Интервью с командой DynAcSys

Сегодня на вопросы нашего интервью отвечает команда DynAcSys 

Представьте вашу команду

В команду разработчиков «Интерактивного Мобильного Диагностического Устройства – Когнитивной сетевой системы диагностики состояния здоровья человека» входят несколько групп специалистов из организаций Нижнего Новгорода, Москвы, Санкт-Петербурга, Ростова-на-Дону, Сургута, обладающие профессиональным опытом многолетних исследований живых систем и разработкой инструментальных средств регистрации диагностических параметров для определения функциональных состояний «здоровье – болезнь» для различных изучаемых категорий людей. В работе участвуют заинтересованные сотрудники отдела «Радиофизические методы в медицине» Института прикладной физики РАН, Нижегородского государственного Университета им. Н.И.Лобачевского, Нижегородской государственной медицинской академии, (в их составе 4 доктора наук 6 кандидатов) а также ряда коммерческих фирм города. Кроме того, имеется договоренность о привлечении к работе сотрудников НИИ Биофизики и медицинской кибернетики при ГБОУВПО «Сургутский ГУ Ханты-Мансийского АО - Югры», Научно-исследовательского Центра (авиационно-космической медицины и военной эргономики) 4-го Центрального Научно-исследовательского Института Министерства Обороны России и ряда других заинтересованных организаций Москвы, Санкт Петербурга, Ростова-на-Дону.

Формализованное описание состояний и поведения человека проводится с помощью динамических моделей распределенных систем. Поэтому нами выбрано соответствующее название команды: «Динамика активных систем» (DynAcSys) .

Почему вы решили принять участие в Отборе?

Мы решили принять участие в Отборе по ряду причин:

• В рамках компании ООО «Мини-институт ПРИНТ» (уже получившей статус участника фонда «Сколково») нами проводится разработка компактного анализатора многокомпонентных жидкостей. Экспериментальные испытания такого устройства, разработанного сотрудниками ИПФ РАН, показали возможность его использования для медицинской экспресс-диагностики, выявления поддельных продуктов питания и лекарств, а также для широкого диапазона других приложений.
•  Принять участие в конкурсе нам рекомендовали организаторы отбора «Концепции» в процессе совместных дискуссий.
•  Результаты многолетних исследований механизмов работы живых систем, работы по математическому и программному моделированию когнитивных нейро-симуляторов, а также конкретных работ по практическому созданию и последующему внедрению систем распознавания образов и систем искусственного интеллекта сформировали у нас понимание (убеждение) в реальности создания симулятора живых систем. Мобильное диагностическое устройство – один из вариантов реализации такого симулятора состояний человека, ориентированный на медицинское применение.
•  Кроме того, дополнительный интерес к данной работе сформировался в процессе составления заявки на участие.

Какие заболевания вы дополнительно включили в список?

Мы расширили список следующим образом (и это не предел):

• стресс, эмоциональное напряжение;
• дефицит внимания;
• прединфарктное состояние;
• наркотизация;
• онкологические заболевания;
• парапротеинемии;
• интоксикация организма;
• угроза преждевременных родов;
• болевые ощущения.

Как распределяются обязанности в вашей команде?

 В состав нашей команды входят разработчики различных специализаций, которые ориентированы на:

• инженерную реализацию уже проверенных технических решений;
• программную реализацию выбранных алгоритмов для серверов и предполагаемых к использованию мобильных ПК;
• разработку алгоритмов, моделирующих функциональное состояние живых систем;
• исследование закономерностей функционального состояния и поведения человека на основе существующих формализованных его описаний;
• разработку новых методов контроля функционирования живых систем.

На какой стадии развития концепции вы сейчас находитесь?

Можно выделить основные опорные точки: 

• Разработана концепция архитектуры «Симулятора живых систем» (публикации в трудах конференций «Нелинейная динамика в когнитивных процессах», ИПФ РАН, 2009 г. и 2011 г., http://www.nd-cogsci.iapras.ru/2011/, а также в тематическом выпуске журнала «Прикладная нелинейная динамика», 2011, № 6).
• Разработан прототип «Анализатора многокомпонентных жидкостей», для которого в экспериментальных испытаниях было показана возможность его использования для медицинской экспресс-диагностики, выявления поддельных продуктов питания и лекарств, а также для широкого диапазона других приложений. 

