Projekti / Programi
Analiza in sinteza gibanja pri človeku in stroju
01. januar 2004
- 31. december 2008
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.06.00 |
Tehnika |
Sistemi in kibernetika |
|
3.03.00 |
Medicina |
Nevrobiologija |
|
Koda |
Veda |
Področje |
T115 |
Tehnološke vede |
Medicinska tehnologija |
rehabilitacijska robotika, funkcionalna električna stimulacija, sistemi človek stroj, haptični vmesniki, kognitivna povratna informacija, biomehatronika, senzorni in merilni sistemi, hoja, stoja, vstajanje, manipulacija, prijemanje
Raziskovalci (20)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
1. |
02813 |
dr. Tadej Bajd |
Sistemi in kibernetika |
Vodja |
2004 - 2008 |
826 |
2. |
20185 |
dr. Aleš Bardorfer |
Meroslovje |
Raziskovalec |
2005 |
46 |
3. |
20180 |
dr. Imre Cikajlo |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2005 - 2008 |
255 |
4. |
28857 |
mag. Peter Čepon |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Tehnični sodelavec |
2007 - 2008 |
28 |
5. |
26224 |
dr. Justin Činkelj |
Energetika |
Tehnični sodelavec |
2005 - 2006 |
29 |
6. |
28460 |
dr. Aleš Hribar |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Mladi raziskovalec |
2007 - 2008 |
13 |
7. |
12660 |
dr. Roman Kamnik |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2004 - 2008 |
311 |
8. |
21356 |
dr. Timotej Kodek |
Energetika |
Raziskovalec |
2004 - 2008 |
37 |
9. |
27523 |
dr. Tomaž Koritnik |
Sistemi in kibernetika |
Mladi raziskovalec |
2006 - 2008 |
31 |
10. |
23410 |
dr. Gregorij Kurillo |
Sistemi in kibernetika |
Mladi raziskovalec |
2004 - 2005 |
55 |
11. |
19222 |
dr. Jernej Kuželički |
Električne naprave |
Raziskovalec |
2005 - 2008 |
30 |
12. |
14038 |
dr. Zlatko Matjačić |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2004 - 2008 |
369 |
13. |
18182 |
dr. Matjaž Mihelj |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2004 - 2008 |
325 |
14. |
07134 |
dr. Marko Munih |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2004 - 2008 |
721 |
15. |
24473 |
dr. Andrej Olenšek |
Sistemi in kibernetika |
Mladi raziskovalec |
2004 - 2008 |
113 |
16. |
25411 |
dr. Janez Podobnik |
Sistemi in kibernetika |
Mladi raziskovalec |
2005 - 2006 |
107 |
17. |
23975 |
Irena Stanonik |
|
Tehnični sodelavec |
2004 - 2008 |
20 |
18. |
17130 |
Janez Šega |
|
Tehnični sodelavec |
2004 - 2005 |
28 |
19. |
17489 |
Igor Tomšič |
|
Tehnični sodelavec |
2004 - 2008 |
55 |
20. |
21353 |
dr. Mitja Veber |
Sistemi in kibernetika |
Raziskovalec |
2005 - 2008 |
70 |
Organizacije (2)
Povzetek
Interdisciplinarna in interinstitucionalna raziskovalna skupina že vrsto let deluje na področju rehabilitacijske tehnike. V preteklosti se je uveljavila z raziskavami na področju funkcionalne električne stimulacije paraliziranih mišic. Pomemben dosežek je bila sinteza vzorca hoje pri povsem hromi paraplegični osebi. Raziskovalci so objavili vrsto člankov v uglednih revijah, prvo mednarodno monografijo s področja FES, dva slovenska proizvajalca pa proizvajata električne stimulatorje, ki so rezultat razvojnega dela skupine. Raziskave novega petletnega obdobja so usmerjene v rehabilitacijsko robotiko. Temeljijo na izvirni shemi rehabilitacijskega sistema, ki je sestavljena iz treh podsistemov: aktuacijski, senzorski in kognitivni sistem. Aktuacijski sistem poleg že omenjene električne stimulacije predstavljajo originalni robotski sistemi, ki jih poganjajo električni ali hidravlični motorji. Razvijamo multisenzorne sisteme gibanja ekstremitet, ki obsegajo akcelerometre, žiroskope in goniometre. Gibanje zgornjih ekstremitet zaznavamo s haptičnimi vmesniki. Posebne pretvornike smo razvili za merjenje sil prijemanja. Med senzorne sisteme sodijo tudi brezkontaktna optična merjenja gibanja in merjenje rekacijskih sil s pritiskovnimi ploščami in merilnim čevlji. Kognitivno informacijo posredujemo bolniku v obliki zvočnih signalov, senzorne stimulacije, haptične informacije in navideznih okolij prikazanih na računališkem zaslonu. Razvijamo sisteme za urjenje hoje, vstajanja, ravnotežja in stoje, gibanja zgornjih ekstremitet in prijemanja. Predlagani sistemi omogočajo tudi sprotno evalvacijo bolnikovih lokomotornih sposobnosti.
