Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Laboratorij za sistemsko programsko opremo Univerza v Mariboru
Tekoči projekti

MIO-A
Neposredno ocenjevanje kontrolnih strategij mišic in njihovih koaktivacijskih vzorcev v robotsko podprti rehabilitaciji po možganski kapi
Oznaka: ARRS J2-7357,
Vodja projekta: red. prof. dr. Aleš Holobar
Sodelavci: red. prof. dr. Damjan Zazula, izr. prof. dr. Božidar Potočnik, doc. dr. Danilo Korže, dr. Boris Cigale, dr. Vojko Glaser, Martin Šavc, uni. dipl. inž. rač. in inf., Jurij Munda, uni. dipl. inž. rač. in inf.
Trajanje: 1. 1. 2016 - 31. 12. 2018
Financirala: Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)
S 1. januarjem 2016 smo pričeli z izvajanjem triletnega temeljnega raziskovalnega projekta MIO-A, v katerem skupaj s strokovnjaki iz Univerzitetnega rehabilitacijskega inštituta Republike Slovenije – SOČA uvajamo unikatno rešitev ocenjevanja mišične aktivnosti med robotsko podprto rehabilitacijo hemiparetičnih bolnikov iz neinvazivno posnetih površinskih elektromiogramov. Projekt financira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije.

Spremljanje videza in fizioloških parametrov pri starejših osebah in določanje njihove zmožnosti za neodvisno bivanje
Oznaka: ARRS, BI-IN/15-17-007
Vodja projekta: izr. prof. dr. Božidar Potočnik
Sodelavci: prof. dr. Damjan Zazula, doc. dr. Boris Cigale, Martin Šavc
Trajanje: 1. 1. 2015 - 31. 12. 2017
Financirala: Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)
Staranje prebivalstva in omejena sredstva zdravstvenih proračunov zahtevajo nove pristope in učinkovitejše medicinske ter zdravstvene storitve. V tej projektni raziskavi se ukvarjamo z nemotečim opazovanjem človeških vitalnih funkcij s pomočjo inteligentnih senzorjev in video naprav. Senzorske meritve kombiniramo z informacijami, izluščenimi iz video posnetkov, da bi ugotovili sposobnosti opazovane osebe za neodvisno bivanje.

Zaključeni projekti

Definicija neinvazivnega markerja mišične atrofije: od validacije do aplikacije
Oznaka: ARRS, L5-5550
Koordinator: dr. Šimunič Boštjan
Vodja projekta: izr. prof. dr. Aleš Holobar
Sodelavci: prof. dr. Damjan Zazula, dr. Mitja Gerževič, dr. Mihaela Jurdana, Katja Koren, Mally Štefan, Uroš Marušič, dr. Nina Mohorko, dr. Rado Pišot, dr. Nejc Šarabon
Trajanje: 1. 8. 2013 - 31. 7. 2016
Financira: Javna agencija za raziskoalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)
Mišična atrofija je pojav, ki pomeni izgubo mišične mase zaradi bolezni oziroma poškodbe, neuravnotežene prehrane ali pomanjkanja gibalno-športne aktivnosti. Navkljub številnim raziskavam, ki preučujejo mišično atrofijo, in ugotovitvam, ki analizirajo njene posledice, je še vedno veliko neodgovorjenih vprašanj, predvsem s stališča objektivnih kazalnikov, metod in postopkov za njeno merjenje. V projektu snujemo in razvijamo neinvazivne postopke, ki merijo atrofijo in hipertrofijo skeletnih mišic s pomočjo mehanskega odziva z odebelitvijo, premikom in vibracijami mišičnega trebuha in vlaken ter živčno-mišičnih električnih aktivnosti.

