Zoznam národných projektov SAV
Ústav informatiky SAV, v. v. i.
Analýza vplyvu prostredia na zariadenia energetického priemyslu metódami umelej inteligencie a cloudového počítania
Analysis of environmental influences on power industry equipment by the methods of artificial intelligence and cloud computing (ARIEN)
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 31.12.2023 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Kvassay Marcel PhD. |
| Anotácia: | Hlavným cieľom projektu ARIEN je návrh a overenie novej inovatívnej metódy na určenie stupňa znečistenia
prostredia pre potreby energetiky, využívajúcej údaje Slovenského hydrometeorologického ústavu. Bude založená
na pokročilých technikách umelej inteligencie, cloudového počítania a integrácie dát a v odvetví energetiky SR
zatiaľ nebola využitá. Umožní účinne predchádzať poruchám na elektrických vedeniach 110 kV až 400 kV v
dôsledku napäťových preskokov. Výsledky získané novou metodikou pomôžu optimalizovať návrh izolátorov v
štádiu projektovania, počas prevádzky umožnia zlepšiť výkon údržby. Použitie umelej inteligencie pre návrh
metodiky je logickou voľbou, lebo procesy šírenia a spadu nečistôt v ovzduší a ich chemické interakcie nevieme
zatiaľ pre ich zložitosť uspokojivo opísať klasickými fyzikálno-chemickými modelmi.
Nástroje umelej inteligencie a neurónové siete vedia nájsť medzi vstupnými a výstupnými dátami nové neznáme
súvislosti. Neurónové siete však vyžadujú veľké množiny trénovacích dát, a preto druhým cieľom projektu je návrh
metodiky na získanie dostatočne robustnej množiny syntetických dát na ich trénovanie a testovanie.
Tretím cieľom projektu je výskum a vývoj novej metódy merania znečistenia izolátorov, a to analýzou ich
akustických emisií meraných bezkontaktne v blízkosti izolátorov. Pri jej vývoji budú využité skúsenosti partnera
projektu VUJE s prevádzkou meracích systémov inštalovaných na fázových vodičoch, schopných pracovať počas
prevádzky elektrických vedení.
Ciele projektu reflektujú súčasné priority európskeho výskumu aj naliehavé potreby slovenskej energetiky, keďže v
roku 2015 bola bez náhrady zrušená norma STN 33 0405, ktorá upravovala problematiku znečistenia izolátorov
vonkajších vedení vysokého napätia a lehoty ich čistenia. Nová metodika umožní nahradiť zaužívaný proces podľa
tejto normy, ktorý je logisticky, technicky i časovo náročný, novým inovatívnym postupom využívajúcim dostupné
informácie spracované najmodernejšími metódami. |
Diagnostika Alzheimerovej choroby z reči s použitím umelej inteligencie a sociálnej robotiky
Diagnosis of Alzheimer's disease from speech using artificial intelligence and social robotics
| Doba trvania: |
1.7.2022 - 30.6.2025 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Rusko Milan PhD. |
| Anotácia: | Alzheimerova choroba (AD) ako najčastejšie neurodegeneratívne ochorenie je v klinickej praxi na Slovensku diagnostikovaná hlavne v štádiu plne rozvinutého dementného syndrómu. Z pohľadu spektra dostupných liečebných postupov je však nevyhnutné zachytávať ju v štádiu tzv. miernej kognitívnej poruchy. Včasná a správna diagnostika prináša nespochybniteľné benefity pre pacientov. Výrazne tiež redukuje vynaložené finančné a personálne zdroje potrebné na pokrytie zdravotnej a sociálnej