Gesundheit zu bewerten und Optimierungsempfehlungen abzuleiten. 

- Wir entwickeln personalisierbare und auf die Verbesserung der menschlichen Gesundheit abzielende Regelungsansätze für Heizungs-, Kühlungs- und Lüftungssysteme.

Unsere Expertise

• Biostatistik: Wir sind spezialisiert auf die Konzeption und Analyse von epidemiologischen Studien, klinischen Studien und Umweltexpositionsbewertungen. Unsere Expertise umfasst:
  • Regressionsmodellierung (linear, logistisch, Überlebensanalyse)
  • Paneldatenanalyse
  • Spatial statistics

• Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz: Wir entwickeln baubiologische Analyse- und Prädiktions-Tools basierend auf künstlicher Intelligenz:
  • Deep-Learning-Modelle zur Analyse komplexer Zeitreihendaten, beispielsweise von Luftqualitätssensoren.
  • Prädiktive Modelle für gesundheitliche Auswirkungen verschiedener Expositionen in Innenräumen.
  • Algorithmen zur Identifizierung neuer Biomarker für gebäudebezogene Erkrankungen.
  • Maschinelles Lernen-basierte Bildanalyse zur Materialcharakterisierung und Schimmelpilzerkennung.

• Datenintegration und Visualisierung: Wir integrieren vielfältige Datensätze aus verschiedenen Quellen und erstellen umfassende und interpretierbare Visualisierungen als Basis erkenntnisorientierter Forschung.

• Bioinformatik: Wir nutzen computergestützte Tools zur Analyse von biologischen, high-throughput Daten, darunter:
  • Genomik (DNA-Sequenzierung, Variantenanalyse)
  • Transkriptomik (RNA-Sequenzierung, Genexpressionsanalyse)
  • Metabolomik- und Mikrobiomanalyse

Unser Engagement für den Technologie-Transfer:

• Wir arbeiten im Rahmen des TTZ aktiv mit Architekten, Ingenieuren, Materialwissenschaftlern und Experten des Gesundheitswesens zusammen, um unsere Forschungsergebnisse in praktische Lösungen umzusetzen.
• Wir veröffentlichen unsere Forschung in internationalen Journalen sowie Präsentationen auf wissenschaftlichen Konferenzen und Workshops für Fachleute aus der Industrie.

Durch die Kombination rigoroser statistischer Analysen, Datenintegration, Bioinformatik und der transformativen Kraft der KI treibt unser Forschungsschwerpunkt KI, Biostatistik und Bioinformatik Innovationen in der Baubiologie voran und verbessert die Wohngesundheit.