NeuroTREMOR
NeuroTREMOR: A novel concept for support to diagnosis and remote management of tremor
Oznaka: FP7-ICT-2011.5.1-287739
Vodja projekta: izr. prof. dr. Aleš Holobar
Sodelavci: doc. dr. Petra Povalej Brežan, mag. Vojko Glaser, dr. Matjaž Divjak, dr. Darko Štern, Simon Zelič
Trajanje: 1. 2. 2012 – 31. 1. 2015
Financirala: Evropska komisija (EC)
Esencialna in Parkinsonova tresavica sta najpogostejši nevromotorični obolenji, ki prizadeneta okoli 9 % populacije po petdesetem letu starosti. Čeprav sta pogosta, ju mnogokrat napačno diagnosticirajo. Ocenjujejo, da okoli 30 % bolnikom diagnosticirajo esencialno tresavico, a je v resnici nimajo. Projekt NeuroTREMOR naslavlja omenjeno problematiko in se osredotoča na izdelavo računalniško podprtih orodij za razumevanje, diagnosticiranje in blaženje simptomov patološke tresavice.

qFATIGUE
qFATIGUE - Quantification of mental fatigue by means of visual and physiological measures
Oznaka: FP7-PEOPLE-2010-RG
Koordinator: prof. dr. Damjan Zazula
Sodelavci: dr. Matjaž Divjak, prof. dr. Aleš Holobar, prof. dr. Dario Farina
Trajanje: 1. 10. 2011 - 30. 9. 2014
Financirala: Evropska komisija (EC)
Pri projektu qFATIGUE raziskujemo mentalno utrujenost bolnikov z multimodalnim pristopom. Iz video posnetkov obrazov in signalov EEG ocenjujemo, kako bolnik napreduje med dalj časa trajajočo rehabilitacijo in kako je zanjo motiviran.

KCBME
KC BME - Kompetenčni center Biomedicinska tehnika
Projekt: SAMinZDRAV
Povezljive hišne naprave kot podpora samostojnemu in zdravemu bivanju
Oznaka: 430-90/2010/24
Vodja projekta: prof. dr. Damjan Zazula
Sodelavci s FERI: dr. Karl Benkič, Vedran Budinski, dr. Boris Cigale, dr. Matjaž Divjak, Leon Dvoršak, ddr. Denis Đonlagić, mag. Vojko Glaser, Jernej Kranjec, Primož Kranjec, Matjaž Lenič, Dejan Lešnik, dr. Matjaž Linec, Matej Mašat, Matic Merkač, Uroš Mlakar, Cvetko Pirš, dr. Peter Podbreznik, dr. Božidar Potočnik, Martin Šavc, dr. Smiljan Šinjur, Jernej Škrabec, dr. Sebastijan Šprager, dr. Darko Štern
Sodelavci iz Gorenja, d. d.: mag. Simon Kotnik, Boštjan Pečnik, Zlatko Pirtovšek, dr. Konrad Steblovnik, Dejan Usar
Sodelavci iz Inštituta Soča: dr. Imre Cikajlo, dr. Tatjana Erjavec, dr. Nika Goljar, Julija Ocepek
Sedelavci iz SETCCE: Matjaž Pihler, Jan Porekar
Trajanje: 15. 12. 2010 - 31. 12. 2013
Financiral: Evropski sklad za regionalni razvoj
Skupaj z Gorenjem, Univerzitetnim rehabilitacijskim inštitutom Soča in Iskro Medical v Ljubljani smo bili vključeni v projekt Povezljive hišne naprave kot podpora samostojnemu in zdravemu bivanju (SAMinZDRAV), ki se je končal v kompetenčnem centru Biomedicinska tehnika (KC BME). Razvili nemoteče senzorje, ki spremljajo parametre funkcionalnega zdravja v bivalnem okolju. Vgrajeni so v gospodinjske aparate, njihova držala, ročaje, ogledalo v kopalnici, posteljo, preprogo, copate. Samodejno merijo in analizirajo srčni utrip, aritmije, elektrokardiogram, dihalno krivuljo, nasičenost krvi s kisikom, krvni tlak, bravo kože in beločnice, stabilogram in ravnotežje, hojo in fizično kondicijo.

