Home / Komentari i stavovi / ‘Data znanstvenici’ u postanku

‘Data znanstvenici’ u postanku

Inteligentni softveri koji detektiraju patološke promjene s pomoću medicinskog oslikavanja liječniku mogu skrenuti pozornost na problem. Istražuju ih i razvijaju na FER-u.

Slika je prisutna u svim ljudskim djelatnostima te je podložna subjektivnoj kao i objektivnoj analizi. Ljudski mozak često nije iz prvog pokušaja sposoban obraditi sve njezine karakteristike i svojstva, a kako se kvantiteta slika povećava, biva sve teže opaziti specifičnosti svake zasebne jedinke ili uočiti pogreške prilikom analize. Rješenje tih problema, kao i detaljni istraživački rad, više od dvadeset godina nudi Istraživački laboratorij za obradu i analizu slike s Fakulteta elektrotehnike i računarstva u Zagrebu.

Na čelu tima je profesor Sven Lončarić, koji ga je osnovao 1994. godine nakon što se u Zagreb vratio s američkog sveučilišta University of Cincinnati, gdje je doktorirao u području obrade slike kao dobitnik prestižne Fulbajtovih stipendija. Grupa se bavi istraživanjima u području teorije i primjena obrade slike, raspoznavanja uzoraka i računalnog vida u raznim područjima ljudske djelatnosti. Istraživački problemi kojima se grupa bavi uključuju ekstrakciju značajki slika, segmentaciju slika, registraciju slika, analizu kretanja iz video-snimki te algoritme primjerene za implementaciju navedenih metoda u stvarnom vremenu.

Zahvaljujući velikoj raspoloživosti računala te njihovoj sve većoj brzini i snazi danas je moguće da oni obavljaju slične zadaće kao što to može ljudski sustav vizualne percepcije. Tako su u stanju prepoznati objekte oko sebe, razumjeti sadržaj scene koju vidimo, detektirati i predvidjeti kada se kreću pokretni objekti. Sposobni su i za mjerenja i razne oblike brojanja (primjerice koliko pješaka prelazi preko zebre) – objašnjava profesor Lončarić.

Sustav računalnog vida sastoji se od računala na koje je spojena kamera koja poput ljudskog oka snima sliku, a koje računalo učitava, te napravi obradu podataka s ciljem da se slika poboljša, da se prepoznaju detalji iz neke snimljene scene ili pak da se naprave kvantitativna mjerenja objekata u slici. U području obrade i analize slika u biomedicini dosadašnji projekti obuhvaćali su teme kao što su: analiza slika očne pozadine dobivenih fundus fotografijom i OCT snimanjem, praćenje intravaskularnih katetera u stvarnom vremenu iz rendgenskih video-snimki, analiza Doppler ultrazvučnih slika u kardiologiji upotrebljava digitalnih atlasa, analiza slika u nuklearnjoj medicini te analiza CT i MR slika mozga i drugih organa.

Razvoj računalnih tehnologija i uređaja za medicinsko oslikavanje omogućuje snimanje velikog broja slika koje sadrže brojne informacije o anatomiji i funkciji organa u ljudskom tijelu, što dovodi do zasićenosti ogromnom količinom dijagnostičkih podataka koje je potrebno analizirati. Zato se u praksi javlja velika potreba za inteligentnim softverom koji detektira patološke promjene te tako liječniku može skrenuti pozornost na problematično područje. Važno je naglasiti da računalo ne zamjenjuje čovjeka, već mu pomaže da što bolje obavi svoj posao – dodaje Lončarić.

Obrada i analiza slike iznimno je korisna za detekciju rane retinopatije. U tom slučaju fundus fotografijom dobiva se slika očne slike pozadine, pomoću koje se može na vrijeme detektirati je li pacijent u opasnosti da ostane bez vida. Kako je u svakoj zemlji na svijetu mnogo ljudi sa šećernom bolesti, interes za taj softver sigurno će biti velik.

