Projekti / Programi
ICT4QoL - Informacijsko komunikacijske tehnologije za kakovostno življenje
01. januar 2019
- 31. december 2024
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.08.00 |
Tehnika |
Telekomunikacije |
|
| 2.09.00 |
Tehnika |
Elektronske komponente in tehnologije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T180 |
Tehnološke vede |
Telekomunikacijsko inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
optimizacija vezij, globoke nevronske mreže, zanesljiv prenos, integracija optične in mikrovalovne tehnologije, digitalno zdravje, urgentne komunikacije, zasebnost, internet stvari, nosljivi senzorji, analiza gibanja, biolomehanska povratna vezava, komunikacija človek-stroj, avtonomna vožnja
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
20. marec 2023;
A3 za obdobje 2017-2021
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
531 |
5.245 |
4.664 |
8,78 |
| Scopus |
865 |
8.234 |
7.275 |
8,41 |
Raziskovalci (34)
Organizacije (1)
Povzetek
Osnovni cilj raziskovalnega programa je raziskava možnosti uporabe informacijsko komunikacijskih tehnologij (IKT) pri zagotavljanju večje kakovosti življenja (QoL – Quality of Life) tako posameznikov kot družbe v celoti. V tem okviru bomo izvajali raziskave po celotni vertikali, od optimizacije elektronskih vezij (nosljivih senzorjev, vgrajenih sistemov) in zanesljivih in zmogljivih prenosnih poti (optična vlakna, brezžični prenos), do načrtovanja sistemov in storitev, ki neposredno ali posredno vplivajo na izboljšanje QoL.
Na področju elektronskih vezij se bomo osredotočili na postopke za optimizacijo topologije vezij in generiranje algoritmov z namenom zmanjšanja porabe energije in podaljšanja časa avtonomnosti naprave. S pomočjo gramatične evolucije nameravamo iskati topologije energijsko učinkovitih vezij in algoritmov. Globoke nevronske mreže nameravamo uporabiti v postopkih avtomatizacije načrtovanja vezij in algoritmov.
Za uporabo IKT pri zagotavljanju večje QoL je izredno pomembna tudi zanesljiva komunikacijska infrastruktura. Zadnji metri prenosne poti do uporabnikovega multifunkcijskega terminala danes predstavljajo ozko grlo pri zmogljivosti. Osredotočili se bomo na zmanjševanje zakasnitev, povečavanje pasovne širine in zanesljivosti prenosa, ki jih prinašajo sodobne rešitve konvergence radijskega in optičnega omrežja. Iskali bomo rešitve za dodatno integracijo optičnih in mikrovalovnih tehnologij.
Poleg zanesljivih prenosnih poti so potrebna tudi zmogljiva in zanesljiva komunikacijska omrežja, ki omogočajo povezavo številnih senzorjev in aktuatorjev v internetu stvari (IoT – Internet of Things) . Zazo se bomo ukvarjali z zasnovo storitev pete generacije (5G), ki so prilagojene različnim vertikalnim sektorjem, še posebej na področjih digitalnega zdravja in urgentnih komunikacij, ter z raziskavami tehnologij IoT za podporo operativnega delovanja in terenskih intervencij. Pri tem sta izrednega pomena kibernetska varnost in zagotavljanje zasebnosti, čemer bomo posvetili velik del raziskav.
Razvijali bomo tudi porazdeljena okolja, ki bodo omogočala soustvarjanje inovativnih izdelkov in storitev. Z uporabo asistenčnih IKT bomo podaljševali neodvisno bivanje starejših, z elementi socialne inteligence pa zmanjševali obremenitve zaradi sodobne vsepovezanosti ter omogočali široko uporabo pametnih domov.
Biomehanske povratne vezave z delovanjem v realnem času, ki za svoje delovanje uporabljajo nosljive senzorske naprave, lahko pripomorejo k zvišanju kakovosti življenja na področjih športa, rekreacije in rehabilitacije. Pri tem je izrednega pomena ustrezna, uporabniku prijazna komunikacija med človekom in strojem, zato ji bomo posvetili posebno pozornost, predvsem na področju načrtovanja inovativnih uporabniških vmesnikov v sodobnih in vozilih naslednjih generacij s funkcijami pol-avtonomne in avtonomne vožnje.
Vse raziskave bodo potekale v sodelovanju s številnimi partnerji v akademski sferi, industriji in javnem sektorju.