BETTER-prikaz
BETTER - Brain-Neural Computer Interaction for Evaluation and Testing of Physical Therapies in Stroke Rehabilitation of Gait Disorders.
Oznaka: FP7-ICT-2009-4-247935
Vodja projekta: izr. prof. dr. Aleš Holobar
Sodelavci: dr. Matjaž Divjak, dr. Rok Istenič, Simon Zelič
Trajanje: 1. 8. 2011 - 31. 1. 2013
Financirala: Evropska Komisija (EC)
Možganska kap prizadene gibalne sposobnosti preživelih, poveča možnosti njihovih poškodb med hojo in močno vpliva na kakovost njihovega življenja. Današnje izpopolnjene metode za rehabilitacijo spodnjih okončin temeljijo na robotsko podprtem razgibavanju nog in urjenju hoje (pristop od spodaj navzgor). Njihova učinkovitost ni povsem razjasnjena, velik problem pa predstavlja tudi nizka stopnja bolnikovega sodelovanja oz. vpetosti v vadbo. Projekt BETTER je raziskoval omenjeno problematiko rehabilitacijskih tehnik s pristopom od zgoraj navzdol in predlagal robotsko podprto vadbo, ob kateri smo merili in analizirali živčno-mišične vzorce ter njihova odstopanja od normalnih vrednosti, in to tako v perifernem kot v osrednjem živčnem sistemu. Cilj takšne vadbe je pospešiti reorganizacijo človeškega živčnega sistema po možganski kapi.

slika
iMOVE - Extraction of information on muscle control during movements
Oznaka: FP7-PEOPLE-ERG-2008-239216
Koordinator: prof. dr. Damjan Zazula
Sodelavec: izr. prof. dr. Aleš Holobar
Trajanje: 1. 2. 2009 - 31. 1. 2012
Financirala: Evropska Komisija (EC)
Projekt iMOVE naslavlja neinvazivno izdvajanje informacij o kontrolnih strategijah skeletnih mišic med naravnimi dinamičnimi gibi. Njegovi cilji vključujejo načrtovanje in implementacijo tehnik za dekompozicijo večkanalnih površinskih elektromiogramov (EMG), posnetih med nadzorovanimi dinamičnimi mišičnimi kontrakcijami, študijo učinkovitosti in robustnosti izdvajanja informacij o posameznih motoričnih enotah pri različnih hitrostih dinamičnih gibov.

slika
TREMOR - An ambulatory BCI-driven tremor suppression system based on
Oznaka: FP7-ICT-2007-224051
Vodja projekta: izr. prof. dr. Aleš Holobar
Sodelavci: prof. dr. Damjan Zazula, dr. Matjaž Divjak, dr. Rok Istenič
Trajanje: maj 2010 - maj 2011
Financirala: Evropska Komisija (EC)
Patološka tresavica je najpogostejša motnja gibanja in njena pogostost se s starostjo močno povečuje. Zdravi se lahko z zdravili, kirurškimi posegi ali globoko možgansko stimulacijo, vendar je takšno zdravljenje pri približno 25 % bolnikov neučinkovito. Glavni cilj projekta TREMOR je bil potrditi možnost mehanskega dušenja tresavice s pomočjo selektivne funkcionalne električne stimulacije. Stimulacijo upravlja napredni vmesnik možgani-stroj, ki odkriva nenamerne motorične aktivnosti bolnika. Preučeni so bili tehnični, funkcionalni in klinični vidiki in doseženi pozitivni rezultati.

