Platforma de Cercetare în Inteligență Artificială (PCIA)

Scop

Scopul acestei investiții este realizarea unei infrastructuri de cercetare în domeniul inteligenței artificiale. Platforma de Cercetare în Inteligență Artificială (PCIA) dezvoltată de Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca (UTC-N) va avea rol în dezvoltarea de modele/prototipuri/tehnologii/produse hardware/software bazate pe inteligență artificială și transferul acestora către mediul socio-economic. Infrastructura va fi constituită dintr-o clădire și echipamentele necesare proiectate pentru activități de cercetare, dezvoltare și inovare în domeniul inteligenței artificiale și ale aplicațiilor acesteia.

Infrastructura va fi structurată pe 7 Departamente de Cercetare și 1 Departament suport conținând fiecare laboratoarele de specialitate necesare. Clădirea ce va găzdui infrastructura de cercetare propusă va fi dotată cu echipamentele de cercetare, dezvoltare și inovare necesare incluzând sisteme de calcul HPC, Cloud, Servere specializate pentru Învățare Profundă, Servere de stocare date de mare capacitate, aplicații de modelare, simulare, optimizare, proiectare, sisteme de dezvoltare. Pentru îndeplinirea obiectivelor generale și a obiectivelor specifice ale infrastructurii propuse vor fi create 8 departamente de cercetare - dezvoltare- inovare(CDI) și un departament suport. Primele 4 departamente de CDI au drept obiectiv dezvoltarea de metode, tehnologii, soluții de inteligență artificială, și sisteme inteligente și autonome cu destinație principală mediul socio-economic:

• 1. Departamentul de Tehnologii Software pentru IA cu 8 laboratoare de CDI
• 2. Departamentul de Tehnologii Hardware pentru IA cu 5 laboratoare de CDI
• 3. Departamentul de Microelectronică cu 4 laboratoare de CDI
• 4. Departamentul pentru Sisteme Inteligente și Autonome cu 8 laboratoare de CDI

Următoarele 3 departamente de CDI au drept obiectiv rezolvarea provocărilor societale:

• 5. Departamentul pentru Aplicații Inteligente în Securitate Cibernetică și Spațiu cu 2 laboratoare de CDI
• 6. Departamentul pentru Aplicații în Domeniul Orașelor Inteligente cu 4 laboratoare de CDI
• 7. Departamentul pentru Diagnosticare Medicala Inteligenta cu 3 laboratoare de CDI

Ultimul departament are rol de gestionare a infrastructurii de calcul, realizare prototipuri, experimentare și validare, cooperare cu partenerii din mediul socio-economic:

• 8. Departamentul suport cu 3 laboratoare.

Caz științific

Necesitatea și oportunitatea din punct de vedere științific și tehnologic

Inteligența Artificială (IA) devine „noua electricitate” care transformă economia și societatea. Industria de IT, inclusiv puternicul sector de dezvoltare software din România, este în curs de adoptare a IA pentru dezvoltarea produselor existente și mai ales pentru introducerea de produse noi destinate unor piețe mature sau unor domenii complet noi. Transferul către industrie este în curs de materializare în câteva domenii de vârf ca vehiculele autonome sau sănătate digitalizată, dar trebuie extins la toate domeniile vieții economice și sociale (educație, servicii, comerț, fabricație inteligentă, asistența persoanelor în vârstă sau cu dizabilități etc.). Realizarea acestui transfer va deveni a condiție de supraviețuire în viitorul nu foarte îndepărtat pentru majoritatea regiunilor din Uniunea Europeană, în condițiile unei competiții intense pe plan mondial.

Învățarea supervizată, învățarea nesupervizată, învățarea de consolidare și învățarea prin transfer, ramuri ale învățării automate, permit rezolvarea unei game largi de probleme incluzând clasificare, predicție, conversie semnal-text sau text-semnal, înțelegere de limbaj natural, traducere automată, înțelegerea imaginilor, raționare, controlul proceselor, optimizare, adaptare, diagnosticare și altele, toate cu mare valoare economică și cu un pronunțat caracter de piață, ținând seama de tendințele economice, sociale și demografice europene (orientarea spre economie circulară și reducerea emisiilor de carbon, digitalizare pe scară largă, îmbătrânire activă). Soluțiile de multe ori iau forma unor sisteme de rețele neuronale complexe. Orice activitate care poate fi executată de un individ uman implicând un timp de gândire de mai puțin de 1 secundă poate fi acum sau în curând automatizată. Inteligenţă Artificială poate rezolva și probleme pe care un individ nu le poate executa (predicția evoluției pe piața bursieră) sau le poate efectua mai repede și mai bine chiar decât un individ specializat. Cunoștințele din domeniul inteligenței artificiale sunt la baza sistemelor inteligente de tip sisteme cyber-fizice, roboți inteligenți, vehicule și dispozitive autonome, sisteme de producție complexe, componente esențiale ale revoluție industriale de tip Industry 4.0.

