User:G.bebrov/sandbox/IHMI project at TU-Varna

Въведение
iHMi (англ. intelligent Human Machine interface) е проект, финансиран от Фонд „Научни изследвания“ (към Министерство на образованието и науката на Република България) по конкурс за фундаментални научни изследвания - 2019г, с договор КП-06-H37/18 и заглавие "Изследване на възможностите за развитие на интелигентни интерфейси човек-машина, в посока разпознаване на рискови когнитивни и емоционални състояния". Бенефициент на iHMi е Технически университет - Варна с ръководител проф. Тодор Ганчев (преподавател и зам. ректор на Технически университет - Варна).

Проектът е насочен да подпомогне научноизследователските дейности в посока разработване на нови методи и ресурси, спомагащи за развитието на интелигентните интерфейси човек-машина, чрез интегриране на чувствителност към стресовото, когнитивното и общо физическо състояние на човека.

В дългосрочен план изпълнението на проекта ще допринесе за създаването на нови архитектури на интелигентни интерфейси човек-машина, подходящи за използване в колаборативни системи човек-робот, както и натрупаните знания и ресурси в помощ на разработването на нови технологични инструменти подпомагащи интеграцията на тези интерфейси и разработените за тях нови функционалности в други приложения отнасящи се към сферите на образованието, здравеопазването и професиите с повишен риск за здравето и живота на човека. Продължителността на проекта е четири години (2019-2022).

За проекта
Основна цел на проекта е да бъдат изследвани възможностите за усъвършенстване на съвременните интелигентни интерфейси човек-машина, чрез създаването и използването на нови подходи, които да позволят интегрирането на нови функционалности свързани с разпознаване на степента на съсредоточеност, на нивата на остър стрес, като и степента на когнитивна натовареност и някой негативни емоционални състояния. В частност тези функционалности целят разпознаване на комбинациите от фактори, състояния и поведения, които предопределят повишаване на рисковете и нивата на опасност при взаимодействието в колаборативните системи човек-робот.

Научноизследователски задачи


 * Създаване на ресурси -- уникална по вида си база данни от физиологични сигнали, окомплектована с информативни качествени и количествени показатели, отчитащи конкретиката на интерфейсите човек-робот с приложение в индустрията.
 * Създаване, изследване, подбор и оптимизация на методи за ефективно извличане на описатели от биомедицински сигнали и създаване на статистически модели позволяващи разграничаване степента на когнитивна натовареност, степента на ангажираност на вниманието, откриване на негативни емоционални състояния и реакции на стресови въздействия.
 * Създаване на нови архитектури на интелигентни интерфейси човек-машина, които интегрират функционалности позволяващи автоматична оценка нивата на емоционален и ментален стрес, когнитивна натовареност и ангажираност на вниманието, и позволяват адаптация към моментното състояние на човека.

Приложни задачи


 * Създаване на демонстратор за синхронно регистриране на голям набор от хетерогенни физиологични сигнали,
 * Създаване на платформа обединяваща модели, апаратни и програмни средства, необходими за развитието на адаптивните интерфейси човек-машина и на технологии в помощ на автоматичното откриване на емоционални състояния и определяне нивата на стрес, когнитивна натовареност и степента на ангажираност на вниманието,
 * Създаване на демонстратори на интелигентни интерфейси човек-машина.

Дейности
Дейностите по проекта са организирани в седем работни пакета РП1 – РП7

РП1 –  Управление на проекта и устойчиво развитие на научния капацитет.

РП2 – Разработка на методики.

РП3 – Създаване на ресурси.

РП4 – Създаване на методи и средства за обработка, анализ и моделиране.

РП5 – Концептуализация на интелигентните интерфейси човек-машина.

РП6 – Създаване на специализирана платформа и демонстратори. РП7 – Разпространение на резултатите.

Екип
Екипът на проекта е интердисциплинарен и включва експерти с дългогодишен опит в областта на сензорните мрежи, комуникационните технологии и устройства, обработка на сигнали и изкуствен интелект.