starostlivosti o týchto pacientov. Diagnostika AD v klinickej praxi na Slovensku je viazaná na vyšetrenie špecialistom (neurológ alebo psychiater) s doplnením o pomocné vyšetrenie (klinický psychológ) a neurozobrazovacie vyšetrenie (MRI alebo CT). Diagnostické postupy ako PET vyšetrenie alebo analýza CSF nie sú rutinnou súčasťou vyšetrenia. Na význame získavajú neinvazívne a potenciálne finančne menej nákladné prístupy k diagnostike, ktoré by umožnili vyšetriť väčšie množstvo osôb v kratšom čase. Jednou z cieľových domén je vyšetrenie reči ako možný marker pre detekciu MCI a AD. Cieľom predloženého projektu je na základe realizácie 200 protokolov (100 pacienti, 100 zdravé kontroly) zhodnotiť využitie automatickej analýzy rečovej komunikácie vyšetrovaného prostredníctvom strojového učenia a umelej inteligencie ako pomocného nástroja diagnostiky MCI a AD, ktoré by našli uplatnenie v praxi klinických psychológov. V oblasti sociálnej robotiky si projekt kladie za cieľ výskum možností použitia sociálneho robota ako pomocného nástroja zberu rečových dát z dialógu človeka s robotom pre diagnostiku MCI a AD. Výstupom tiež bude vytvorenie odborne anotovanej databázy rečových nahrávok v slovenčine, určenej na štúdium prejavov MCI a AD v hlase a rečovom prejave vyšetrovaného, voľne prístupnej pre vedecké a akademické účely. |
Inteligentné riadenie tokov práce v cloude pre dynamické a metrikami optimalizované nasadzovanie aplikácií
Intelligent Cloud Workflow Management for Dynamic Metric- Optimized Application Deployment (ICONTROL)
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 31.12.2023 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. Ing. Hluchý Ladislav CSc. |
| Anotácia: | ICONTROL je platforma pre dynamické a inteligentné, na funkciách založené nasadzovanie aplikačných tokov
práce a ich dynamické zmeny počas behu v hybridných edge-cloudových výpočtových prostrediach.
ICONTROL automaticky skonštruuje a nasadí komplexné, na tokoch práce založené aplikácie. ICONTROL použije
sémantické informácie o dostupných funkcionalitách cloudových aplikácií na automatické vygenerovanie
komplexných tokov práce funkcií, ktoré budú vykonané s pomocou cloudových a edgeových zdrojov. Pomôže
používateľom automatizovať výber funkcií, konfiguráciu a nasadenie, riešenie zlyhaní za behu a problémov s
výkonom pomocou automatického znovunasadenia. Za účelom odstránenia prekážok v používaní komplexných
aplikácií zložených z tokov práce funkcií pre užívateľov ktorí nie sú expertami na cloud, ICONTROL bude
podporovať separáciu úloh do troch kategórií špecializácie. Vývojári cloudových aplikácií budú vyvíjať aplikácie,
sémanticky ich anotovať a popisovať. Algoritmy založené na umelej inteligencii budú pomáhať doménovým
expertom vytvárať aplikácie ako toky práce zložené z funkcionality poskytnutej vývojármi, používajúc pri tom
techniky semi-automatickej konštrukcie tokov práce s využitím sémantických popisov funckií. Aplikační používatelia
budú mať možnosť vybrať si toky práce na nasadenie a spustenie svojich aplikácií, pomocou automatizácie
navrhovaného systému, v komplexných cloudových a edgeových prostrediach, bez záťaže zložitých detailov
výberu toku práce, nasadenia aplikácie, riešenia chýb alebo zabezpečenia dostatku zdrojov.