Metodele de învățare cresc în performanța pe măsura creșterii volumului de date disponibile și creșterii puterii de procesare. Studii în domeniul achiziției, procesării și gestionarii de volume de date din ce în ce mai mari (cunoscute sub denumirea Big data), care în urma unor procese de inspectare și expunere pot servi proceselor de învățare ale rețelelor neuronale, sunt foarte importante. Faza de cercetare, dezvoltare și învățare a rețelelor neuronale pentru gestionarea inteligentă a unor procese din ce în ce mai complexe necesita puteri de calcul foarte mari și abilitatea de a le gestiona eficient. Realizarea sistemelor inteligente necesită suport de la o multitudine de domenii incluzând senzori, actuatori, percepție, comunicație, arhitecturi distribuite, control, circuite și sisteme numerice, calcul de înaltă performanță.

Infrastructura de cercetare propusă ce va lua forma unei Platforme de Cercetare în Inteligență Artificială (PCIA) va desfășura activități de cercetare industrială și dezvoltare experimentală în inteligență artificială (IA) și aplicațiile ei pentru mediul socio-economic și va avea în componență 7 departamente de CDI și un departament suport după cum urmează:

1. Departamentul de Tehnologii Software pentru IA va fi format dintr-un grup de 8 laboratoare acoperind subdomeniile relevante ale inteligenței artificiale: Agenți Inteligenți, Învățare Automată, Ingineria Cunoștințelor și Raționare, Web Semantic, Prelucrarea Limbajului Natural, Viziune Computerizata Bazată pe Învățare Profundă, Tehnologii de Comunicare Verbală Om-Mașină, Știința Datelor. Aceste laboratoare cercetează și oferă soluții pentru problemele multiple care trebuie rezolvate în dezvoltarea unor aplicații de inteligență artificială sau a unor sisteme inteligente: tehnici de învățare, de raționare, de inginerie a volumelor mari de date și cunoștințe, de percepție a mediului prin sunet, imagine, informație semantică, de procesare eficientă a datelor. Experiența resursei umane a UTCN în aceste subiecte de cercetare este reflectată în următoarea selecție de proiecte de cercetare derulate sau aflate în derulare:

• Ghid aerian cu învățare automată pentru persoanele în vârstă și cu dizabilități – AIRGUIDE, PNIII TE, (2018‐2020), L. Bușoniu – 450.000,00 lei
• Invatarea prin recompensa si planificarea pentru controlul sistemelor de scara larga, TE, (2013‐2015), L. Bușoniu – 792.222,00 lei
• Tehnici avansate de percepție a mediului folosind Deep Learning și estimatori probabilistici -DEEPSENSE, (2018-2020), TE, R. Danescu – 449.521,00 lei
• Perceptie vizuala semantica si control integrat pentru sisteme autonome - SEPCA, (2018- 2022), PCCF 2018, S. Nedevschi, partener Institutul de matematica Simion Stoilov – 3.379.472,00 lei
• Next generation product service (2014-2016), Electrolux, R. Potolea – 90.000,00 lei
• Întreținere predictivă, (2019-2021), Electrolux, R. Potolea – 118.377,00 lei
• Collaborative Recommendation System in the Tourism Domain Using Semantic Web Technologies and Text Analysis in Romanian Language, (2013 – 2014), UEFSCDI (with Recognos), A. Groza – 41.445,00 lei
• Using Argumentation for justifying safeness in complex technical systems, Romania- Argentina Bilateral Contract, (2013 – 2015), A. Groza – 26.854,00 lei
• Resurse și tehnologii pentru dezvoltarea interfețelor om-mașina în limba română – ReTeRom, PNIII PCCDI, (2018 – 2021), M. Giurgiu – 1.274.125,00 lei
• Sistem Mobil de Asistare Vocala in Reintegrarea Persoanelor cu Afonii Chirurgicale, PCCA (2014‐2017), M. Giurgiu – 652.133,00 lei
• Coordonator in UTCN in FP7 “Simple4All – Speech Synthesis that Improves through Adaptive Learning”, (2011-2014), M. Giurgiu – 1.475.072,00 lei
• Îmbunătătirea performanţelor unui robot prin analiza contextului ambiental din informaţiii acustice, PNIII BG, (2016-2018), L. Grama – 460.000,00 lei