Pomen za razvoj znanosti
Načrtovanje integriranih vezij je področje, na katerem se dogaja večina razvoja strojne opreme IKT sistemov. Čedalje pomembnejša zahteva je nizka poraba energije in s tem dolga avtonomnost mobilnih naprav. Za popolno avtomatizacijo postopka načrtovanja sta potrebni dve sestavini: avtomatizacija dimenzioniranja vezja (določanje parametrov elementov) in avtomatizacija sinteze topologije vezja. Predvsem slednja še ni zrela in nudi veliko raziskovalnih priložnosti.
Podobne postopke, kot za sintezo topologije vezja, lahko uporabimo tudi za generiranje algoritmov pri čemer se nameravamo osredotočiti na hitrost algoritma, ki se neposredno odraža tudi v energijski porabi mobilne naprave in s tem tudi času njene avtonomnosti.
Optimizacijske postopke uporabljamo tudi za učenje globokih nevronskih mrež, ki predstavljajo eno od najhitreje razvijajočih se področij umetne inteligence in jih lahko uporabimo kot podporo postopku načrtovanja vezij in algoritmov ter v mobilnih napravah za zmanjšanja porabe energije.
Raziskave na področju konvergence optičnega in radijskega omrežja predstavljajo velik izziv. Velike raziskovalne potenciale fotonskih tehnologij, ki se danes s pridom uporabljajo za učinkovit prenos podatkov, se usmerja tudi v izvedbo funkcionalnosti, ki se danes opravljajo v električni domeni. Raziskave bodo potekale v smeri povečevanja funkcionalnosti fotonske tehnologije, ki pokriva širši frekvenčni pas kot radijska tehnologija in je tudi energijsko učinkovitejša zaradi manjšega slabljenja prenosu signalov. Pričakujejo se znanstveni prispevki na področju učinkovitejšega filtriranja motenj, optičnega vzorčenja mikrovalovnih signalov, zmanjšanja faznega šuma, manjšanja drhtenja, usmerjanja snopa antene in zmanjšanja zakasnitev. Raziskave na področju integracije mikrovalovne in fotonske tehnologije v enovita integrirana vezja se bodo soočile z izbiro ustreznih materialov, postopkov izdelave, oblik in funkcionalnosti, ki jih narekuje povečanje kakovosti življenja.
Peta generacija (5G) komunikacijskih tehnologij in storitev predstavlja danes enega najbolj aktualnih znanstvenih, raziskovalnih in razvojnih področij. 5G prinaša nove komunikacijske zmogljivosti, med katere poleg izboljšane prenosne hitrosti in inherentne porazdeljenosti arhitekture sodi predvsem virtualizacija omrežja, ki omogoča sočasno uporabo fizične infrastrukture v različnih sektorjih. S tem povezano so znanstveni izzivi poleg samih tehnoloških zmogljivosti tudi vidiki ustrezno nadzorovane in prilagodljive souporabe virtualizirane komunikacijske infrastrukture in omrežnih storitev ter razvoj modelov souporabe z namenom prilagoditve delovanja 5G infrastrukture specifičnim zahtevam posameznih sektorjev, kot na primer prioritetno zagotavljanje komunikacijskih storitev za potrebe urgentnih služb z možnostjo zagotavljanja distribuirane infrastrukture v primeru obsežnejših nesreč na komercialnem omrežju.
V dobi vedno intenzivnejše informatizacije naših vsakodnevnih aktivnosti postaja vidik načrtovanja storitev in aplikacij eno izmed ključnih področij v IKT, saj predstavlja stik tehnologij z uporabniki. Uporaba IKT za dvig kakovosti življenja še zlasti stopa v ospredje na področju storitev in aplikacij za podporo digitalnega zdravja ter na področju kritičnih komunikacij in podpore delovanja urgentnih služb. Raziskovalni izzivi prepletajo inovativne načine uporabe senzorike ter tehnologij interneta stvari za potrebe izgradnje uporabniku prijaznih in nevpadljivih podpornih storitev. Na obeh aplikativnih področjih pričakujemo znanstvene napredke tudi z vidika inovativnih modalnih interakcij za podporo nove generacije uporabniško usmerjenih storitev in uporabniku prijaznih in nevpadljivih uporabniških vmesnikov.
Razvoj novih tehnologij na področjih miniaturnih senzorjev, nizko-potrošnih mikroelektronskih vezij in gostih senzorskih omrežij ustvarjajo nove pogoje za raziskave sistemov z biomehansko povratno vezavo.
