Projekti / Programi
Algoritmi in optimizacijski postopki v telekomunikacijah
01. januar 2015
- 31. december 2018
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.08.00 |
Tehnika |
Telekomunikacije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T000 |
Tehnološke vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
interakcija človek-stroj, senzorji, analiza gibanja, telekomunikacijska infrastruktura, e-zdravje, e-medicina, optimizacija, načrtovanje integriranih vezij.
Raziskovalci (40)
Organizacije (1)
Povzetek
Raziskovalni program pokriva širok in interdisciplinaren nabor raziskav s področij telekomunikacij in elektronike. V veliki meri gre za nadaljevanje preteklih raziskav s področij interakcije človek-stroj, senzorjev in analize gibanja, e-medicine, telekomunikacijske infrastrukture in storitev ter optimizacije in načrtovanja integriranih vezij. V tem dokumentu navajamo nekaj bistvenih poudarkov bodočih raziskav in rezultatov na teh področjih.
Na področju interakcije človek-stroj bomo raziskovali možnosti večmodalne interakcije človek-stroj, ki temelji na souporabi večjega števila komunikacijskih kanalov v uporabniških vmesnikih. Osredotočili se bomo tudi na razpoznavo čustvenega stanja in občutkov uporabnika in njegovih socialnih signalov. V sklopu raziskav na področju nosljivih senzorskih naprav bodo aktivnosti usmerjene k nadaljnjem preučevanju možnosti analize gibanja s tovrstnimi napravami in omogočanju biološke povratne vezave s podporo brezžične komunikacije.
Na področju telekomunikacijske infrastrukture se bo raziskovalno delo nadaljevalo na fiksno mobilni konvergenci s tehnologijo »vlakno-radio«, kot tudi na razvoju novih anten za MIMO v milimeterskih valovih. Nov poudarek bo na optimizaciji radiofrekvenčnih in optičnih zvezno nastavljivih kasnilnih linij, ki so del naprednih dostopovnih omrežij in optičnih povezav za podatkovne centre. Iskali bomo tudi rešitve za pametna elektroenergetska omrežja. Na področju kvalitete storitve za domensko specifične aplikacije bodo raziskave obsegale študij izbranih aplikacij ter definiranje postopkov in metrik za objektivno spremljanje QoS na aplikacijskem sloju.
Delali bomo na rešitvah e-zdravja, s poudarkom na uporabi senzorike in razvijali aplikacije v različnih domenah (medicina, ekologija, šport, okolje ipd.). Z našim delom bomo pokrili področje napredne obdelave splošnih medicinskih signalov, obdelave medicinskih slik in satelitskih slik. Posebno pozornost bomo posvetili multimedijskim storitvam, distribuciji multimedijskih vsebin, izobraževanju ter personalizaciji.
V prihodnjih petih letih se nameravamo osredotočiti tudi na vpeljavo postopkov za postopno aproksimacijo matrike drugih odvodov v direktne optimizacijske postopke. Na področju metaoptimizacije nameravamo uporabiti postopke strojnega učenja za optimizacijo parametrov in zgradbe optimizacijskih postopkov. Na področju razvoja algoritmov za t.i. dataflow računalnike bomo nadaljevali raziskave v smeri prilagajanja pogosto uporabljanih algoritmov v telekomunikacijah.
Na področju elektronskih sistemov bomo razvili nove postopke in metode za načrtovanje kompleksnih elektronskih vezij s poudarkom na verifikaciji in testiranju, raziskavah in razvoju elektronskih vezij za specifične ciljne aplikacije na področju komunikacij, logistike, transporta in obdelave slikovnih in govornih signalov.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati načrtovanih raziskav s področja interakcije človek-stroj in analize gibanja človeka na osnovi nosljivih senzorjev bodo torej zanimiva za širok krog znanstvenih področij in posameznikov in bodo nudila osnovo nadaljnjim multidisciplinarnim raziskavam. Predlagani mehanizmi v uporabniških vmesnikih in konkretni algoritmi bodo v pomoč tudi strokovnjakom v podjetjih, ki se ukvarjajo z načrtovanjem sodobnih informacijsko-komunikacijskih naprav in aplikacij.
Z metodami strojnega učenja na podlagi diagnostičnih podatkov in pripadajočih diagnoz zgradimo in preverimo model postavljanja diagnoze. Strojno predlagane diagnoze zdravniškemu osebju bistveno olajšajo delo, saj se lahko osebje posveti natančnejši obravnavi bolezenskega stanja. Raziskave na področju e-zdravja in m-zdravja bodo povezovale discipline telekomunikacij, komunikacijskih tehnologij in medicine. Rezultati teh interdisciplinarnih raziskav bodo prispevali znanja na področjih vpeljevanja rešitev za e-zdravje in m-zdravje v realna okolja ter izgradnjo teh za evropski prostor z možnostjo mednarodnega povezovanja in transparentnega prenosa tehnologij.