Departamentul de Tehnologii Software pentru IA, prin cele 8 laboratoare specializate în tehnici de învățare, de raționare, de inginerie a volumelor mari de date și cunoștințe, de percepție a mediului prin sunet, imagine, informație semantică, de procesare eficientă a datelor, contribuie cu tehnologii, soluții, metode, algoritmi inteligenți pentru nișele de inovare la nivel de produs: internetul obiectelor/Internet of Things, sisteme cyber-fizice, securitate cibernetică și aplicații spațiale pentru utilizare civilă, cloud computing, gamification, sisteme inteligente, soluții de tip oraș inteligent/smart city, e-administrație/e-guvernare, e-sănătate, e-agricultură; tehnologii de comunicare verbală ommașină și tehnologii de prelucrare a limbajului natural; arhitecturi integrate pentru procesarea avansată a datelor multimedia (text, voce, video). Cunoștințele și competențele dezvoltate în acest departament vor contribui și la: inovare la nivelul serviciilor, modelelor de afaceri, de comercializare și marketing în ceea ce privește companiile a căror activitate rămâne outsourcing-ul; sprijinirea activității de cercetare și dezvoltare în vederea inovării în special în următoarele domenii: telecomunicații, software engineering, matematică, inteligență artificială, știința calculatoarelor.

2. Departamentul de Sisteme Hardware pentru IA cuprinde 5 laboratoare: Rețele și Protocoale de Comunicație, Comunicații Celulare și Fără Fir, Rețele de Senzori, Cercetare și Proiectare a Sistemelor Digitale. Rolul acestor laboratoare este de a oferi soluții inovative pentru comunicații cu si fara fir, si pentru rețele de senzori, precum și sistemele numerice necesare acestora.

Experiența resursei umane a UTCN în aceste subiecte de cercetare este reflectată în următoarea selecție de proiecte de cercetare derulate sau aflate în derulare:

• Platforma hibrida de comunicații prin lumina vizibila si realitate augmentată pentru dezvoltarea de sisteme inteligente de asistenta si siguranță activa a autovehiculelor - CARSafe, (2018-2020), PCCDI 2018, M. Negru – 703.836,00 lei
• Servicii de transfer de cunostiinte in domenii inovative: retele de senzori si identificare automata RFDI, (2018-2019), CIA, A. Hangan – 42.026,00 lei
• Dynamic partial reconfiguration for FPGA Devices (2015-2016), National Instruments, O. Cret – 41.300,00 lei
• SWARM IOP Support Contract - Simulation of Magnetic Perturbations On-Board, ESA/SWARM, (2020 – 2021), C. Avram - 95.000,00 lei
• Rețea de antenă retro-directivă compactă destinată sistemelor wireless, în benzile specifice protocoalelor de comunicație IEEE 802.11 și IEEE 802.16, PNIII SOL (2017 – 2020), T. Palade – 3.085.000,00 lei
• Flexible medium voltage DC electric railway systems - MVDC-ERS, H2020, (2018 – 2021), D. Petreus - 126.500,00 lei
• RO-93 SDR-Based Multi-Feed Reception System for SST (SDR4SST), ESA (2020 – 2021), T. Palade – 243.110,00 lei
• Stații inteligente de încărcare conductivă, fixe și mobile, pentru transport cu propulsie electrică - SMILE-EV, PNIII PCCDI, (2018 – 2021), D. Fodorean – 2.276.404,00 lei
• Multi-level digital development platform for electric vehicles – MULTILEVEL, PN-III TE, (2020-2022), M. Ruba – 427.277,00 lei
• Dispozitive spin-orbitronice pentru memorii magnetice non-volatile – SOTMEM, PNIII TE, (2018 ‐ 2020), M. Gabor – 450.000,00 lei
• Senzor mixt supraconductor-magnetorezistiv de câmp magnetic, de sensibilitate înaltă, pentru aplicații bio-medicale – SuperMagSense, PNIII TE, (2018 ‐ 2020), T. Petrișor jr – 450.000,00 lei
• Centru de competență pentru tehnologii wireless intrasatelitare, PNIII STAR, (2016 – 2019), T. Palade – 3.000.000,00 lei
• Dispozitive spintronice de generație nouă cu aplicații în senzori și stocarea informației pe baza joncțiunii magnetice tunel cu manipulare a magnetizării cu eficiență energetică ridicată, PNIII PCE, 2017-2019, C. Tiușan – 850.000,00 lei
• Reliable FPGA DataPAth Design Using Control Techniques – REDOUBT, ESA, (2018), Z. Lendek – 112.688,00 lei
• Nano-biosenzor optic cu interfata smartphone pentru detectia rapida si selectiva antibioticelor din apa, PNIII PED, (2017-2018), R. Galatus – 300.000,00 lei
• Senzor acustic inteligent pentru detectia intrusilor, PNIII PED, (2017-2018), L. Grama – 250.000,00 lei
• Dispozitive spintronice avansate cu aplicatii în tehnologia comunicatilor si stocării informatiei pe bază de compusi Heulser, TE, (2015‐2017), M. Gabor – 450.000,00 lei
• Dezvoltarea tehnologiei ISA 100 pe frecventa sub 1GHz, pentru sisteme inglobate avand costuri reduse si un consum redus de energie (TETRACOM), FP7, (2016‐2017), S. Folea – 135.000,00 lei