Razvijamo softverne metode algoritama koji učitaju slike, zatim kažu je li slika normalna ili su se pak dogodile neke patološke promjene – priča Lončarić o projektu kojim se trenutačno.

Osim istraživačkog laboratorija, prof. dr. sc. Sven Lončarić vodi i Centar izvrsnosti za računalni vid, čija je misija omogućiti studentima stjecanje novih znanja u području teorije i primjene sudjelovanjem u istraživačkim i razvojnim projektima Centra. Uključen je i u FER-ov novi nacionalni Znanstveni centar izvrsnosti za znanost o podacima i napredne kooperativne sustave, koji povezuje 13 institucija u Hrvatskoj. Riječ je o jednom centru u Hrvatskoj u području tehničkih znanosti. Tržište velikih podataka brzorastući je sektor ukupne vrijednosti od više milijardi eura, a o zanimanju ‘data znanstvenik’ govori se kao jednom od najatraktivnijih zanimanja desetljeća. Lončarić zato vjeruje da je osnivanje tog Znanstvenog centra bilo prijeko potrebno te da će dati dodatni doprinos pri razvoju svjetske znanosti te hrvatskom gospodarstvu.

Obrada i analiza slike iznimno je korisna kod za ranu detekciju rane retinopatije. Osim u medicini, u praktičnoj je uporabi i u automobilskoj industriji, kod izrađivanja naprednih sustava za asistenciju vozača.

<pOsim u medicini, obrada i analiza slike u praktičnoj je uporabi i u automobilskoj industriji, kod izrađivanja naprednih sustava za asistenciju vozača. U području naprednih sustava za asistenciju vozačima prof. Lončarić vodio je dvogodišnji projekt VISTA, financiran iz pretpristupnih fondova IPA, u okviru kojeg je istraživački tim od osam profesora i osam doktora-nada istraživao i razvijao tehnologije korisne za asistenciju vozačima. Vozilo može imati ugrađene kamere koje gledaju okolinu automobila, prometne znakove, pješačke prijelaze, mogu smanjiti brzinu vožnje. Kamere mogu promatrati vozača te softver koji analizira sliku, ako detektira da mu se od umora sklapaju oči, može ga na vrijeme upozoriti. Razvijen je sustav s više kamere za vizualizaciju okoline vozila, za upozorenje od opasnosti sudara te za korekciju boja radi povećavanja kvalitete slike snimljene kamerom. Grupa je u tome napravila nekoliko inovacija, a ponajviše je surađivala s domaćom tvrtkom Xylon, koja se bavi proizvodnjom uređaja, koje zatim prodaje velikim svjetskim proizvođačima komponenti za automobilsku industriju, poput primjerice Boscha. Prilikom procesa automatizirane proizvodnje gospodarstvu također treba pomoć toga istraživačkog laboratorija. U laboratoriju su razvili metode koje omogućuju vizualnu kontrolu proizvoda.

Taj se proces naziva transfer tehnologije iz istraživačkih institucija u gospodarstvo.

Njegova istraživačka grupa sastoji se od nekoliko članova koji su sveučilišni nastavnici i mentori mladih članova, a u njoj su trenutačno i tri doktoranda-istraživača zaposlena na Fakultetu. Osim toga, prof. Lončarić mentor je drugim doktorskim studentima zaposlenima u gospodarstvu. Glavni izazov svih istraživačkih grupa u svijetu je kako osigurati sredstva za financiranje istraživanja, konkretno sredstva za financiranje plaća doktoranda zaposlenih na fakultetima te za nabavu istraživačke opreme. Općenito sredstva su dostupna iz privatnih i javnih izvora za financiranje istraživanja i razvoja. Jednog nam doktoranda financira sustav znanstvenih novaka, a druga dva gospodarstvo, dakle tvrtke koje financiraju istraživanja i razvoj usmjeren na stvaranje novih proizvoda temeljenih na znanju.