Na področju sodobnih telekomunikacijskih omrežij in storitev bodo predlagane raziskave na področju SDN in 5G pomembno prispevale k nadaljnjemu razvoju heterogenih komunikacijskih omrežij v kontekstu zmogljivih omrežnih tehnologij in interneta prihodnosti, ki bo v prihodnje združeval brezžične, mobilne, satelitske in fiksne komunikacijske rešitve. Na področju optičnih komunikacij trenutno ni enotne in optimalne rešitve za usmerjanje, določanje stopnje modulacije in alokacije frekvenčnega spektra za prihodnje generacije jedrnih transportnih omrežjih v povezavi z dostopovnimi omrežji.
Na področju načrtovanja integriranih vezij bomo razvili nove pristope pri snovanju kompleksnih digitalnih elektronskih sistemov, nove metodologije verifikacije in testiranja, nove elektronske sisteme za specifična področja, ki zaradi hitre obdelave podatkov zahtevajo izvedbo z namensko specifičnimi integriranimi vezji.
Učinkovita obdelava podatkov, pohitritev izvajanja algoritmov, možen prihranek energije in prostora lahko odpre nove možnosti raziskav, ki prej zaradi raznih ovir niso bile mogoče ali izvedljive v doglednem času. Pričakujemo, da bodo novi postopki za postopno aproksimacijo matrike drugih odvodov, ki ne zahtevajo informacije o prvih odvodih funkcije, postali eden od osnovnih sestavnih delov kvazi-Newtonovih direktnih optimizacijskih postopkov. Zaradi hitre konvergence kvazi-Newtonovih postopkov pričakujemo, da se bo trajanje postopkov dimenzioniranja vezij skrajšalo. Z uporabo metod strojnega učenja za metaoptimizacijo parametrov in zgradbe optimizacijskih postopkov pričakujemo, da bomo odprli novo raziskovalno področje.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskovalni program vključuje tudi sodelovanje z drugimi evropskimi raziskovalnimi ustanovami s področja informacijske tehnologije in telekomunikacij omogoča skupno sodelovanje pri konkretnih raziskavah in iskanju praktičnih rešitev. Rezultati omogočajo večjo prepoznavnost slovenskih znanstvenikov na tem področju in izboljšujejo možnosti sodelovanja v okviru razpisov evropskih raziskovalnih programov.
Prepričani smo, da bodo razvita dostopovna omrežja za 100 Gbit/s, ki temeljijo na združevanju optičnih in radijskih komunikacij z »vlako-radio« tehnologijo zagotavljala nove priložnosti v informacijski družbi. Poleg tega se bodo novo razvite telekomunikacijske komponente, kot so zvezno nastavljive kasnilne linije in elektro-optični oscilatorji, lahko uporabljali na področju elektrotehnike, kakor tudi za različne merilne naprave, kot so na primer pospeševalniki delcev, polja radijskih teleskopov in za nadzorne sisteme, kjer je pomembna natančna porazdelitev signalov.
Znanje o optimizacijskih postopkih predstavlja temelj za razvoj naprednih sistemov samodejnega načrtovanja vezij in sistemov. Tovrstna znanja so pomembna tudi na področjih strojnega učenja, adaptivnih sistemov in umetne inteligence. Za razvoj sodobnih informacijskih tehnologij je skoraj nujno znanje vsaj enega od teh področij. Raziskovalna dejavnost na področju optimizacije umešča Slovenijo na raziskovalni zemljevid sveta in v slovenski družbi akumulira znanja, ki so nujno potrebna za konkurenčnost v svetu, v katerem točna in pravočasna informacija postaja glavna dobrina.
Učinkovita obdelava podatkov ima prav tako raznovrstne vplive na veliko področij našega družbenega in zasebnega življenja. Najpomembnejši vpliv uporabe t.i. dataflow računalnikov vidimo v velikih prihrankih energije in prostora. Na primer, za obdelavo enake količine podatkov na dataflow računalniku, v primerjavi s klasičnim računalnikom, lahko pričakujemo do dvajsetkratne prihranke energije in do dvajsetkratne prihranke prostora za opremo.
Menimo, da kot generator inovativnosti na področju multimedijskih storitev skrbimo za stik slovenskega tehnološkega prostora z najsodobnejšimi dognanji na tem področju. Kot ugledna raziskovalna skupina v evropskem tehnološkem in raziskovalnem prostoru krepimo ugled slovenskega znanja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
