Prof. dr hab. inż. Zygmunt Wróbel. Zakład Komputerowych Systemów Biomedycznych Instytut Informatyki, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Transkrypt

1 Prof. dr hab. inż. Zygmunt Wróbel Zakład Komputerowych Systemów Biomedycznych Instytut Informatyki, Uniwersytet Śląski w Katowicach

2 Przegląd zastosowań inteligentnych pojazdów Inteligentne pojazdy, nazywane też autonomicznymi pojazdami, są stosowane w wielu dziedzinach życia. Zastępują człowieka w niebezpiecznych sytuacjach. Umożliwiają wgląd w niedostępne miejsca. Ułatwiają wykonywanie męczących czynności. Poprawiają komfort życia.

3 Eksploracja kosmosu

4 Eksploracja kosmosu Dlaczego wysyłamy w kosmos pojazdy zamiast ludzi? Względy finansowe: Wysoki koszt wysłania człowieka w kosmos, konieczność zapewnienia dogodnych warunków. Pojazdy nie muszą wracać.

5 Eksploracja kosmosu Względy moralne: Wykorzystanie pojazdów w niebezpiecznych misjach bez narażania życia i zdrowia ludzi. W przypadku katastrofy jedyne straty to straty materialne.

6 Eksploracja kosmosu Dlaczego wysyłamy pojazdy, które są inteligentne? Niemożliwe jest zdalne sterowanie pojazdem z powodu wielkich odległości i, co za tym idzie, dużych opóźnień. Nie jest możliwe przewidzenie dokładnych warunków panujących u celu. Lepiej radzą sobie z awariami i sytuacjami krytycznymi.

7 Eksploracja kosmosu Pionierzy Łunochod (1970 ZSRR) pierwszy zdalnie sterowany łazik księżycowy Łuna 9 (1966 ZSRR) pierwsze miękkie bezzałogowe lądowanie na księżycu Mars Pathfinder (1997 USA) pierwsza udana misja wykorzystująca samobieżny pojazd na innej planecie

8 Eksploracja kosmosu Zadania inteligentnego pojazdu w kosmosie Gromadzenie i badanie próbek. Robienie i przesyłanie zdjęć. Testowanie nowych mechanizmów.

9 Eksploracja kosmosu Cechy inteligentnego pojazdu w kosmosie Wytrzymałość odporność na duże przyspieszenia, niskie i wysokie temperatury, ciśnienie, pyły, korozję i promieniowanie. Zwartość konstrukcji pojazd musi zostać przetransportowany w kosmos, jego rozmiary i waga muszą zostać zminimalizowane.

10 Eksploracja kosmosu Obecne i planowane projekty ExoMars (2016 ESA i NASA) europejski łazik, którego zdaniem będzie wykonanie wierceo na 2 metry wgłąb Marsa Mars Exploration Rover (2004 USA) dwa identyczne łaziki Spirit i Opportunity wylądowały na Marsie i do dziś prowadzą jego badania Mars Science Laboratory (2011 USA) łazik ma wylądowad na Marsie 6 sierpnia 2012 roku, zasilany radioizotopowym generatorem termoelektrycznym

11 Misje specjalne i bezpieczeństwo

12 Misje specjalne i bezpieczeństwo Autonomiczne pojazdy znajdują zastosowanie w wojsku, policji i innych służbach odpowiedzialnych za bezpieczeństwo.

13 Misje specjalne i bezpieczeństwo Z powodu dużego ryzyka w pojazdach inteligentnych algorytmy sztucznej inteligencji odpowiedzialne są za rozpoznawanie potencjalnego zagrożenia, bądź też za utrzymanie pojazdu w rejonie prowadzonej akcji.

14 Misje specjalne i bezpieczeństwo Inteligentne pojazdy mogą prowadzić samodzielnie obserwacje, jednakże ostateczną decyzje podejmuje zawsze człowiek gdyż tylko odpowiednio przeszkolony, analityczny umysł jest w stanie rozróżnić np. wystrzały na weselu od zebrania lokalnej bojówki.