SLIKA
Oznaka: J3-0674
Koordinator: prof. dr. Veljko Vlaisavljević (UKC Maribor)
Sodelavci: prof. dr. Damjan Zazula, doc. dr. Boris Cigale, dr. Smiljan Šinjur, mag. Vojko Glaser
Trajanje: feb. 2008 - jan. 2011
Financirala: Javna agencija za raziskoalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)
V raziskavi smo ehografsko spremljali razvoj dominantnega mešička (folikla), njegove luteinizacije in razvoj rumenega telesa (corpus luteuma). Glavni cilj raziskav je bil doseči popolna avtomatizirano obdelavo ultrazvočnega posnetka, tako da to ne bi obremenjevalo medicinskega osebja. Razvita programska in strojna oprema omogočata, da se od pregledu prenesejo ultrazvočni posnetki na zunanji pomnilniški ključek. Potem jih na zunanjem računalniku avtomatični analiziramo, končni rezultat obdelave pa se shrani v podatkovno bazo za nadaljnjo statistično obdelavo. Z raziskavo smo potrdili, da je z računalniškim programom v 3D-ultrazvočnem posnetku jajčnika mogoče razbrali položaj, volumen in premer žil, ki obdajajo jajčne mešičke. Pokazali smo, da je za iskanje položaja mešička primerno uporabiti postopke, ki temeljijo na valčni transformaciji, saj tako vpliv šuma pomembno zmanjšamo. Matematični model smo med raziskavo izboljševali. Iz velikosti in položaja dominantnega mešička smo določili perifolikularno ožilje, ki smo ga statistično ovrednotili. Ker je ločljivost ožilja, zaznanega s pomočjo močnostnega dopplerja, nizka, smo dodatno razvili postopek za rekonstrukcijo ožilja, ki temelji na minimalnih vpetih drevesih. Vpeljali pa smo tudi elastično poravnavo ultrazvočnih volumnov. Na ta način lahko spremljamo razvoj mešička skozi večdnevno obdobje. Vsi navedeni postopki so bili vgrajeni v ustrezno programsko opremo, ki smo jo uspešno povezali z ultrazvočnim aparatom.

Oznaka: V4-0537
Koordinator: doc. dr. Denis Stajnko (FKVB)
Sodelavci: prof. dr. Damjan Zazula, dr. Smiljan Šinjur
Trajanje: jan. 2008 - avg. 2010
Financirala: Javna agencija za raziskoalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)
Projekt, ki sta ga združeno izvajali Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede ter Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, je bil osredotočen na spremljanje in napoved sadnega pridelka. Spremljali smo rodnost jablan in hrušk, saj je v Sloveniji 72 % obdelovalnih sadnih površin zasajenih s tema vrstama. Dosedanje ocenjevanje pridelka je temeljilo na ročnem štetju plodov na manjših površinah, kar pomeni veliko razliko med napovedjo in dejanskim letnim pridelkom. Cilj projekta je bil razviti učinkovit, enostaven in predvsem hiter sistem za zbiranje podatkov na terenu in tako popraviti natančnost obstoječih metod za napoved pridelka ter hkrati razviti učinkovitejši matematični model za napoved letnega pridelka. Laboratorij za sistemsko programsko opremo je bil zadolžen za razvoj aplikacije, ki zbira podatke na terenu in jih hrani in obdeluje. Tako smo v letu 2009 razvili podsisteme za navigacijo, ki uporabnika čim hitreje pripelje do izbranega nasada, za zajem podatkov na terenu s pomočjo mobilne naprave in za centralno hranjenje zbranih podatkov. Podatke na terenu lahko zbira hkrati več uporabnikov. Centralni sistem omogoča sinhronizacijo teh podatkov. V letu 2010 so bili vsi podsistemi in sistem kot celota obširneje preizkušeni. Opravljena je bila študija, ali lahko za večkratno vračanje na isto mesto učinkovito uporabimo pozicioniranje z GPS. Tako smo preučevali natančnost pozicioniranja treh različnih GPS-modulov. Kot najboljši se je izkazal modul na telefonu ASUS P565, katerega natančnost je bila zelo blizu 10 metrov. Žal tovrstna natančnost ne zadošča za identifikacijo točno določenega drevesa. Z uporabo GPS lahko kvečjemu identificiramo vrsto, v kateri je iskano drevo.

