Studentská grantová soutěž - předchozí roky

Uživatelsky adaptivní systémy II

SP2012/75

Srovnal Vilém prof. Ing., CSc.

01. 01. 2012 - 31. 12. 2012

Idea Uživatelsky Adaptivních Systémů (UAS) je založena na interakcích mezi uživatelem a systémem (např. pomocí jeho mobilního zařízení). Taková interakce muže spočívat v reakcích na uživatelsky nedeklarované požadavky. Takové požadavky jsou založeny na současném prostředí uživatele a jeho biologických či emocionálních stavech (např. Kde jsem? Co teď cítím? Jsme v pořádku? atd.). Na takové „uživatelské otázky“ je možné odpovědět pomocí senzorů na těle uživatele nebo v uživatelských zařízeních. S pomocí mobilního zařízení můžeme získat polohu uživatele (např. jeho současná pozice, predikovaná budoucí pozice v čase, jeho pohyb či sledování, atd.). Bio-senzory na těle uživatele mohou detekovat některá důležitá biomedicínská data, která mohou být použita pro určení emočního stavu uživatele v kontextu okolního prostředí. Kombinací uživatelských požadavků (at již zadaných či predikovaných) ve spojení s dalšími zdroji znalostí a chování uživatele muže být vytvořen sofistikovaný informační systém založený na principech a architektuře uživatelsky adaptivního systému (UAS). Přínos UAS je možné nalézt ve zvýšeném uživatelském komfortu při přístupu k systému pres definované adaptivní rozhraní mobilního či stolního zařízení. Projekt navazuje na předchozí SGS projekty řady Biomedicínské inženýrské systémy III a IV a Mobilní biotelemetrický systém - Guardian II, kterých se řešitelé aktivně účastnili. Dříve dosažené výsledky a znalosti chceme v tomto projektu využít pro další vývoj jednotlivých částí Uživatelsky Adaptivních Systémů v několika specifických směrech, které jsme počali řešit již v předchozím SGS projektu: 1. První oblastí je kontinuální sledování polohy uživatelů (pacientů) pro oblasti rekonvalescence pacientu při zátěžových testech na běžecké dráze či v lesním terénu (použití v lázních Teplice nad Bečvou), nebo v oblasti domácí péče pro vzdálené sledování a monitoring pacientů (především dětí) a záznam jejich EEG, EKG při nastalé anomálii (ve spolupráci s FNSP Ostrava). 2. Cílem druhé části projektu je vývoj a implementace plánovacího algoritmu pro mobilní robotické jednotky fungující na paradigmatu SIM (Sensing-Inteligence-Motion) s uvažováním dynamiky řízené mobilní robotické jednotky. Tato část projektu navazuje i na předchozí práce realizované v rámci diplomových prací a v rámci SGS 2010/165. 3. Třetí oblastí je návrh algoritmu pro přesné měření frekvenčních komponent z diskrétního frekvenčního spektra signálu. Byla navržena nová metoda, která kombinuje amplitudové a fázové spektrum takovým způsobem, že je možno deterministicky určit frekvenci periodického signálu za hranicí přesnosti danou diskretizací, přičemž tuto metodu lze použít i pro signál s více složkami (polyfonie). Cílem je navrhnout a realizovat algoritmus pro ověření této metody a srovnání s konvenčními způsoby. V průběhu předchozích projektů dosáhl řešitelský tým i díky finanční podpoře z agentury SGS celé rady kvalitních publikačních výstupu na prestižních mezinárodních konferencích, které bychom rádi dále rozšířili. Za posledních pět let se nám podařilo publikovat 8 článků v impaktovaných časopisech, přes 30 článků jako kapitoly ve Springer Lecture Notes (série LNCS, LNAI, LNICST, IFIP, IFMBE) a dalších více než 50 článků na ostatních konferencích (IEEE, IFAC, atd.). Celkem tedy více jak 80 článků, které jsou, nebo budou indexovány na Thomson ISI webu. Dalších více než 20 publikací je indexováno na ostatních významných indexech (Scopus, Inscpec, DBLP, IEEE Xplore).

Ing. Vilém Srovnal, Ph.D.
Ing. Jiří Kotzian, Ph.D.
doc. Ing. Michal Prauzek, Ph.D.
prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
Ing. Petr Wágner
Ing. Karel Vlach
Ing. Dalibor Janckulík
Ing. Jan Kordas
Ing. Viktor Michna
Ing. Leona Motalová
Ing. Jakub Jirka
doc. Ing. Jaromír Konečný, Ph.D.
Ing. Lukáš Černohorský

Cílem projektu je dále rozvíjet a inovovat řešení, která byla realizována v předchozích letech, případně vyvíjet zcela nová řešení na základě dříve nabytých znalostí. Projekt navazuje na SGS projekty: Uživatelsky adaptivní systémy, Biomedicínské inženýrské systémy III, IV, VI a Mobilní biotelemetrický systém - Guardian II v rámci SGS 2007 až 2011. Rozšíření a inovace stávajících řešení budou spočívat v těchto základních směrech:
1. Kontinuální sledování polohy uživatelů/pacientu
2. Adaptivní plánování trajektorie mobilních robotických jednotek
3. Metoda přesného určení frekvence periodického signálu

Výstupy projektu je možno rozdělit do několika oblastí:
• Průběžně dosažené výsledky budou prezentovány formou publikací na prestižních mezinárodních konferencích Springer (série LNCS, LNAI, LNICST, IFIP, IFMBE) a IEEE, které budou indexovány v databázi Thomson ISI Proceedings. Ocekáváme přibližně 10 kvalitních výsledků. Již nyní máme přijaté 2 články na konferenci ACIIDS 2012 (Springer LNAI).
• Funkčnost jednotlivě vyvinutých částí bychom chtěli ověřovat prakticky formou měření a testování vyvinutého řešení na pacientech v prostorách Fakultní Nemocnice Ostrava-Poruba. Očekáváme získání velmi zajímavých kolekcí dat, po jejichž analýze bychom chtěli dosažené výsledky publikovat formou impaktovaných článků (Thomson Journal Citation Report).

• Témata disertačních prací, které mají studenti doktorského studia (Jaromír Konecný, Jakub Jirka, Dalibor Janckulík a Leona Motalová) vypsány u svých školitelů doc. RNDr. Jindřicha Černohorského, CSc. a prof. Ing. Viléma Srovnala, CSc., jsou přímo v oblastech, které budou tito studenti řešit na SGS projektu a dojde tedy ke značnému rozpracování jejich disertačních prací.
• Jednotlivé části projektu budou také použity jako základní podklady pro žádosti o projekty FRVŠ, které budou podávat taktéž zmínění studenti doktorského studia.
• Odpovědný řešitel SGS projektu Ing. Ondrej Krejcar, Ph.D. bude na základě výsledků SGS projektu podávat žádost o grant GACR.