ICONTROL významne zlepší komponovateľnosť a prispôsobivosť aplikácií ako tokov práce v celom spektre edgu a
cloudu, od vzdialených bezdrôtových IoT senzorov, cez osobné zariadenia až po veľké počítačové centrá,
vytvorením sémanticky obohatenej, platformovo nezávislej a bezpečnej platformy na vývoj a spúšťanie tokov práce
paradigmy FaaS (Function as a Service), s automatickým výberom a použitím infraštruktúrnych zdrojov. |
-
Manipulation of spin properties in 2D materials
Mikroelektromechanické senzory s rádiofrekvenčnýcm prenosom údajov
Microelectromechanical sensors with radio frequency data transmission
| Doba trvania: |
1.7.2021 - 30.6.2025 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Havlík Štefan DrSc. |
| Anotácia: | Projekt rozpracúva autormi navrhnutú metódu snímania najmä mechanických veličín s bezvodičovým prenosom
signálov / energií prostredníctvom elektromagnetického poľa, riešenia snímačov ako aj (mikro)
elektromechanizmov (MEMS). Úloha je logickým pokračovaním dosiahnutých výsledkov v rámci úspešného
riešenia predchádzajúceho projektu APVV 14-0076, kde bol navrhnutý a overený princíp snímania a koncepcia
riešenia snímačov podľa pôvodného návrhu (úžitkový vzor č. 8653 a zverejnenie patentovej prihlášky PP 121-
2018). Podaný projekt predstavuje ďalšie teoretické a metodicko-experimentálne spracovanie za účelom splnenia
špecifických požiadaviek na riešenie konkrétnych snímačov zahrnujúce poddajné - deformačné členy a
elektronické vyhodnocovacie obvody ako aj iných elektromechanizmov s ohľadom na vybrané aplikácie. Súčasťou
riešenia je vytvorenie prostriedkov pre modelovanie, simulácie a optimalizáciu vlastností s využitím dostupných
technológií MEMS. Ciele projektu sledujú najnovší svetový trend v oblasti riešenia MEMS. |
Modelovanie a supervízorové riadenie systémov prideľovania zdrojov v udalostných systémoch pomocou Petriho sietí
Modelling and supervisory control of resource allocation systems in discrete-event systems using of Petri nets
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2024 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Doc. Ing. Čapkovič František CSc. |
| Anotácia: | Udalostné systémy (Discrete-Event Systems - DES) sú systémy, ktoré zostávajú v danom stave pokým nie sú nútené tento stav zmeniť v dôsledku výskytu nejakej diskrétnej udalosti. V praxi majú charakter DES napr. pružné výrobné systémy, robotizované bunky, dopravné a komunikačné systémy a pod. Systémy prideľovania zdrojov (Resource Allocation Systems - RAS) v DES majú tendenciu k uviaznutiam (deadlocks). Uviaznutia treba eliminovať. Petriho siete (Petri Nets - PN) budú použité na modelovanie RAS a syntézu ich riadenia tak, aby sa vyhlo uviaznutiam. Budú skúmané dva prístupy syntézy supervízora: (i) na báze P-invariantov PN pri súčasnej dôkladnej analýze stromu dostupnosti PN (reachability tree - RT) a pri poznaní počiatočného stavu PN modelu RAS; (ii) pomocou dôkladnej analýzy štruktúry PN modelu RAS a nájdení násosiek (siphons) a pascí (traps), bez potreby poznať počiatočný stav. Oba prístupy budú porovnané. Ich efektívnosť a ich výhody a nevýhody budú vyhodnotené pomocou simulácie v prostredí Matlab. |
Nanoštruktúrne polovodivé materiály a ich integrácia do chemoodporových senzorov plynov a do senzorov ťažkých kovov
-
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2024 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
RNDr. Kostič Ivan |
| Anotácia: | Zámerom projektu bude uskutočniť základný výskum v oblasti hľadania nových progresívnych polovodivých
materiálov na báze kovových oxidov a disulfidov ako aj v oblasti výskumu technológie elektródového materiálu
na báze bórom dopovaných diamantových vrstiev. Predpokladáme, že naše aktivity budú zamerané na prípravu a výskum vlastností TiO2, NiO a WS2 vrstiev, ich vybraných kombinácii ako aj na ich dopovanie, pričom takéto nanoštruktúrne polovodivé materiály budú integrované do chemoodporových senzorov plynov umiestnených na
tenkých elektroizolačných membránach. Pozornosť bude venovaná aj výskumu technológie integrovaného
