MILES (Modelos de Interacción centrados en Lenguaje, Espacio y Semántica computacional)
Enero 2010 a Actualidad
Ver descripciónLa finalidad principal del proyecto es desarrollar una arquitectura para sistemas de interacción que conjugue un motor de diálogo, un generador de lenguaje natural, y una representación semántica basada en ontologías que abarque tanto el espacio (real o virtual) como el usuario que en él se ubica.
En este proyecto se pretende aplicar soluciones tecnológicas de interacción para resolver dificultades de percepción o localización que un usuario real pueda tener con un entorno espacial concreto. Para los propósitos del proyecto, se tendrán en cuenta usuarios con distinto tipo de diversidad funcional (distintos grados de facilidad en la percepción o en la movilidad). De cara a desarrollar la tecnología necesaria, se trabajará con entornos reales y con simulaciones virtuales de los mismos.
En los últimos años ha habido grandes avances en las áreas de investigación de sistemas de diálogo, generación de lenguaje natural, y entornos virtuales. No obstante, a pesar de que estas tres áreas tienen en común el tratar interacciones entre personas y máquinas con componentes importantes de lenguaje natural, ha habido muy poco trabajo centrado en la conjunción de las tres.
El proyecto coordinado contempla tanto el desarrollo de una arquitectura de sistema de gestión de interacciones como su validación en una serie de casos de estudio particulares. Los tres grupos de investigación involucrados participan en la especificación inicial de la arquitectura y el desarrollo de una línea base para la misma a base de integrar soluciones desarrolladas previamente por cada grupo para los aspectos en que son especialistas. Una vez establecida esta línea base, cada grupo trabajará en aplicarla en un contexto distinto, poniendo a prueba la facilidad de la solución para adaptarse a cometidos específicos y representar ámbitos espaciales y de interacción distintos. Cada uno de los casos de estudio que se contemplan sería responsabilidad de uno de los grupos de investigación participantes.
El subproyecto NOVA (Navegación basada en Ontologías mediante la Verbalización de mensajes de Ayuda) se centrará en la tarea de guiar a un usuario por un espacio físico que desconoce mediante instrucciones y descripciones verbales. Se prestará especial atención a usuarios con diversidad funcional (percepción o movilidad restringidas). Como caso de estudio se desarrollará una aplicación para asistencia a los desplazamientos internos en un hospital público de grandes dimensiones. El subproyecto SEPIA (Modelos Semánticos del Entorno y la Persona para una Interacción Adaptativa en entornos virtuales) prestará especial atención al uso de ontologías para representación y razonamiento sobre conceptos espaciales y su interacción con el cálculo de trayectorias y la representación de la percepción del usuario. Como caso de estudio se utilizará una aplicación que simula en un entorno virtual los protocolos de evacuación de una central nuclear. El subproyecto DIMMO (DIalogos MultiModales basados en Ontologías) se centrará en desarrollar soluciones avanzadas de gestión de diálogo que tengan en cuenta la selección de movimientos del diálogo y la presentación multimodal guiada por ontologías. Como caso de estudio se utilizará la asistencia a la navegación por un sitio web complejo mediante avatares en dos dimensiones que actúen como guías virtuales.
PIVE (Plataforma para Entornos Virtuales Inteligentes de Educación)
Octubre 2011 a Octubre 2012
Ver descripciónEste proyecto es la continuación del proyecto de innovación educativa PEIA desarrollado entre Octubre 2010 y Septiembre 2011. En el proyecto PEIA se exploraron las posibilidades de los mundos virtuales como herramienta educativa en la docencia de una serie de asignaturas impartidas en la UPM, y se estudió la integración de estos mundos virtuales con la plataforma Moodle. Para ello, se desarrollaron 4 prototipos de laboratorios virtuales utilizando la plataforma OpenSim: laboratorio de biotecnología, laboratorio de control de riegos, laboratorio de electrónica y laboratorio de física.
OpenSim es una plataforma de código libre y gratuita, que proporciona muchas facilidades para desarrollar entornos virtuales multiusuario con una buena calidad a un coste relativamente bajo.
En el presente proyecto los investigadores del LDC han seguido desarrollando los laboratorios de biotecnología y de control de riegos. A continuación, se describen brevemente cada uno de estos laboratorios:
El laboratorio virtual de biotecnología consta de un edificio en el que los alumnos pueden encontrar el instrumental y el material necesario para realizar prácticas de ingeniería genética. Concretamente, se está implementando este laboratorio virtual de forma que permita que uno o más alumnos realicen una práctica en la que tienen que modificar genéticamente un árbol (chopo) con el fin de aumentar su resistencia frente a ciertas enfermedades provocadas por hongos. Por otro lado, el laboratorio dispone de un sistema inteligente de tutoría capaz de proporcionar asistencia a los alumnos mientras realizan la práctica. Se puede encontrar un vídeo demostrativo de este laboratorio.
El laboratorio virtual de control de riegos consiste en un entorno virtual en el que se representan varias parcelas con cultivos de maíz y los mecanismos necesarios para regar cada una de las parcelas. En este contexto los alumnos se deben encargar de programar los riegos de los cultivos de maíz que tengan asignados teniendo en cuenta las predicciones meteorológicas y las características del terreno. Al programar los riegos, el alumno debe tratar de sacar el máximo rendimiento al cultivo minimizando el consumo de agua. Se puede encontrar un vídeo demostrativo de este laboratorio.