• Разработаны действующие образцы биометрических систем для идентификации человека.
• Разработан портативный УЗ прибор для контроля толщины жирового слоя и структуры мышечной ткани человека.
• Разработаны экспериментальные критерии для оценки состояния человека с помощью беспроводной кардиоинтервалографии.
• Разработаны версии приборов и информационных систем, которые позволяют получить интегративные показатели пользователя (диагностические признаки психического, физиологического, биомеханического, биофизического статуса). Определены особенности тремора, связанные с ощущением боли.
• Разработаны экспериментальные критерии для оценки функционального состояния мозга человека и межполушарной асимметрии методом дихотической стимуляции, а также оценок уровня эмоционального напряжения на основе данных о порогах цветоразличения в рамках цветовой модели HLS. Использование таких биосенсоров позволяет оценить когнитивную систему, эмоциональное состояние и вегетативные функции пациентов - пользователей, а также спортсменов.
• Разработан вопросник (http://www.visionsurvey.net) для оценки функционирования и здоровья пациента.

В чем сложность реализации ваши концепции? 

Основная сложность состоит в разработке обобщающей модели, позволяющей описывать (симулировать) состояние «здоровье – болезнь» человека на основе интеграции данных с различных сенсоров.

Для этого необходимо проведение обширных и весьма трудоемких исследований по получению, и последующей интерпретации экспериментальных данных, полученных на этапных версиях разрабатываемого «Мобильного Диагностического Устройства», а также сопоставление их с результатами модельных описаний.

Вся эта работа потребует продуманной структуры в организации взаимодействия между исполнителями различных частей разработки и соответствующего финансирования проводимых работ.

Расскажите о дизайне и интерфейсе вашего МДУ, каким вы его видите? 

Структура системы реализуется как сетевая «клиент - серверная» система, построенная на основе мобильных вычислительных систем от смартфонов, до планшетных компьютеров и ноутбуков, агрегатируемых с диагностическими датчиками различной природы. Эти датчики, окончательный набор и типы которых должны быть определены в процессе работы, формируют сигналы, регистрируемые мобильными вычислительными системами, формирующими диагностические параметры. Процедура сравнения текущих значений параметров с «эталонными» значениями происходит в сети и должна быть реализована на основе технологии «облачных» вычислений. Функциональная архитектура взаимодействия отдельных «клиентских» устройств с обслуживающими систему «серверами» представлена на рисунке.

В каких областях, по вашему мнению, может применяться МДУ? 

Технология направлена на использование в следующих сегментах рынка: 

• медицинская экспресс-диагностика;
• спортивная медицина;
• ветеринарная экспресс-диагностика;
• выявление фальсификатов фармакологической продукции;
• экспресс-метод контроля качества жидких пищевых и технических продуктов;
• криминалистика;
• парфюмерная промышленность;
• технологический контроль в производстве лекарств, а также производстве пищевых продуктов.
• системы охраны;
• строительная индустрия и другие области. 

Почему именно ваша концепция достойна победы? В чем ее преимущества?

Исследования механизмов работы живых систем и разработка соответствующих им алгоритмов и программных систем, позволяющие создавать симуляционные модели конкретного пользователя, говорят о широкой рыночной перспективе Предлагаемого устройства.

В настоящий момент для реализации предложенной концепции мы имеем возможность сформировать уникальную по своему составу команду высокопрофессиональных учёных, представляющих различные направления знаний от медицины, биологии, психофизиологии до специалистов в области теории информации, нейронных сетей, систем искусственного интеллекта, когнитивных систем. Это даёт нам уверенность в успешной реализации проекта.

Для конкретной программной реализации системы, реализующей нашу концепцию, на последнем этапе планируется привлечь специалистов компании МЕРА НН (http://www.mera.ru/) . Компания имеет 20 летний опыт успешной работы в области разработки полного цикла ПО телеком и мультимедийной отраслей имеет необходимые российские международные сертификаты для этой работы.