Projektová činnosť

Roman Rosipal

Medzinárodné projekty

DONUT – Európska doktorandská sieť pre neurálne protézy a výskum mozgu
European Doctoral Network for Neural Prostheses and Brain Research
Program:	Horizont Európa
Doba trvania:	1.1.2024 – 31.12.2027
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Mgr. Rosipal Roman, DrSc.
Anotácia:	DONUT, Európska doktorandská sieť pre neurónové protézy a výskum mozgu, má za cieľ poskytnúť multidisciplinárnu a medzisektorovú sieť pre mladých talentovaných výskumníkov.Ambíciou projektu je slúžiť ako odrazový mostík pre rozšírenie partnerov EÚ do rýchlo sa rozvíjajúcej technológie rozhraní medzi mozgom a počítačom (BCI) a súvisiacich vedeckých disciplín. Doktorandská sieť využije doplnkové odborné znalosti 7 akademických prospešníkov a 8 pridružených partnerov z 8 krajín EÚ, aby svojich 10 doktorandských kandidátov (DC) nasmerovala k riešeniu zásadných problémov vo výskume mozgu a k vývoju rôznych aplikácií a systémov BCI s využitím najnovších technologických pokrokov.Navrhovaná doktorandská sieť bude integrovať existujúci výskum v systémoch BCI s cieľom spraviť ich užívateľsky prívetivejšími, vhodnými pre rôzne typy potenciálnych koncových užívateľov a pre modernú lekársku diagnostiku. Sieť by tiež poskytla vynikajúce príležitosti pre kariérny rozvoj mladých výskumníkov pod záštitou nemeckej doktorandskej graduate school PK NRW (Graduate School for Applied Research in North Rhine-Westphalia, s viac než 180 zúčastnenými profesormi), ktorá pravidelne ponúka špecializované školenia a kurzy vrátane vedeckého písania, akademických prezentačných zručností a podobne. Raná vedecká nezávislosť je jedným z kľúčových cieľov týchto školiacich programov.Cieľom DONUT je vytvoriť silnú a trvalú sieť nielen medzi doktorandskými kandidátmi, ale aj medzi zúčastnenými prospešníkmi a pridruženými partnermi. Výskumníci DONUTu budú profitovať z hustej siete kontaktov so vedcami nadobudnutých počas sieťových školiacich podujatí, čo im zlepší kariérne vyhliadky v európskom aj svetovom inovačnom sektore a umožní im stať sa vedcami zamestnateľnými v priemyselnom aj akademickom sektore. Účasť 7 priemyselných partnerov vo výskumných a školiacich programoch zaručí rozsiahle medzisektorové skúsenosti pre školených a maximalizuje dosah projektu.Partneri projektu:Rhine-Waal University of Applied Sciences (HSRW), NemeckoRadboud University (RU), HolandskoKatholieke Universiteit Leuven (“KU Leuven”) (KUL), BelgickoUniversidad Miguel Hernández de Elche (UMH), ŠpanielskoAarhus University (AU), DánskoKauno technologijos universitetas (KTU), LitvaInstitute of Measurement Science, Slovak Academy of Sciences (IMSAV), Slovensko

Národné projekty

CARE-BCI – Kooperatívna AI BCI-HMD rehabilitácia pre pacientov po cievnej mozgovej príhode
Cooperative AI-enhanced BCI-HMD rehabilitation for post-stroke recovery
Program:	APVV
Doba trvania:	1.9.2026 – 31.8.2030
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Mgr. Rosipal Roman, DrSc.
Anotácia:	Cieľom projektu je posunúť neurorehabilitáciu po mozgovej príhode prostredníctvom vývoja umelou inteligenciou podporovaného kolaboratívneho rozhrania mozog–počítač (BCI) integrovaného s virtuálnou realitou (VR) prostredníctvom VR náhlavných displejov. AI je kľúčovým nástrojom projektu, ktorý umožňuje adaptívne dekódovanie neurálnych signálov, monitorovanie kognitívneho stavu a dátovo riadenú optimalizáciu rehabilitačných protokolov. Osobitná pozornosť je venovaná tvorbe kooperatívneho, zdieľaného rehabilitačného prostredia, v ktorom pacient a terapeut spoločne vykonávajú úlohu v reálnom čase. Spojenie AI-riadených adaptácií a spolupráce ide za rámec izolovaného vykonávania úloh a umožňuje sociálne interaktívnu, koordinovanú motorickú rehabilitáciu s vysokou ekologickou validitou.Tento prístup rozširuje súčasný stav využitím AI pre adaptívne dekódovanie motorických predstáv, monitorovanie kognitívneho zaťaženia a longitudinálnu meta-analýzu rehabilitačných trajektórií. Aktívne BCI komponenty používajú personalizované modely na dekódovanie motorických predstáv pri variabilite medzi aj v rámci jednotlivých pacientov, zatiaľ čo pasívne BCI kontinuálne sleduje kognitívne zaťaženie, únavu a zapojenie pacienta. Exploračná časť skúma možnosti realizácie AI-asistovaného terapeutického agenta, ktorý čiastočne podporuje činnosti terapeuta v rámciimerzívneho kooperatívneho VR prostredia, pričom zachováva bezpečnosť, interpretovateľnosť a klinický dohľad.Ambíciou je vytvoriť škálovateľný a personalizovaný rámec neurorehabilitácie, ktorý zvyšuje terapeutickú účinnosť, posilňuje interakciu medzi pacientom a terapeutom prostredníctvom spoločných VR úloh a znižuje záťaž terapeuta. Integrácia aktívneho a pasívneho BCI, kooperatívnej VR a vysvetliteľnej AI v jednom systéme má za cieľ generovať nové vedecké poznatky o dynamike rehabilitácie a poskytnúť klinicky relevantnú cestu k prístupnej, dátami riadenejneurorehabilitácii v klinickom aj domácom prostredí.