15 Misje specjalne i bezpieczeństwo Urban Robot (URBOT) TALON PREDATOR

16 Autonomiczne samochody

17 Autonomiczne samochody Rozwiązanie Google a LIDAR KAMERA RADAR

18 Autonomiczne samochody Lidar co to jest? Skaner laserowy Zespół laserów obraca się bardzo szybko wokół osi pionowej. Produkuje obraz chmury punktów o gęstości ponad 1,3 mln punktów z częstotliwością 5-20 Hz.

19 Autonomiczne samochody Zasada nawigowania System buduje i aktualizuje mapę wokół poruszającego się pojazdu, utrzymując równocześnie pojazd na drodze. System wymaga bazy danych o danej drodze zebranej podczas manualnego przejazdu.

20 Autonomiczne pojazdy w domu i zagrodzie

21 Autonomiczne pojazdy w domu i zagrodzie Poprawiają wygodę i komfort życia, W sprzedaży są dostępne np. inteligentne odkurzacze i kosiarki.

22

23 Założenia projektu Proponowany projekt to zespół kilku pomysłów służących do wspomagania osób nie w pełni sprawnych ruchowo w ich potrzebach związanych z przemieszczaniem się.

24 Proponowane rozwiązania Inteligentny pojazd w szpitalu. Inteligentny pojazd w domu osoby niepełnosprawnej. Inteligentny pojazd wspomagający osoby starsze i niepełnosprawne w poruszaniu się po obiektach użyteczności publicznej. Inteligentny pojazd w domach seniora.

25 Współpraca specjalistów Współpraca specjalistów z wielu dziedzin: mechaników, elektroników i informatyków, Wymagane wsparcie i konsultacje z lekarzami, rehabilitantami i personelem medycznym szpitali i jednostek opieki zdrowotnej.

26 INTELIGENTNY POJAZD w szpitalu

27 Inteligentny pojazd w szpitalu Postawione cele System dostarczania leków do pacjenta, System poziomego i pionowego transportu pacjenta, Urządzenia wspomagające transport pacjenta z pozycji siedzącej w wózku do pozycji pionowej i/lub poziomej.

28 Inteligentny pojazd w szpitalu Pojazd dostarczający leki do łóżka pacjenta porusza się po zadanych i wyuczonych trasach.

29 Inteligentny pojazd w szpitalu System do automatycznego wydawania leków Leki będą dostarczana do danego pacjenta w zamkniętym pojemniku otwieranym biometrycznie (np. odciskiem palca).

30 Inteligentny pojazd w szpitalu System do automatycznego wydawania leków Jak wiadomo, przyjmowanie leków powinno być ściśle zgodne z zaleceniami lekarza, ponieważ nieprawidłowe przyjęcie leku może zagrażać zdrowiu oraz życiu pacjenta. Zadaniem systemu jest nie tylko automatyczne wydawanie leków, ale również monitorowanie tego procesu.

31 Inteligentny pojazd w szpitalu System do automatycznego wydawania leków System powinien zapewniać: identyfikację pacjenta (czytnik odcisków palców), identyfikację leku (kod kreskowy, kody 2D: QR-code, Aztec), identyfikację lekarza (karta identyfikacyjna, PIN)

32 Inteligentny pojazd w szpitalu Uzupełnienie system do automatycznego wydawania leków System powinien zapewnić wyeliminowanie zdarzeń niepożądanych spowodowanych błędami identyfikacji: podanie leku niewłaściwemu pacjentowi, w niewłaściwej dawce lub z zastosowaniem niewłaściwej drogi podania, przeprowadzenie u pacjenta niewłaściwej procedury. System będzie pozwalał na: głosową komunikację między lekarzem a pacjentem (z automatyczną rejestracją), wizualny nadzór nad pacjentem kamera (rejestracja niepożądanych reakcji pacjenta, dodatkowa dokumentacja medyczna).

