UMK Laboratorium Neurokognitywne projekty komercyjne

Prezentacja na temat: "UMK Laboratorium Neurokognitywne projekty komercyjne"— Zapis prezentacji:

1 UMK Laboratorium Neurokognitywne projekty komercyjne
Interdyscyplinarne Centrum Nowoczesnych Technologii Katedra Informatyki Stosowanej Zakład Fizyki Technicznej i Zastosowań Fizyki Kognitywistyka (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

2 KIS UMK Strona: Google Katedra KIS UMK
Samodzielna Katedra Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK, od 1991 roku. 3 profesorów: W. Duch, J. Wasilewski i J. Meller, prof. Univ. of Cincinnati + Children's Hospital Res. Foundation, oraz KIS. 5 adiunktów, większość bliska habilitacji (R. Adamczak, K. Grąbczewski, N. Jankowski, A. Naud, S. Zelek); 2 asystentów, ~10 doktorantów w Toruniu, Bydgoszczy, Gdańsku, Katowicach, USA i Singapurze. Współpracownicy w USA, Singapurze, Japonii, krajach EU. Główne tematy: sztuczna inteligencja, neuroinformatyka kognitywna, bioinformatyka, data mining, informatyka medyczna, Internet semantyczny, analiza tekstów, testy psychometryczne. Nowe tematy: wspomaganie rozwoju dziecka, analiza EEG. (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

3 Projekty Spirografia: aparatura do oceny stanu pacjentów z niedokrwiennym udarem mózgu. Mamy prototyp, potrzebujemy zgrabniejszy i kilka egzemplarzy do testów, potencjalnie użyteczna aparatura medyczna. NeuroPerKog: Symfonia – grant NCN, Rozwój słuchu fonematycznego i pamięci roboczej u niemowląt i dzieci. Zabawki interaktywne, kołyski do monitorowania rozwoju, monitory dziecięce. Discoverity: konkurs NCBiR, detekcja kłamstwa, wykorzystanie fMRI, termowizji i innych technik. Montujemy konsorcjum Planujemy seminarium w Collegium Medicum, na skrzyżowaniu informatyki, technik pomiarowych, kognitywistyki i medycyny jest dużo możliwości. (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

4 Ghostminer Strona projektu w FQS - Google: ghostminer
Zrealizowany w KIS w latach , w kategorii data mining, business intelligence. GhostMiner to zaawansowane narzędzie firmy Fujitsu do analitycznej eksploracji danych, które nie tylko wspiera rozmaite bazy danych (oraz arkusze kalkulacyjne), zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego, ale także przygotowanie i selekcję danych, walidację modeli, multimodele takie jak komitety lub k-klasyfikatory i wizualizację danych/modeli. Klienci: uniwersytety, politechniki, instytuty badawcze, banki i różne firmy w Polsce, Austrii, Australii, Chinach, Czechach, Holandii, Indiach, Japonii, Kanadzie, Niemczech, Norwegii, Singapurze, Wielkiej Brytanii i USA. Np. Abbott Laboratories używa GhostMiner'a do badań oraz odkrywania właściwości wielowymiarowych danych naukowych. (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

5 Intemi Program nowej generacji: Intemi (Inteligent Miner).
Problemy z programami do data mining: trudne w użyciu, mają setki komponentów, wymagają wysokiej klasy ekspertów, opracowanie modeli jest czasochłonne i kosztowne. Rynek programów analizy danych i wspomagania decyzji jest bardzo konkurencyjny. Intemi: pierwszy program wykorzystujący idee meta-uczenia dla automatycznego odkrywania modeli/wiedzy z danych. Realizowany w ramach programu Innowacyjna Gospodarka, projektu „Systemy wspomagania decyzji nowej generacji”. Główni projektanci: K. Grąbczewski, N. Jankowski. Zastosowania w wielopoziomowej analizie danych przemysłowych, medycznych, finansowych, np: skoring kredytowy, ubezpieczeniowy, segmentacja klientów, wzory zachowań klientów, wykrywanie oszustw. (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

6 Testy Psychometryczne
Pozwala traktować dane jako nieprecyzyjne z pewnym rozkładem pr. Używany w przychodni akademickiej UMK i zastosowaniach psychiatrycznych, podobne testy robi się w większych firmach. Opracowana technologia umożliwia analizę testów w postaci dowolnych kwestionariuszy, skanowanych lub komputerowych. Program używa reguł logicznych odkrytych z przykładowych danych sklasyfikowanych przez ekspertów. Przedstawia swoje wnioski w postaci reguł logiki klasycznej, wizualizacji podobnych przypadków, komentarzy słownych. Program IDSS - Intelligent Decision Support System. System wspomagania decyzji psychometry. Pomaga zinterpretować wyniki testu psychometrycznego MMPI. (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

7 System diagnostyczny: udary mózgu
Udar mózgu: jedna z najczęstszych przyczyn zgonów i długotrwałej rehabilitacji i inwalidztwa. W ramach projektów „Innowacyjna Gospodarka”: opracowanie i implementacja systemu diagnostyczno-doradczego wspomagającego ocenę stanu i planowanie terapii pacjentów z udarem mózgu. Opracowanie i implementacja podstawowych algorytmów nieliniowej analizy sygnałów spirograficznych. Połączenie neuronowego generatora rytmów oddechowych z symulatorem działania płuc. Współpraca: Katedra Neurologii Dorosłych, AM Gdańsk; Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN. (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