Ръководител на проекта:

проф. Тодор Ганчев, ТУ-Варна

Координатор на проекта:

доц. Валентина Маркова, ТУ-Варна

Ръководители на работни пакети:

проф. Венцислав Вълчев, ТУ-Варна

проф. дтн Евелина Пенчева, ТУ-София

проф. Тодор Ганчев, ТУ-Варна

доц. Валентина Маркова, ТУ-Варна

Участници:

гл. ас. д-р Фирган Ферадов

гл. ас. д-р Мартин Иванов

ас. инж. Калин Калинков

ас. Мирослав Марков

ас. д-р Георги Бебров

ас. инж. Пролет Денева

Публикации
В рамките на проекта са разработени и публикувани следните научни трудове:


 * 1) E. Pencheva, I. Atanasov, I. Asenov, “Toward network Intellectualization in 6G,” Electronica 2020, Sofia, Bulgaria, July 23-24, 2020, pp.1-4,
 * 2) I. Atanasov, A. Nametkov, E. Pencheva, “EHealth Communications at the Network Edge,” IEEE International Conference on Information Technologies (InfoTech-2020), pp.1-4. Indexed in Web of Science
 * 3) I. Atanasov, E. Pencheva, A. Nametkov, “Cloud based Mission Critical Calls at the Edge,” International Journal of Circuits, Systems and Signal Processing of NAUN .org (Scopus indexed), SJR: 0.15
 * 4) F. Feradov, I. Mporas, T. Ganchev. "Evaluation of Features in Detection of Dislike Responses to Audio–Visual Stimuli from EEG Signals." Computers 9.2 (2020): 33.
 * 5) F. Feradov, T. Ganchev, “Identification of Affective Mental Activity Based on Multichannel EEG Signals”, International Conference on Biomedical Innovations and Applications (BIA-2020), pp.101-104, Varna, Bulgaria
 * 6) F. Feradov, T. Ganchev, V. Markova, “Automated Stress Detection from Peripheral Physiological Signals based on Hjorth's Parameters”, International Conference on Biomedical Innovations and Applications (BIA-2020), pp.85-89,Varna, Bulgaria
 * 7) G. Marinova, T. Ganchev, N. Nikolov. “Synthesis of Characteristic Descriptors for the Detection of Distress”, International Conference on Biomedical Innovations and Applications (BIA-2020), pp.73-77, Varna, Bulgaria
 * 8) V. Markova, K. Kalinkov, T. Ganchev. “Improved peak detection algorithm for photoplethysmographic signals”. Proceedings of the 28th National Conference with International Participation, (TELECOM-2020), pp. 10-13. doi:10.1109/TELECOM50385.2020.9299546
 * 9) I. Balabanova, V. Markova, S. Kostadinova, G. Georgiev. “Comparative analysis between machine learning methods in tones classification”. Proceedings of the 28th National Conference with International Participation (TELECOM-2020), pp.45-48. doi:10.1109/TELECOM50385.2020.9299535
 * 10) I. Balabanova, S. Kostadinova, V. Markova, G. Georgiev. "Speech Stress Recognition by Sound Analysis and Multilayer Artificial Neural Networks," International Conference on Biomedical Innovations and Applications (BIA-2020), Varna, Bulgaria, 2020, pp. 77-80, doi: 10.1109/BIA50171.2020.9244508.
 * 11) G. Bebrov, Higher-Rate Relativistic Quantum Key Distribution, Scientific Reports 11, Article number: 23543 (2021).

Контакти
Адрес: Република България, гр. Варна, ул. Студентска 1, Технически университет - Варна.

Лице за контакти: проф. д-р Тодор Ганчев, НИЛ "Изкуствен интелект", email: tganchev@tu-varna.bg, тел: +359 87 801 1083.

Линкове

 * http://isr.tu-varna.bg/ihmi/