33 Inteligentny pojazd w szpitalu Transport pacjentów - Możliwe rozwiązania Przewiezienie pacjenta na łóżku z jednego miejsca do innego punktu to ciężka praca fizyczna.

34 Inteligentny pojazd w szpitalu Transport pacjentów - Możliwe rozwiązania Inteligentny pojazd do poziomego i pionowego transportu pacjenta może działać w oparciu wózek zaczepiany do łóżka pacjenta. Możliwe są tutaj dwa rozwiązania: pierwsze wózkiem steruje personel medyczny, drugie (na wyższym poziomie technologicznym) inteligentny pojazd ( wózek ) pracujący w oparciu o system rozpoznawania obrazów trasy ruchów zapisanych w pamięci komputerowego systemu nadzorującego, sam zawiezie pacjenta na wskazany adres.

35 INTELIGENTNY POJAZD w domu osoby niepełnosprawnej

36 Inteligentny pojazd w domu osoby niepełnosprawnej Koncepcja inteligentnego, przyjaznego pacjentowi domu (IPPD) to stworzenie urządzeń oraz środowiska przyjaznego pacjentowi w jego mieszkaniu/domu, w którym osoba dotknięta upośledzeniem możliwości ruchowych będzie mogła funkcjonować i pokonywać bariery oraz ograniczenia wynikające z trwałej niepełnosprawności lub czasowej niedyspozycji chorobowej.

37 Inteligentny pojazd w domu osoby niepełnosprawnej Założenia System transportu osoby niepełnosprawnej w domowych warunkach (bez udziału osób trzecich). Urządzenia do ćwiczenia rehabilitacyjnych. Urządzenia do automatycznego dedykowanego masażu.

38 INTELIGENTNY POJAZD wspomagający poruszanie się po obiektach użyteczności publicznej

39 Inteligentny pojazd wspomagający poruszanie się po obiektach użyteczności publicznej Opracowanie nowej teleinformatycznej i elektronicznej infrastruktury wspomagającej poruszanie się osób starszych i niepełnosprawnych (w tym również niewidomych) w publicznych przestrzeniach zamkniętych.

40 Inteligentny pojazd wspomagający poruszanie się po obiektach użyteczności publicznej Wytyczenie najdogodniejszej trasy z miejsca startowego do wybranego celu, Prowadzenie użytkownika po określonej ścieżce, System opracowany zgodnie z regułami projektowania uniwersalnego (projektowanie dla wszystkich), Opracowanie zaawansowanego systemu unikania kolizji w obiektach o dużym nasileniu ruchu.

41 INTELIGENTNY POJAZD w domu seniora

42 Inteligentny pojazd w domu seniora Koncepcja inteligentnego pojazdu w domach seniora to twórcze połączenie idei: inteligentnego systemu wspomagający osoby starsze i niepełnosprawne w poruszaniu się po obiektach użyteczności publicznej, inteligentnego pojazdu w domu osoby niepełnosprawnej, uzupełniona o telemedyczny system do automatycznego nadzoru medycznego nad seniorem.

43 Inteligentny pojazd w domu seniora Domy seniora czy osiedla zamieszkałe przez osoby w starszym wieku wymagają pewnych specyficznych dedykowanych tylko dla tych osób rozwiązań struktury wspomagającej ich ruch w pomieszczeniach oraz w terenie: ruch po wytyczonych alejkach, poruszanie się po stałych trasach w pomieszczeniach, wspomaganie pokonywania schodów oraz wzniesień.

44 Inteligentny pojazd w domu seniora Uzupełnienie system automatycznego nadzoru medycznego System umożliwi zdalny pomiar wybranych parametrów życiowych pacjenta w czasie rzeczywistym i przesyłanie przez szyfrowane łącze do centralnego systemu bazodanowego udostępniającego dane lekarzom. System będzie przeprowadzał wstępną analizę danych pomiarowych oraz, korzystając z wbudowanego systemu ekspertowego, będzie wspomagał podjęcie decyzji przez lekarza. System będzie też wyposażony w układy automatycznego powiadamiania lekarza, jeśli parametry pacjenta wyjdą poza zakres standardowy.