8 Testy przesiewowe Problem: znaczny procent dzieci cierpi na zaburzenia rozwojowe np. na dysleksję >10% populacji, utratę słuchu stwierdza się średnio dopiero >2 lat, ponad 200 mln dzieci na świecie nie jest zdolna do nauki! Czas wykrycia problemu decyduje o możliwościach rehabilitacji. Konieczne są tanie testy przesiewowe na dużą skalę. Planujemy testy oparte na reakcjach fizjologicznych, pozwalające na wczesną identyfikację problemów rozwojowych: zaburzeń słuchu, zwłaszcza fonematycznego; zaburzeń uwagi, pamięci roboczej, koordynacji. Technologia: komputer, PDA lub telefon + tanie urządzenia pomiarowe lub serwer usługowy. Testy czasów reakcji, synchronizacji procesów mózgowych, są w fazie opracowań. (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

9 Monitorowanie niemowląt
Urządzenia monitorujące: przekazują dźwięk, czasami obraz, grają muzyczkę + mierzą temperaturę, rzadko czujniki ruchu. Rynek ~ wielu miliardów euro. Brak: czujników oddechu, smoczka telemetrycznego z ciągłym pomiarem temperatury. Obserwacja częstości i siły ssania u małych niemowląt jest podstawą do wnioskowania o ich stanie pobudzenia, zainteresowaniu jedzeniem lub zabawą. Alarm w przypadku zaburzeń oddychania, zapobiegnie zespołowi nagłej śmierci niemowląt (główna przyczyna zgonów do 1 roku). (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

10 Rozwój niemowląt Projekt inteligentnej kołyski i zabawek kognitywnych, do wczesnej diagnostyki, wykrywania nieprawidłowości rozwoju, ciągłego monitorowania dziecka i ukierunkowania rozwoju. Inteligentna kołyska: czujniki ruchu, smoczek telemetryczny, mikrofony i kamery. Stymulacja słuchu, wzroku i dotyku, analiza reakcji. Stymulacje rozwoju słuchu fonematycznego umożliwią dzieciom naukę dowolnego języka, w tym języków tonalnych. Stymulacje rozwoju słuchu muzycznego. Rozwój inteligencji przez stymulację pamięci roboczej. Rozwój ciekawości i potrzeby działania dziecka. Patent: Układ aktywnego stymulatora ośrodków mowy, zwłaszcza niemowląt i dzieci (2002). (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

11 Awatar, HIT: interfejs graficzny http://diodor.eti.pg.gda.pl
Zapy- tanie Pamięć semantyczna Zastosowania, np gra w 20 pytań. Awatar, HIT: interfejs graficzny Magazynowanie Oznaczanie części mowy i ekstrakcja frac weryfikacja Słowniki, ontologie, informacja tekstowa Parser ręczne poporawki (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

12 Zabawy słowne Gry słowne były popularne na długo przed komputerami ...
Były bardzo przydatne do rozwoju zdolności analitycznego myślenia. Do niedawna słownych gier komputerowych było bardzo mało. Budowa pamięci semantycznej na dużą skalę: podstawa wszystkich zastosowań wymagająych rozumienia tekstu i mowy. W pełni automatyczna budowa nie jest możliwa, ale częściowa automatyzacja daje dobre wyniki. Gra w 20 pytań i inne gry słowne, tekstowe i mówione. Boty w środowiskach wirtualnych wykorzystujące pamięć semantyczną. Boty prezentujące informację na stronach firm. Osobiste awatary przekazujące wiadomości i negocjujące. Testy szkolne, kwizy realizowane na serwerach przez telefon. Uściślanie zapytań dla wyszukiwarek internetowych: znajdywanie dobrych pytań wymaga wiedzy i kreatywności. Identyfikacja obiektów na podstawie ich opisu, np. roślin czy ptaków. W ramach projektu „FIRE-UP. Komercjalizacja wyników badań naukowych”, zrobiliśmy serwer do tworzenia nowych, oryginalnych naz dla produktów, stron interenetowych czy firm, na podstawi ich opisu. (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

13 Kodowanie ICD-9 Analiza wypisów ze szpitala i automatyczne przypisywanie kodów dla firm ubezpieczeniowych: czy można to zrobić automatycznie? 5 programów poradziło sobie równie dobrze jak 3 firmy komercyjne! (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved

14 Analiza sygnałów Nowoczesna analiza sygnałów umożliwia osiąganie rezultatów kilka lat temu nieosiągalnych – klasyczne twierdzenie o próbkowaniu Nyquista-Shannona, podstawa analizy sygnałów, jest już zbędne w przypadku sygnałów rzadkich (sparse) – L1 norm magic! Zastosowania w przewidywaniu rekomendacji dla klientów, rekonstrukcji obrazów, analizie sygnałów biomedycznych, … - wszędzie tam, gdzie potrzebna jest rekonstrukcja rzadkiego sygnału z niewielu próbek Nowoczesne metody segmentacji i reprezentacji sygnału umożliwiają klasyfikację sygnałów o bardzo zbliżonych parametrach statystycznych, przykładem niedawno przeprowadzona analiza sakad Analiza sygnałów mózgowych za pomocą odpornych metod estymacji liniowych może dawać estymaty o małej wariancji źródeł sygnałów EEG/MEG w trybie on-line, z wykorzystaniem przetwarzania równoległego: cf. MV-PURE estimator (c) Tralvex Yeap. All Rights Reserved