slika
Izpopolnjeno modeliranje živčno-mišičnih sklopov s pomočjo večkanalnih površinskih elektromiogramov
Oznaka: BI-FR/08-09-PROTEUS-013
Vodja projekta: prof. dr. Damjan Zazula
Sodelavci: dr. Rok Istenič, dr. Sebastijan Šprager
Trajanje: 1. 1. 2008 - 31. 12. 2009
Financirala: Javna agencija za raziskoalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)
Namen dvoletnega bilateralnega projekta je bil navezati stike med raziskovalci v Mariboru in Troyesu v Franciji ter opraviti skupne raziskave na področju površinske elektromiografije. V prvem letu sodelovanja so bili opravljeni trije obiski. Mladi raziskovalec Rok Istenič je na Tehniški univerzi v Troyesu predstavil svoje raziskave v zvezi z indeksom aktivnosti in ugotavljanjem števila izvorov na podlagi več opazovanj, hkrati pa so ga tamkajšnji raziskovalci seznanili z njihovimi verjetnostnimi pristopi k ocenjevanju števila izvorov. Francoske partnerje je obiskal tudi prof. Damjan Zazula, in sicer v času razstave znanstvenoraziskovalnih dosežkov "City of Science", na kateri so francoski partnerji prikazovali tudi skupne projektne zasnove na področju samostojnega bivanja. Prof. David Hewson s Tehniške univerze v Troyesu je obiskal Laboratorij za sistemsko programsko opremo v Mariboru in ob tem je bila zastavljena skupna raziskava, ki je vključevala pospeškomer v mobilnem telefonu in interferometer z optičnimi vlakni. Skupni raziskovalni rezultati so bili potrjeni ob obisku mladega raziskovalca Sebastijana Špragerja v Troyesu in objavljeni v več konferenčnih prispevkih.

Povezljivi gospodinjski aparati
Vodja projekta: prof. dr. Damjan
Sodelavci: dr. Smiljan Šinjur, mag. Vojko Glaser, Denis Justinek
Trajanje: 2007
Financiral: laboratorijska sredstva
V Gorenju so razvili sistem povezljivih gospodinjskih aparatov, s katerimi je mogoče komunicirati prek računalniškega strežnika. S predpisanimi protokoli je mogoče pregledati stanje aparatov ali izdati ukaze za njihovo delovanje. V laboratoriju za sistemsko programsko opremo smo razvili mobilno aplikacijo, ki omogoča dostop do strežnika in funkcij gospodinjskih aparatov z mobilnega telefona. V ta namen je bil razvit uporabniški vmesnik za mobilne naprave. Demonstracijski video v nadaljevanju kaže, kako lahko oddaljeno vključimo in nastavimo pečico s pomočjo telefona.

slika slika
Vodja projekta: prof. dr. Damjan Zazula, univ. dipl. inž. el.
Sodelavec: Jurij Rakun, univ. dipl. inž. rač. in info.
Trajanje: od marca do septembra 2005
Financirala: laboratorijska sredstva
Podjetje Henkel Slovenija v Mariboru je iskalo rešitev za računalniško odkrivanje napak v serijah tiskanin, ki jih je naročalo pri različnih tiskarjih. Napake so iskali ročno v izbranih vzorcih nalepk in navodil za proizvode. Razvili smo aplikacijo, ki primerja referenčno sliko s preverjano tiskovino. Najprej ju grobo poravna z izenačevanjem težišč in večločljivostnim sukanjem, nato pa ju čim natančneje uskladi še s pomočjo fine, elastične poravnave. Končna pikselska razlika, ki presega statistično izračunani prag, pokaže na mesta, kjer preverjana tiskovina odstopa od reference. Aplikacija kljub zanesljivemu in uspešnemu delovanju ni prišla v redno uporabo, ker Henkel zanjo ni bil pripravljen odšteti niti zneska, ki bi pokril minimalne razvojne stroške.