45 Inteligentny pojazd w domu seniora Uzupełnienie system automatycznego nadzoru medycznego Przykładowe zastosowania telemedycznego systemu do automatycznego nadzoru nad pacjentem: geograficzne położenie pacjenta (GPS), telemedyczny pomiar podstawowych parametrów (temperatury, ciśnienia, itp.), telemedyczne diagnozowanie zaburzeń rytmu serca, stan posturalny pacjenta (stoi, leży, porusza się), wykrywanie upadków (wszczynanie alarmu). Opracowanie dedykowanych metod diagnostycznych bazujących na danych interpretowanych w czasie rzeczywistym.

46 Inteligentny pojazd w domu seniora Uzupełnienie inteligentny wizyjny asystent pacjenta Podstawowe zadania i założenia: umiejętność śledzenia i wyszukiwania pożądanych obiektów (np. zgubionych przedmiotów), zdolność wykrywania groźnych sytuacji (np. upadków), możliwość ciągłego monitorowania pacjenta, system powinien umożliwiać bardzo prostą i intuicyjną interakcję może być sterowany głosem lub gestami.

47 WSPOMAGANIE PACJENTÓW w szpitalach i przychodniach

48 Wspomaganie pacjentów w szpitalach i przychodniach W dużych szpitalach i przychodniach pacjenci mogą mieć problem z trafieniem we właściwe miejsce, Wyposażenie pacjentów w przenośne urządzenia pełniące funkcję przewodników ułatwiających znalezienie np. gabinetów specjalistycznych, pokojów zabiegowych itp. (Podobne urządzenia można znaleźć np. w muzeach)

49 Wspomaganie pacjentów w szpitalach i przychodniach Przy wejściu do każdego gabinetu musi być umieszczony kod zawierający informację o tym gabinecie (kod 2D, np. QR). System może bazować na smartfonach wyposażonych w kamerę.

50 Wspomaganie pacjentów w szpitalach i przychodniach Po zeskanowaniu kodu pacjent otrzymuje istotne informacje na temat specjalisty. Po stworzeniu spójnego systemu obejmującego całą jednostkę (szpital), można będzie sterować przepływem pacjentów oraz optymalizować obciążenie gabinetów.

51 Wspomaganie pacjentów w szpitalach i przychodniach Każdy pacjent, który musi wykonać zestaw badań, otrzymuje taki przewodnik. Przewodnik pełni rolę rejestru wykonanych badań. Podpowiada sugerowaną kolejność odwiedzania gabinetów zmniejsza to czas oczekiwania w kolejkach oraz optymalizuje obciążenie specjalistów i gabinetów. W przypadku nieprzewidzianych sytuacji (np. wezwanie lekarza na oddział) system kieruje pacjentów do innych gabinetów i specjalistów, zwiększając efektywność pracy jednostki.

52 Wspomaganie pacjentów w szpitalach i przychodniach Zastosowanie prostego i intuicyjnego interfejsu użytkownika. Wykorzystanie najnowszych możliwości: obsługa gestami, technika wielodotyku, sterowanie głosem. Możliwość wyposażenia urządzenia w słuchawki dla osób z problemami ze wzrokiem.

53 PODSUMOWANIE

54 Podsumowanie Realizacja projektu wymaga współpracy fachowców z różnych dziedzin: informatyków, mechaników, elektroników. W celu osiągnięcia celów projektu konieczne jest opracowanie innowacyjnych rozwiązań przy wykorzystaniu najnowszych zdobyczy z wielu dziedzin. Rezultatem projektu będzie wyraźna poprawa jakości życia osób chorych i niepełnosprawnych, a także seniorów.