Departamentul de Sisteme Hardware pentru IA contribuie la cercetarea dezvoltarea inovarea tehnologiilor și sistemelor hardware necesare pentru dezvoltarea sistemelor inteligente pentru toți pilonii și domeniile de specializare inteligentă, si cu precădere pentru pilonul III Transformare Digitală și domeniul Tehnologia Informației și a Comunicațiilor, respectiv pentru pilonul II Dezvoltarea Sectoarelor Emergente, domeniul Tehnologii Avansate de Producție. Departamentul de Sisteme Hardware pentru IA, prin cele 4 laboratoare specializate în comunicații, rețele de senzori și sisteme numerice, contribuie pentru domeniul Tehnologia Informației și a Comunicațiilor la nișele de inovare la nivel de produs: internetul obiectelor/Internet of Things, sisteme cyber-fizice, securitate cibernetică și aplicații spațiale pentru utilizare civilă, cloud computing, gamification, sisteme inteligente, soluții de tip oraș inteligent/smart city, e-administrație/e-guvernare, e-sănătate, e-agricultură, tehnologii de comunicare verbală om-mașină și tehnologii de prelucrare a limbajului natural, arhitecturi integrate pentru procesarea avansată a datelor multimedia (text, voce, video). Pentru domeniul Tehnologii Avansate de Producție, departamentul de Sisteme Hardware pentru IA contribuie la nișele mașini, utilaje, echipamente inovative în domeniile robotică, mecatronică, automatizări, sisteme de producție și procesare avansate.

3. Departamentul de Microelectronică cuprinde 4 laboratoare: Proiectarea Circuitelor Integrate Analogice si Digitale, Proiectarea Senzorilor Integrați, Metode Numerice de Modelare a Proceselor Multifizice si Analiza Multivariabilă, Compatibilitate Electromagnetică.

Experiența resursei umane a UTCN în aceste subiecte de cercetare este reflectată în următoarea selecție de proiecte de cercetare derulate sau aflate în derulare:

• Parteneriate pentru transfer de cunoștințe şi tehnologie în vederea dezvoltării de circuite integrate specializate pentru creșterea eficienței energetice a noilor generații de vehicule- PartEnerIC (2016-2022), M.Neag, 10.241.263 lei, finanatat prin POC-A1.2.3-G-2015, Contract 19/16.09.2016
• Proiectul Integrated development 4.0 (Dezvoltare integrată 4.0) – iDev 4.0 www.idev40.eu, Program: ECSEL Call H2020-ECSEL-2017-1-IA-TWO STAGE, contract nr. 783163-iDev40, 527.000 Euro (2.582.300 Lei) finanțată prin POC-A1-A1.1.3-H
• Simulator multiscalar-multigrid al proceselor electrotermo-mecanice din circuitele integrate de putere, BG (2016-2018), M. Purcar – 459.885,00 lei
• Noi abordări în analiza și proiectarea sintetizoarelor de frecvență de mare performanță pentru sisteme de comunicații moderne, PNIII BG (2016-2018), B. Kirei – 460.000,00 lei
• Analiza cuplata interferente electromagnetice/ vibratii pentru dezvoltarea de actuatoare electrice dedicate aplicatiilor auto cu emisii reduse, Acronim: CEMIVA, 2014 – 2017, PN-II- PT-PCCA-2013-4-1019, - Contract: 252/2014, Calin Munteanu, 1.382.250,00 lei