Pomen za razvoj znanosti
Sodobne rešitve v industriji in zdravstvu, vključno z rehabilitacijo, zahtevajo inovacije, napredne visokotehnološke rešitve, prenos celovitih pristopov z drugih področij in sinergijo učinkovitih omrežnih rešitev. V primerjavi z drugimi raziskovalnimi središči v EU in ZDA, ima Slovenija pomembne primerjalne prednosti. Ljubljanska rehabilitacijska inženirska skupina tradicionalno deluje na področju rehabilitacijskih tehnologij z raziskavami in kliničnim sodelovanjem, ki se je gradilo skoraj petdeset let, in ima za posledico novo znanje in prenos dosežkov raziskav v nove izdelke in nove metode. Naša glavna dejavnost je razvoj na področjih rehabilitacije in industrije. Pozornost je usmerjena na naprave in metodologije, ki odpirajo nove možnosti, so prijazne za uporabnika in vsakodnevno uporabo. Program raziskav »Analiza in sinteza gibanja pri človeku in stroju« se zelo dobro sklada s programom Information and Communication Technologies (ICT) v FP7. Naš projekt v FP7 MIMICS STREP poteka že od samega začetka izvajanja FP7. Rehabilitacijski trening z večsenzorskim in večmodalnim interaktivnim sistemom navidezne resničnosti vključuje haptičnega robota, vizualno in zvočno modalnost. Preko merjenja fizioloških parametrov se prepoznava psihofiziološko stanje osebe. Takšen e-sistem zagotovlja nov način medsebojnega sodelovanja med človekom in navideznim okoljem, kar ima za posledico bolj naravno, intuitivno, učinkovito in spodbujajočo interakcijo. Prilagajanje sistema na osnovi fizične interakcije s človekom in njegovim psihofiziološim stanjem je nov mejnik v interakciji človek robot in osnova za uspešno rehabilitacijo osredotočeno na pacienta. Pričakovati je tudi prenos te tehnologije na druga področja interakcije človek-stroj in računalnik-stroj. Program je skladen s tremi temami delovnega načrta ICT, pri čemer prvi, „Cognitive systems, Interaction, Robotics”, uporablja robote za manipulacijo s predmeti različnih oblik in velikosti, robote s senzorskimi sistemi in druge sisteme za spremljanje in nadziranje, tudi intuitivne interaktivne večmodalne sisteme zasnovane na 3D tehnologiji. Tema „ICT for Independent Living and Inclusion” vsebuje vidike mobilnosti, reorganizacijo integrirane zdravstvene oskrbe in rehabilitacijo. Naše interdisciplinarno delo, izhajajoč iz FP6, med drugim zajema rehabilitacijo na domu in e-vključevanje, ki ostajajo najpomembnejše prednostne naloge v Evropi, ZDA in na Japonskem. Tretja evropska tema „Towards sustainable and personalised healthcare” je močno interdisciplinarna in neposredno prispeva v „Inclusive European Information Society”, kot je opredeljeno v strateškem zapisu „i2010 – European Information Society 2010”. Namen naše raziskave je razviti e-naprave za premoščanje omejitve zaradi bolezni ali poškodb, za povečanje samostojnosti starejših oseb in podaljšanje njihove družbene aktivnosti. Ena izmed usmeritev Future and Emerging Technologies (FET), vključena v naše raziskave, je tudi „Human-Computer Confluence”, torej interakcija, senzorika in delovanje sistema človek-računalnik. V teh okvirih so naše vodilne raziskave na področju v sodelovanju z najbolj uglednimi skupinami v EU v osnovi multidisciplinarne. Obsegajo sodelovanje s slovenskim industrijskim okoljem in partnerstvom v EU.
