Sistemas de visão de inspiração biológica

A área científica de SDC está activamente envolvida nas principais áreas de investigação no domínio dos sistemas de língua falada tais como o reconhecimento de fala, síntese de fala, compreensão de fala, pré-processamento de áudio, sistemas de diálogo multi-modais, sistemas de comunicação aumentativa e alternativa, identificação de patologias na fala, entre outros.

Os vigilância existentes em grandes infraestruturas (cidades, centros comerciais, autoestradas) são constituídos por centenas de câmaras mas os sinais de vídeo são geralmente guardados sem sofrerem qualquer processamento. Pretende-se desenvolver sistemas inteligentes capazes de seguir pessoas e veículos usando múltiplas câmaras. O sistema deve ainda detectar actividades e reconhecer situações anómalas.

O sistema deve autocalibrar-se, ser capaz de fundir a informação de vários sensores, de reconhecer o tipo de objectos presentes (pessoas, viaturas) e detectar eventos anómalos.

Os sistemas de biometria permitem a identificação automática de pessoas através da análise de características fisiológicas (tais como a íris ou a impressão digital) ou comportamentais (por exemplo padrões de interacção com o computador através do teclado ou do rato). Estes sistemas, restringindo o acesso a serviços e bens, têm uma importância crescente na sociedade actual, em particular a nível do acesso informático a informação privada. As áreas de processamento de sinal e reconhecimento de padrões fornecem o suporte essencial para abordar este tipo de problemas. Alunos e investigadores da ASCDC têem feito contribuições pioneiras nesta área, em particular na introdução e integração de novas modalidades em biometria.

A Biologia, nomeadamente o estudo de populações de células, proporciona desafios aliciantes para o estudo e projecto de colectivos compostos por muitos robots (enxames de robots). Exemplos de resultados obtidos em interacção com biólogos do Instituto Gulbenkian de Ciência são a determinação da dinâmica da probabilidade dos membros do colectivo se distribuirem numa dada região, e o controlo óptimo do colectivo para que este maximize a sua presença numa região, ou a inspiração no sistema imunitário para a detecção de situações anómalas por redes de sensores e robots.

Tem sido realizado trabalho na análise de imagem médica (CT. MRI, ultrasom) com o objectivo de extrair informação sobre os órgão visualizados p.ex., extracção da fronteira de órgãos, estimação da superfície da carótide ou seguimento do coração.

Existem vários projectos em curso, envolvendo colaborações internacionais e empresas, no domínio do desenho de sensores e processamento de sinais electrofisiológicos. Um destes projectos consiste no reconhecimento de padrões cognitivos, afectivos e indicadores de identidade na interação pessoa-computador, que teve o seu início com o projecto HiMotion.

O sono tem uma estrutura temporal constituída por uma sequência de microestados que pode ser estimada a partir de sinais de EEG.

A análise do sono requer o desenvolvimento de modelos dinâmicos que descrevam as transições de estado e os eventos que lhes estão associadas.

O controlo da anestesia é um projecto em curso que tem por objectivo monitorizar o estado de pacientes e controlar a de forma automática a quantidade de fármaco a administrar para manter o grau de relaxamento pretendido.

Pretende-se automatizar esta tarefa e reduzir a quantidade de fármaco a administrar durante uma intervenção cirúrgica.

A robótica submarina ocupa uma parte importante desse esforço. Foram desenvolvidos robots submarinos capazes de realizar missões oceânicas. Estes veículos estão equipados com sistemas de comunicações e possuem elevada autonomia.

A área de SDC tem uma forte tradição em futebol robótico tendo participado em vários torneios internacionais. O futebol robótico é uma oportunidade excelente para o desenvolvimento de métodos de cooperação entre robots diferentes.

A cooperação permite que o conjunto realize tarefas que cada um dos robots não consegue realizar.

Pretende-se desenvolver uma equipa de robots capazes de actuar de forma cooperativa em missões de busca e salvamento.

Isso requer a combinação de métodos avançados de visão com métodos de inteligência artificial distribuída.

Foi controlado o campo de colectores solares de Almeria (Espanha). O campo de Almeria coloca problemas de controlo interessantes pois as condições de operação alteram-se frequentemente (p.ex., núvens).

Isso requer o uso de métodos adaptativos capazes de ajustar os modelos e do controlador durante a operação do sistema.

As instalações industriais são compostas por um grande número de processos e de sensores. Isso coloca desafios muito interessantes em termos de modelamento e controlo.

Foram desenvolvidos modelos para centrais térmicas da EDP e o ex«nsaio de estratégias de controlo baseadas em controlo adaptativo, com o objectivo de aumentar o rendimento.