Los avances tecnológicos son esenciales para la provisión futura de servicios de rehabilitación al facilitar la personalización de las intervenciones, modular la intensidad y duración de los programas, monitorizar en tiempo real y diferido, y obtener conocimiento derivado de la práctica clínica y su estructuración. Todo ello hará posible intervenciones más seguras, más eficaces y más eficientes que permitan construir un nuevo paradigma de procedimientos de rehabilitación, basados en la evidencia clínica, y orientados a la eficacia y la eficiencia.
El nuevo paradigma ha de permitir una rehabilitación:
- personalizada, monitorizada y ubicua
- con una valoración continua de la eficacia y la eficiencia de los procedimientos
- con capacidad de generar conocimientos que impulsen la ruptura del paradigma actual, en unos términos sostenibles para la sociedad
- que permita minimizar el impacto de las enfermedades sobre la capacidad funcional de las personas
- que disminuya el tiempo de incapacidad laboral transitoria
- que permita una gestión más eficiente de los recursos
- que repercuta en una disminución del coste global estimado para los procesos de mayor impacto sobre la sociedad.
El gran desafío de la rehabilitación es conseguir, no la restitución del mayor número de funciones, sino la reorganización de la capacidad funcional residual hacia los patrones de respuesta más adaptativos. En estos momentos, estos patrones se desconocen y la recuperación de las distintas funciones estudiadas se ha orientado a la restitución del mayor número posible de patrones. Todas estas premisas obligan a la investigación en nuevas tecnologías y a la generación de conocimiento que permitan superar las barreras actuales existentes en la rehabilitación del futuro. Con este objetivo, el proyecto REHABILITA crea un consorcio de empresas con vocación y trayectoria reconocida en innovación tecnológica, centros de investigación en tecnologías biomédicas, tecnologías electrónicas, tecnologías de la información y la comunicación y tecnologías robóticas, así como centros clínicos de investigación de excelencia en procedimientos innovadores en rehabilitación, que bajo el liderazgo de un grupo empresarial español tecnológico de capital privado con gran presencia internacional, aglutinen la experiencia y el conocimiento necesario para abordar con éxito los ambiciosos objetivos planteados en este proyecto.
Los objetivos técnicos del proyecto conforman una serie de tecnologías disruptivas imprescindibles en el nuevo paradigma de rehabilitación en áreas de investigación tan complejas como:
- los tejidos sensoactivos inteligentes
- entornos virtuales interactivos dependientes del contexto
- dispositivos interactivos de entrada y salida gestuales e intencionales
- redes virtuales interoperables y seguras de información clínica
- dispositivos biónicos híbridos con capacidades avanzadas de percepción y acción
- tecnologías de adaptación inteligente de terapias y aprendizaje.
Dentro del proyecto, la labor del LDC-UPM establece paralelismos entre su experiencia en sistemas personalizados inteligentes para aprendizaje y entrenamiento y los procesos de rehabilitación médica, centrándose en la adaptación dinámica inteligente y personalizada de la terapia para poder hacerla más eficaz para el paciente.
A pesar de las potentes herramientas disponibles hoy en día para facilitar el acceso a la información contenida en grandes colecciones de documentos, como puede ser la WWW, aún no se han encontrado soluciones totalmente satisfactorias, que permitan no sólo localizar fácilmente los documentos potencialmente de interés, sino que también apoyen al usuario en la formación de un modelo mental del conjunto de documentos (la colección completa o el resultado de una consulta), que le permitan explorar la colección e interactuar con ella de una forma intuitiva para reorganizarla o manifestar sus intereses y preferencias, o que sean capaces de adaptarse dinámicamente en función de las características de diferentes usuarios, de sus comportamientos observados, o de las demandas de la tarea a realizar. Así pues, vemos que aún quedan problemas muy relevantes por resolver, algunos de los cuales son el objetivo de estudio en este proyecto.
El enfoque con el cual se aborda esta problemática en el proyecto actual se apoya sobre varios ejes principales:
- se pretende buscar un nuevo enfoque para el modelado conceptual de colecciones de documentos, que permita incorporar: análisis de similitud temática, conocimiento semántico basado en ontologías acerca tanto del contenido de los documentos como de su estructura y características, establecimiento de relaciones excitatorias e inhibitorias entre documentos, y mecanismos de aprendizaje y evolución.
- se parte de la hipótesis de que los mecanismos empleados para la visualización de la información y las técnicas y tecnologías que se pongan a disposición del usuario para la interacción con el universo de información son determinantes para conseguir dar un apoyo más efectivo al usuario. Se asume también que las más modernas tecnologías de realidad virtual tridimensional, de realidad aumentada a través de dispositivos móviles, y las interfaces tangibles, son elementos que pueden contribuir significativamente al diseño de nuevos mecanismos más intuitivos, potentes, versátiles y adaptativos.
- se parte de la hipótesis de que la exploración de, e interacción con una gran colección de documentos, con el objetivo de localizar información relevante, formar un modelo mental de la misma, recorrer un itinerario coherente para satisfacer objetivos de aprendizaje, o bien para refinar su contenido o estructura, se vería enormemente beneficiada por la incorporación de mecanismos de modelado del usuario, modelado de la tarea, y adaptación dinámica de un sistema capaz de actuar como guía para la exploración, y no sólo como motor de búsqueda. Se pretende explotar al máximo las posibilidades de observación y seguimiento del usuario que ofrecen las tecnologías de realidad virtual y aumentada.
El proyecto propone avanzar en la demostración práctica de los nuevos conocimientos científicos generados mediante el desarrollo de un conjunto de prototipos o casos de estudio. Sobre estos prototipos se llevarán a cabo evaluaciones empíricas que permitan determinar las ventajas e inconvenientes de las soluciones propuestas, y evaluar su comportamiento y posibilidades.