voltampérometrického senzora s ochrannou opolmérnou vrstvou Nafionu pre simultánne stanovovanie stopových koncentrácií ťažkých kovov. |
Nízko-dimenzionálne materiály- manipulácia, funkcionalizácia a bioaplikácie: LOW-D-MATTER
Low-dimensional materials - manipulation, functionalisation and bioapplications: LOW-D-MATTER
Ontologická reprezentácia pre bezpečnosť informačných systémov
Ontology representation for security of information systems
| Doba trvania: |
1.7.2020 - 30.6.2024 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Budinská Ivana PhD. |
| Anotácia: | V súčasnosti vo svete existujú viaceré iniciatívy, ktoré sa snažia formalizovať a štandardizovať popis bezpečnostných incidentov. Nie je však realistické, ani žiadané, sa domnievať, že sa podarí vytvoriť jediný spoločný štandard na popis všetkých bezpečnostných incidentov. Riešením môže byť vytvorenie základnej ontológie, ktorá by semanticky integrovala rôzne prístupy na popis hrozieb a útokov, čím by umožnila integráciu rôznych nezávislých štandardov a databáz poznatkov.
Na tento účel sa použijú nástroje na reprezentáciu a spracovanie ontológií. Bude to kombinácia postupov na zber údajov zo sieťovej komunikácie, vytváranie potrebných ontológií, napr. poloautomatická extrakcia ontológií z textu v prirodzenom jazyku - výučba ontológie, použitie vybraných pokročilých metód reprezentácie ontologických vedomostí, napr. kontextové znázornenie alebo metodológia ontologického metamodelingu. Významným posunom bude to, že ontológia modelu môže byť reprezentovaná grafom. Možno očakávať, že výsledky prispejú k efektívnejšiemu zdieľaniu, reprezentácii, ukladaniu, zdieľaniu a využívaniu poznatkov z oblasti kybernetickej bezpečnosti. |
Progresívne metódy transferu nanoštruktúrnych polovodivých 2D materiálov na báze dichalkogenidov tranzitných kovov do mikroelektronických prvkov
Progressive methods of the transfer of nanostructured semiconductive 2D materials based on transition metal dichalcogenides onto microelectronic elements
| Doba trvania: |
1.1.2022 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Mgr. Andok Robert PhD. |
| Anotácia: | Zámerom projektu je uskutočniť základný výskum v oblasti nových progresívnych nanoštruktúrnych polovodivých materiálov na báze dichalkogenidov tranzitných kovov so zameraním na nanoštruktúrne disulfidy. Cieľom je skúmať vlastnosti vybraných nanoštruktúrnych disulfidov z hľadiska ich využitia v mikrolektronike a ukázať predpokladané prednosti nanoštruktúrnych disulfidov v porovnaní s objemovými polovodičovými materiálmi.
Pre tento účel navrhneme modelové mikroelektronické prvky na báze konkrétnych nanoštruktúrnych disulfidov
ako sú WS2, MoS2, MSe a vypracujeme technologické metódy ich prípravy. Zameriame sa na zvládnutie metód
mechanickej a chemickej exfoliácie vrstiev nanoštruktúrnych disulfidov a ich prenosu na mikroelektronický prvok na substráte. V ďalšej časti projektu sa budeme venovať analýze týchto vrstiev a ich štruktúrnych vlastností fyzikálnymi metódami (SEM, AFM, EDX, Ramanova spektroskopia a pod.) a charakterizácii elektrických a transportných vlastností modelovej mikroelektronickej štruktúry. |
Sémantické distribuované výpočtové kontinuum pre spracovanie extrémnych dát
Semantic distributed computing continuum for extreme data processing
| Doba trvania: |
1.1.2023 - 31.12.2025 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. Ing. Hluchý Ladislav CSc. |
| Anotácia: | Od začiatku éry veľkých dát sa vyvinulo množstvo prístupov na ich spracovanie. Napriek tomu, vzhľadom na
nepretržitú a extrémne vysokú rýchlosť generovania dát sa ani pomocou pokročilých vedeckých nástrojov takéto
dáta nedajú efektívne analyzovať. V súčasnosti pritom treba pracovať s veľkými dátami nielen vo vysoko
výkonnom cloudovom prostredí, ale aj v menej výkonnom, vysoko distribuovanom periférnom prostredí “edge“
(napríklad internet vecí, senzory a iné). Požiadavky na analýzu sa stávajú extrémnejšími v tom zmysle, že
napríklad v dôsledku vysoko distribuovaných dát v edge-cloudovom kontinuu vznikajú neúplné dátové sady,
nové požiadavky na zabezpečenie dát a iné.