cBCI-VR – Pacient-terapeut kolaboratívna BCI-VR neurorehabilitácia po cievnej mozgovej príhode
Collaborative BCI post-stroke neurorehabilitation using a patient-therapist interactive VR environment
Program:	Plán obnovy EÚ
Doba trvania:	1.9.2024 – 31.8.2026
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Mgr. Rosipal Roman, DrSc.
Anotácia:	Rastúci počet dôkazov naznačuje, že integrované technológie rozhrania mozog-počítač (BCI) a prostredia virtuálnej reality (VR) poskytujú flexibilnú platformu pre sériu neurorehabilitačných terapií, vrátane významnej motorického zotavenia a kognitívno-behaviorálnej terapie po mozgovej príhode. Keď sa subjekt ponorí do takéhoto prostredia, jeho percepčná úroveň sociálnej interakcie je často narušená v dôsledku suboptimálnej kvality rozhrania, ktorému chýba sociálny aspekt ľudských interakcií. Projekt navrhuje užívateľsky prívetivý inteligentný BCI systém s vhodným prostredím VR, v ktorom pacient aj terapeut spolupracujú prostredníctvom svojich reprezentácií avatarov špecifických pre osobu. Na jednej strane pacient dobrovoľne a vlastným tempom riadi svoju aktivitu v prostredí a interaguje s terapeutom prostredníctvom procesu mentálnych predstáv riadeného BCI. Na druhej strane neobmedzené motorické a komunikačné schopnosti terapeuta umožňujú plne ovládať prostredie. Prostredie VR teda môže flexibilne upravovať terapeut, čo umožňuje vytvárať a vyberať rôzne scenáre pracovnej terapie podľa potrieb pacienta na zotavenie, duševných stavov a okamžitých reakcií.

TInVR – Dôveryhodná interakcia človek–robot a terapeut–pacient vo virtuálnej realite
Trustworthy human–robot and therapist–patient interaction in virtual reality
Program:	APVV
Doba trvania:	1.7.2022 – 30.6.2026
Zodpovedný riešiteľ:	Ing. Mgr. Rosipal Roman, DrSc.
Anotácia:	Cieľom projektu je študovať špecifické formy sociálnej interakcie s využitím modernej technológie – virtuálnej reality (VR), čo je motivované jej známymi benefitmi. Projekt má dve hlavné časti, interakcia človek–robot (HRI) a interakcia terapeut–pacient (TPI). Interakcie sú umožnené prostredníctvom displejov (VR) umiestnených na hlave a pomocou ovládačov v rukách umožňujúcich človeku konať vo VR. Navrhujeme dve výskumné cesty, ktoré majú v príslušných kontextoch ambíciu posunúť súčasný stav poznania. V HRI navrhneme scenáre, ktoré umožnia humanoidnému robotovi učiť sa, chápať a napodobňovať motorické pohyby človeka pomocou flexibilnej spätnej väzby. Ďalej vytvoríme scenáre na testovanie a overovanie ľudskej dôvery v správanie robotov na základe multimodálnych signálov. Budeme tiež skúmať fyzickú interakciu s humanoidným robotom NICO. V TPI s pacientmi po cievnej mozgovej príhode vyvinieme sériu pracovných terapeutických postupov založených na VR na neurorehabilitáciu s motorickým a kognitívnym poškodením pomocou aktívneho a pasívneho rozhrania mozog–počítač a tieto postupy overíme. Očakávame, že pozorovania z experimentov HRI sa využijú v TPI. Navrhovaný projekt je vysoko multidisciplinárny, kombinuje poznatky a výskumné metódy z psychológie, sociálnej kognície, robotiky, strojového učenia a neurovedy. Očakávame, že s človekom v slučke identifikujeme charakteristiky a mechanizmy vedúce k procesom dôveryhodnej interakcie, ako predpokladu úspešnosti, či pri riešení kolaboratívnej úlohy alebo pri terapii vo VR.