Raziskovalno delo na področju digitalne vključenosti in anali
Pomen za razvoj Slovenije
Zagotavljanje kakovostnega življenja vseh državljanov je primarna naloga vsake družbe in primarni cilj družbeno-ekonomskih procesov. Raziskave v okviru raziskovalnega programa bodo skušale k tem cilju doprinesti čim več. Po eni strani bomo pripomogli h konkurenčnosti naše industrije in s tem večji zaposljivosti in po drugi strani razvijali storitve, ki neposredno izboljšujejo kakovost življenja.
Načrtovanje integriranih vezij je panoga, ki ne zahteva tako velikih vložkov kot njihova izdelava. Konkurenčnost lahko na tem področju dosežemo z boljšimi načrtovalskimi orodji, ki vodijo med drugim tudi do vezij z nižjo porabo energije in do mobilnih naprav z dolgim časom avtonomnosti.
Avtomatizacija razvoja algoritmov je področje, ki je še v povojih. Tudi tukaj gre za dejavnost, ki ne zahteva velikega vložka v opremo, predstavlja pa potencialno smer v katero bo šel razvoj programske opreme v prihodnosti. Omogoča nam tudi, da algoritem optimiziramo na čas izvajanja in s tem zmanjšamo porabo energije ter podaljšamo čas avtonomnosti mobilne naprave. Slednje je pomembna konkurenčna prednost za podjetja, ki se ukvarjajo z razvojem in proizvodnjo mobilnih naprav.
Na globokih nevronskih mrežah temelječi sistemi umetne inteligence v vsakdanji rabi postajajo čedalje bolj pogosti. Že danes jih uporabljajo podjetja kot sta Google in Facebook. Umetno inteligenco na osnovi globokih nevronskih mrež lahko vključimo tudi v postopke načrtovanja vezij in algoritmov za nižjo porabo energije v mobilnih napravah. Z razvojem učinkovitih postopkov učenja lahko zmanjšamo porabo energije med učenjem nevronske mreže in s tem povečamo možnosti za njihovo uporabo v mobilnih napravah, ki zahtevajo nizko porabo energije.
Integracija fotonskih in mikrovalovnih tehnologij bo imela za posledico fizično zmanjšanje komunikacijskih naprav, manjšo porabo energije, povečane izkoristke in zanesljivosti, zmanjšanje neioniziranega sevanja v življenjskem prostoru in učinkovitejšo izrabo frekvenc v milimetrskem območju. Razviti komunikacijski vmesniki bodo zagotavljali nadaljnji razvoj informacijske družbe in njihove fizično zmanjšane dimenzije bodo bistveno prispevale k celostnemu ohranjanju kulturne dediščine, ohranjanju narave in varstvu okolja. Integracija mikrovalovne in fotonske tehnologije v enovita integrirana vezja se v zadnjih letih stopnjuje in pričakuje se ekonomski preboj v svetovnem merilu, ki ga Slovenija nikakor ne sme zamuditi, v kolikor želi še naprej ohranjati pomembno ekonomsko vlogo v svetovnem merilu na področju informacijsko-komunikacijskih tehnologij.
Vpeljava 5G tehnologij in storitev v industrijske sektorje je neizbežna in predstavlja za Slovenijo enega izmed ključnih strateških razvojnih področij, ki odpirajo priložnosti za inoviranje in s tem povezan unikaten poslovni nastop na globalnih trgih. Raziskave na področju specializiranih IKT rešitev za individualne vertikalne sektorje in ponudba uporabniško usmerjenih aplikacij doprinašajo k diferenciaciji in dvigu konkurenčne prednosti ter prinašajo priložnosti za kreiranje novih tržnih niš. Poleg tega nosijo načrtovane aktivnosti na področju inovativne uporabe IKT tehnologij za podporo digitalnega zdravja in urgentnih komunikacij pomembno družbeno komponento, saj predstavljajo prispevek k izgradnji nove generacije ekosistemov zdrave in varne družbe, kar sta dve ključni komponenti kakovostnega življenja.
Pomembna dejavnost v okviru programa je zmanjševanje digitalne ločnice glede dostopnosti storitev in glede rabe storitev za posameznike, podjetja in gospodinjstva. To zmanjševanje vidimo kot naraven korak razvoja (tele)komunikacij ter širše IKT v prihodnosti. Personalizirane storitve in multimodalno obdelavo informacij o uporabniku bomo integrirali tudi v inovativnih učnih aplikacijah na vseh ravneh izobraževanja. Prispevali bomo k razvoju zanesljivega zbiranja, prenosa in obdelave podatkov za potrebe sodobne energetike in pametne industrije. Dober primer so na primer električna vozila (EVs) ali avt
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