Riešenie vyššie spomenutej problematiky sa nemôže koncentrovať iba na dáta. Extrémna analýza údajov si
vyžaduje extrémne dátové siete umožňujúce inteligentné vykonávanie úloh v edge-cloudovom kontinuu tak, aby
sa minimalizoval presun veľkých dát a maximalizovalo sa využitie zdrojov nachádzajúcich sa v blízkosti dát, čím
sa zvýši ich zabezpečenie. |
Štúdium elektrónových vlastností 2D materiálov ultra-presnými metódami kvantového Monte Carla
-
Technológie automatického spracovania reči na pomoc v krízových situáciách
Automatic speech processing technologies for support in crisis situations
| Doba trvania: |
1.1.2021 - 31.12.2024 |
| Program: |
VEGA |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Prof.Mgr. Beňuš Štefan PhD. |
| Anotácia: | Projekt navrhuje cielené zlepšenie technológií automatického spracovania reči pre ich uplatnenie pri riešení krízových situácií. Využitie najnovších metód v syntéze reči, verifikácii hovoriaceho, ale aj výskum identifikácie stresu alebo prejavov respiračných problémov v hlase hovoriaceho umožní vytvorenie nových funkcionalít umelej inteligencie v oblasti rečových technológií. Výsledky implementované do funkčných laboratórne overených prototypov pre slovenčinu a rómčinu môžu slúžiť vývojárom z praxe, ktorí vyvíjajú informačné systémy a aplikácie napríklad v oblasti varovania a manažmentu krízových situácií, vyhľadávania potenciálnych nosičov vírusu, alebo kontroly osôb pri inteligentnej karanténe. Ako kolektív dlhodobo spolupracujúci v oblasti informačných technológií a automatického spracovania reči, cítime potrebu prispieť takto nielen k zvládnutiu súčasnej situácie spôsobenej pandémiou COVID-19, ale aj podporiť výskum budúceho využitia hlasových technológií v zdravotníctve alebo štátnej správe.
|
Umelá inteligencia pre precíznu onkológiu: od analýzy jednotlivých vzoriek po real-time monitorovanie progresie nádorových ochorení.