Pomen za razvoj Slovenije
Skupina goji že dolgoletno tradicijo kvalitetnih raziskav, prenosa izdelkov v industrijsko in rehabilitacijsko okolje. Trenutne raziskave v skupini so vpete v mednarodni raziskovalni prostor, dobivajo odmev v recenziranih mednarodnih publikacijah, mednarodnih industrijskih povezavah in projektih. Naši ključni industrijski partnerji Trimo, Eta, Motoman in ABB so sicer slovenska podjetja, vendar s prodajo in proizvodnjo segajo preko naših meja. Kot taki iščejo poti prodora na tuje ne samo preko ekonomskih mrež, ampak s produkti in storitvami želijo obdržati kvalitetno prednost pred tujo konkurenco. Iščejo naše znanje in ga preko specifičnih raziskovalnih dosežkov vgrajujejo v svoje proizvode, postopke in storitve, kar prinaša boljšo kvaliteto, manjši izmet, boljšo produktivnost in s tem neposredne finančne učinke. V bližnji prihodnosti bo staranje populacije v Sloveniji in širše v Evropi zahtevalo razvoj učinkovitih rehabilitacijsko-terapevtskih pristopov k obravnavi starostnikov in populacije z različnimi nevrološkimi okvarami. Ker enostavno ne bo dovolj institucionalnih kapacitet, je potrebno načrtovati pristope, ki bodo minimizirali stroške ter maksimizirali učinke rehabilitacije. Mogoča je delitev rehabilitacijskega procesa v dve fazi, prva se navezuje na obravnavo v klinični ustanovi z diagnostiko ter začetnim delom začrtane terapije. Druga se izvaja na domu uporabnika – „home-based therapy”, je lahko precej cenejša in veliko bolj učinkovita zaradi znatno daljšega trajanja rehabilitacije. Tu vidimo velik neposredni pomen v razvoju ustreznih tehnologij in rehabilitacijskih postopkov ter ustreznem usposabljanju zdravstvenih delavcev in uporabnikov, ki bodo v prihodnosti omogočali postopno uvajanje rehabilitacijskih storitev na domovih uporabnikov. Potencial članstva Slovenije v EU s prostim pretokom blaga in storitev ni izkoriščen glede na zmožnosti. Inštitut za rehabilitacijo RS (IR-RS) poseduje vrhunsko opremo, ustrezne kadre ter dolgo tradicijo v svetovnem prostoru in je zainteresiran za vpeljavo novih vrhunskih pristopov. Podobno se veliko zdravilišč v Sloveniji ozira za novimi storitvami. IR-RS se zaveda izziva in enkratne razvojne priložnosti v skupnem razvoju in klinični uporabi napredne tehnologje rehabilitacijske robotike predstavljene v tem predlogu, z našo pomočjo vzgaja kadre in vstopa v formiranje robotske terapije. Veseli smo spoznanja, da stik z našimi najnovejšimi FP7 raziskavami iščejo ne samo napredne klinike v Evropi, ampak tudi naše domače partnerske institucije pa tudi manjši privatni subjekti. Pomen programa raziskovalne skupine se kaže na različnih nivojih. Naša dejavnost je priznana in se mednarodno kali skozi FP4 - FP7 projekte in s sodelovanjem z industrijo, hkrati prenašamo izkušnje v domače okolje na dodiplomske in podiplomske študente oziroma študijske programe, partnerske institucije in industrijske partnerje. Študijski programi robotike so eni najbolj privlačnih na Fakulteti za elektrotehniko UL, nudijo široko paleto znanja od strojništva, elektrotehnike do računalništva, visoko motivirajo, omogočajo individualni in skupinski študij. Industrija z zaupanjem sprejema tak profil diplomantov, magistrantov in doktorandov. Kvaliteto zagotavljamo z mednarodnim prepihom ter obojestransko mobilnostjo študentov in akademskega osebja z najbolj eminentnimi institucijami. Posredno so naši diplomanti in doktorandi iskani v domačih podjetjih in dobrodošli v tujini. Posredni pomen za družbo je tudi v popularizacijskih aktivnostih, kot so študentske delavnice industrijske robotike (DIR, 7IR, TIR), rehabilitacijske robotike, dnevi elektrotehnike, organizacija mednarodnih konferenc doma in sodelovanje pri organizaciji v tujini.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si