slika
Simbio: A Generic Environment for Bio-numerical Simulation
Oznaka: IST-1999-10378
Vodja projekta: izr. prof. dr. Božidar Potočnik
Sodelavci: prof. dr. Damjan Zazula, doc. dr. Boris Cigale, dr. Dušan Heric, Danijel Bernad
Drugi slovenski partner: Univerzitetni klinični center Maribor (dr. Tomaž Tomažič, prim. dr. Jože Matela, prof. dr. Vojko Flis)
Trajanje: od 2002 do 2003
Financirala: Evropska zveza v 5. okvirnem raziskovalnem programu
V 5. okvirnem raziskovalnem programu Evropske komisije je od leta 2000 do leta 2003 tekel projekt za razvoj generičnega okolja, v katerem smo omogočili bionumerične simulacije človeškega kolena. Pod koordinatorstvom firme NEC iz Nemčije smo se konzorciju pridružili leta 2002. Izvedli smo računalniške simulacije modela, ki je bil razvit za koleno in njegovo kinematiko. Kolena pri več osebah smo slikali z magnetno resonanco pri različnih obremenitvah kolena. Razviti je bilo treba poseben nekovinski merilnik sile, pri čemer so nam z optično rešitvijo priskočili na pomoč kolegi iz Laboratorija za elektro-optične in senzorske sisteme v Mariboru (prof. ddr. Denis Đonlagić, dr. Edvard Cibula). Projektni partnerji z Rentgenološkega oddelka v Mariboru so posnetke anotirali, predvsem so se osredotočili na meniskuse, hrustanec in križne vezi. Na tej osnovi smo zgradili računalniške 3D-modele s končnimi elementi, s katerimi smo nato lahko preverjali kinematiko kolen pri različnih poškodbah in modifikacijah meniskusa.

slika
Koordinator: prof. dr. Damjan Zazula
Sodelavci: doc. dr. Božidar Potočnik, mag. Boris Cigale, Jurij Munda
Zunanji sodelavci: mag. Bogdan Viher, prof. dr. Veljko Vlaisavljević, Nicolas Sergent (Ecole Centrale de Nantes, Francija)
Trajanje: od 1996 do 2000
Financirala: laboratorijska sredstva
Prof. Vlaisavljević iz Splošne bolnišnice Maribor (današnji Univerzitetni klinični center), svetovno priznan strokovnjak za oploditve z medicinsko pomočjo, je spodbudil raziskavo o možnostih računalniške analize jajčnih mešičkov na ultrazvočnih slikah. Razvili in preizkusili smo več programskih rešitev, s katerimi smo uspešno zaznavali jajčne mešičke iz zaporedja 2D-ultrazvočnih posnetkov in v 3D rekonstruirali perifolikularno ožiljenje.

CoLos-image
CoLoS - Konceptualno učenje naravoslovja
Koordinator v Mariboru: prof. dr. Damjan Zazula
Sodelavci: dr. Andrej Šoštarič, dr. Dean Korošec, izr. prof. dr. Aleš Holobar, dr. Matjaž Divjak
Trajanje: od 1995 naprej
Financirala: laboratorijska sredstva
Zamisel o konceptualnem učenju in o njegovem uvajanju na področju fizike s pomočjo računalniških simulacij se je porodila profesorjema Zvonku Fazarincu iz Palo Alta ter Hermannu Härtlu iz Hamburga. Z izjemno energijo in strokovnostjo sta pritegnila mnoge druge entuziaste najprej v Združenih državah in Evropi, kasneje pa še drugod. Na začetku je aktivnosti podpiral HP z donacijami računalniške opreme, pozneje pa je veliko podprojektov steklo z lokalno finančno podporo. V laboratoriju za sistemsko programsko opremo smo razvili simulacijske programe na področjih medicine, zdravstva in računalništva, ki jih še vedno gostimo na svojem strežniku, ob njih pa tudi animacije, v katerih prof. Fazarinc nazorno prikazuje električno prevajanje po vodnikih.