Artificial Intelligence for Personalised Oncology: from Single-Sample Assessment to Real-time Monitoring of Solid Tumours (AIPOLOGY)
| Doba trvania: |
1.7.2022 - 30.6.2025 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
doc. Ing. Hluchý Ladislav CSc. |
| Anotácia: | Onkológia 21. storočia sa zmenila tým, že začala byť závislá na spracovaní veľkých dát pri stanovení optimálnej liečby pacienta. Tento prístup však stále nie je schopný negovať niektoré základné obmedzenia vyplývajúce z toho, že tumory sú heterogénne, ich analýza je finančne aj časovo náročná a vo väčšine prípadov je analyzovaný len jeden časový snapshot nádorovej evolúcie. S nasadenim monitorovacích metód na základe tekutej biopsie sa však dostávame do situácie kedy je možné monitorovať stav nádorového ochorenia v reálnom čase, avšak väčšina algoritmov ktoré existujú nebola na túto eventualitu vôbec navrhnutá. Prezentovaný projekt AIpology sa snaží držať krok s dobou tým, že navrhne a implementuje nové algoritmy umelej inteligencie a štatistického učenia, ktoré budú navrhovať optimálnu liečbu onkologického pacienta na základe dost upných therapeuticky cieliteľných mutácií, ktoré budú interpretované s ohľadom na to v akých klonoch nádorových buniek sa nachádzajú, aké sú vzťahy medzi jednotlivými klonmi a s ohľadom na to ako sa daná tumorová štruktúra bude vyvíjať v čase. Navrhnutý systém bude schopný vysvetliť prečo a kedy sa sa nádor stane rezistentný na zvolenú terapiu a navrhne možné cesty ako ďalej keď sa tak stane. Projekt AIpology je založený na výskume našej skupiny, ktorý trvá už vyše dekádu a datuje sa od času prvých štúdií dekódovania nádorového genómu na univerzite v Oxforde, u ktorých sme boli prítomní. |
Získanie pravdivých informácií o kliešťoch
Getting the right info on ticks
| Doba trvania: |
1.7.2023 - 30.6.2027 |
| Program: |
APVV |
| Zodpovedný riešiteľ: |
Ing. Gatial Emil PhD. |
| Anotácia: | Napriek faktu, že kliešť obyčajný, Ixodes ricinus je predmetom štúdií minimálne storočie, ostáva množstvo
nezodpovedaných otázok týkajúcich sa ekológie tohto druhu. Viaceré aspekty základnej biológie a fenológie druhu
sú stále nepreskúmané. Globálne zmeny v životnom prostredí vrátane klimatických zmien, zmeny charakteru
krajiny a urbanizácie sa podieľajú nielen na zmenách v distribúcii kliešťov, ale ovplyvňujú aj bionómiu a sezónnu
aktivitu kliešťov. Pijak lužný, Dermacentor reticulatus sa meniacim sa podmienkam rýchlo prispôsobuje a jeho areál
rozšírenia sa zväčšuje. Je potrebné podrobne preskúmať oblasti, kde sa tieto kliešte vyskytujú (prírodné aj mestské
biotopy), keďže ich areál výskytu sa v priebehu posledných desaťročí zm enil. Hustota kliešťov infikovaných
patogénnymi agens je hlavným rizikovým faktorom pre ľudí, ktorí sú v danej oblasti vystavení kliešťom. V
navrhovanom projekte bude sledovaná aktivita kliešťov číhajúcich na hostiteľa pomocou metódy „kliešťových
záhradiek“, ale aj prostredníctvom zberu kliešťov z vegetácie metódou vlajkovania. Pomocou metodiky „kliešťových
záhradiek“ budeme sledovať aj životný cyklus kliešťov a sezónnu aktivitu jednotlivých vývojových štádií, ako aj ich
prežívanie. Keďže tieto dva druhy kliešťov sú považované za epidemiologicky najvýznamnejšie, zameriame sa aj
na prevalenciu a výskyt kliešťov infikovaných patogénnymi agens nielen v prípade nenacicaných kliešťov, ale aj
kliešťov cicajúcich na zvieratách. V dôsledku meniacich sa podmienok, budeme sledovať aj prenikanie a výskyt
nepôvodných druhov kliešťov na Slovensku, keďže tieto druhy kliešťov môžu do našej oblasti zanášať nové
patogény.
Informácie získané výskumným tímom počas plnenia cieľov projektu, ako aj počas predchádzajúcich štúdií budú
použité pri vývoji mobilnej aplikácie na identifikáciu kliešťov a vytvorení webovej stránky, ktorá prinesie benefity
širokej verejnosti ako aj odborníkom na vyhodnotenie rizika infekcie patogénmi prenášanými kliešťami. |
Celkový počet projektov: 15
Databáza národných projektov