Departamentul de Microelectronică contribuie la cercetarea-dezvoltarea-inovarea tehnologiilor si dispozitivelor microelectronice necesare pentru dezvoltarea sistemelor integrate pentru toți pilonii și domeniile de specializare inteligentă, in mod deosebit pentru pilonul III Transformare Digitală, domeniul Tehnologia Informației și a Comunicațiilor, cu următoarele nișe de specializare:

• Senzori și circuite integrate pentru sisteme inteligente
• la nivel de produs, în: internetul obiectelor/Internet of Things, sisteme cyber-fizice, sisteme inteligente, inteligență artificială, soluții de tip oraș inteligent/smart city.
• Arhitecturi integrate pentru procesarea avansată a datelor multimedia

4. Departamentul pentru Sisteme Inteligente și Autonome este format din 8 laboratoare: Percepție Senzorială și Reprezentarea Mediului, Comunicații Inteligente, Control Inteligent, Sisteme Distribuite, Sisteme Cyber-Fizice, Manufacturare Inteligentă și Internetul lucrurilor (IIOT), Mobilitate Autonomă și Conectată, Roboti Inteligenți Industriali și Medicali. Departamentul este orientat spre cercetarea, proiectarea și implementarea de componente și sisteme sau aplicații inteligente, cu capabilități de autonomie. Se vor dezvolta soluții de sisteme autonome specializate în diferite domenii economice sau sociale, sisteme cyber-fizice, sisteme de producție autonome, roboți autonomi pentru producție și cerințele societale. Experiența resursei umane a UTCN în aceste subiecte de cercetare este reflectată în următoarea selecție de proiecte de cercetare derulate sau aflate în derulare:

• Automated Urban Parking and Driving - UP‐Drive, (2016-2019), H2020, S. Nedevschi, parteneri Volkswagen AG, ETH Zurich, IBM Zurich, TU Prague – 4.165.370,00 lei
• Percepţia multi scalara şi multimodala a mediilor 3D dinamice prin fuziunea datelor de stereovizinea densa, flux optic dens şi odometrie vizuala - MULTISENS. (2012-2016) IDEI, S, Nedevschi – 1.339.995,00 lei
• Plug and Navigate Robots for smart factories -PAN Robots, (2012-2015) FP7, S. Nedevschi, parteneri SICK (Germania), VTT (Finlanda), Electric80 (Italia),University of Modena (Italia), Casbega (Spania) – 2.990.916,00 lei
• Reconfigurable ROS‐based resilient reasoning robotic cooperating systems –R5COP, (2014- 2017), FP7-ARTEMIS, S. Nedevschi, partners, TU Braunschweig, Intel Germany, Siemens AG, FAU Erlangen-Nurenberg, Fraunhofer IPA, ITUBS GmbH, Austrian Institute of Technology, Budapest University of Technology, Brno University of Technology, Danish Institute of Technology, University of Latvia, TU Eindhoven, Technical Research Centre of Finland, Acciona, Tecnalia – 588.983,00 lei
• Perceptia multispectrala a mediului prin fuziunea datelor senzoriale 2D si 3D din spectrul vizibil si infrarosu - MULTISPECT, (2017-2019), PCE IDEI 2017, S. Nedevschi – 850.000,00 lei
• Sistem multifocal pentru urmarirea in timp real a trasaturilor dinamice faciale si corporale, (2015-2017), TE, R. Danescu – 518.650,00 lei
• Measurement of road surface using stereo, international, contractor Robert Bosch GmbH - Chassis Systems Control division, Germany, 2013, F. Oniga – 285.367,00 lei
• Identification of 3D lane boundaries based on road limiting infrastructure and surface discontinuities using stereo measurement, international, contractor Robert Bosch GmbH - Chassis Systems Control division, Germany, 2014, F. Oniga – 322.191,00 lei
• Measurement of road surface conditions using stereo, international, contractor Robert Bosch GmbH - Chassis Systems Control division, Germany, 2015, F. Oniga – 355.892,00 lei
• Procesarea imaginilor pe baza camerelor Stereo și Mono pentru sistemele de asistență a conducătorilor auto, (2018-2019), Bosch SRL, I. Giosan – 138.707,00 lei
• Controlul bazat pe modele biomecanice al unui robot pentru reabilitarea umana - BETER REHAB, PNIII PD, (2018‐2020), A. Natsakis – 30.000,00 lei
• Estimare și control pentru sisteme periodice cu întârzieri: Aplicație la optimizarea motoarelor – ECOPACE, PNIII TE, (2018‐2020), L. Zsofia – 450.000,00 lei
• Control robust de ordin fracționar bazat pe evenimente pentru optimizarea alocării resurselor în sisteme fizice-cibernetice – FOCEVENT, PNIII TE, (2018‐2020), M. Cristina – 445.050,00 lei
• Roboții și Societatea: Sisteme cognitive pentru Roboți Personali și Vehicule Autonome – ROBIN, PNIII PCCDI, (2018 – 2021), L. Miclea – 764.500,00 lei
• Reabilitare robotizata si vizata a extremitatilor superioare - TRUE REHAB, PNIII TE, (2020- 2022), A. Natsakis – 431.900,00 lei
• Search, identificAction and Collection of marine Litter with Autonomous Robots"- SeaClear, H2020, (2020-2023), L. Busoniu – 2.611.766,00 lei
• Platforma robotica versatila si economic viabila pentru navigatie la interior in medii aglomerate si cu obstacole - OMNI-Z, PN-III PTE, (2020-2022), L. Grama – 218.000,00 lei
• Abordarea inovativă de mare precizie privind tratamentul intraoperator asistat robotic al tumorilor hepatice pe baza diagnosticului integrat imagistic-molecular – IMPROVE, PNIII PCCDI, (2018 – 2021), D. Pîslă – 2.688.500,00 lei
• Cabina de protectie asistata robotic pentru recoltarea probelor biologice cu patogeni aer – SEIF, PN-III PTE, (2020-2022), D. Pîslă – 346.800,00 lei
• Innovative robotic system for cancer treatment -HEAL4LIV, EIT Health InnoStars e.V, (2020-2020), B. Gherman – 132.767,00 lei
• An innovative robotic system for upper limb rehabilitation, EIT Health InnoStars e.V, 2019, D. Pîslă – 117.500,00 lei
• Prototip scalabil de nanorobot in fluide newtoniene folosind model si control de ordin fractionar, PNIII PED, (2017-2018), C. Muresan – 590.000,00 lei
• Biopsia prostatei asistata robotic, o metoda inovativa de mare precizie, PCCA (2014‐2017), D. Pîslă – 500.000,00 lei
• Sistem multi‐funcţional pentru inserţia acelor în diagnosticul şi tratamentul cancerului, TE, (2015‐2017), C. Vaida – 550.000,00 lei
• Strategii de control robust, fractionare pentru sisteme multivariabile cu timp mort, TE, (2013‐ 2015), C. Ionescu – 827.080,00 lei
• Echipament de chimiohipertermie intraperitoneala dezvoltat prin paradigma Cyber‐Physical System, TE, (2015‐2017), D. Moga – 529.999,00 lei
• Brat robotic continuu pentru recoltare automata si inspectie cu aplicatii in agricultura verticala – PYTHON, PN-III PED, (2020-2022), O. Hancu -600.000,00 lei

Departamentul pentru Sisteme Inteligente și Autonome, prin cele 8 laboratoare specializate în soluții de sisteme autonome specializate în diferite domenii economice sau sociale, sisteme cyber-fizice, sisteme de producție autonome, roboți autonomi pentru producție și cerințele societale, contribuie pentru domeniul Tehnologia Informației și a Comunicațiilor la nișele de inovare la nivel de produs: internetul obiectelor/Internet of Things, sisteme cyber-fizice, sisteme inteligente, Mobilitate autonomă și conectată, Robotica socială prin utilizarea inteligenței artificiale aplicată în zona roboticii non-industriale. Pentru domeniul Tehnologii Avansate de Producție, Departamentul pentru Sisteme Inteligente și Autonome contribuie la nișele mașini, utilaje, echipamente inovative în domeniile robotică, mecatronică, automatizări, sisteme de producție și procesare avansate. Pentru domeniul Sănătate, Departamentul pentru Sisteme Inteligente și Autonome contribuie la nișele robotică medicală și robotică terapeutică.

5. Departamentul pentru Aplicații Inteligente în Securitate Cibernetică și Spațiu include 2 laboratoare: Securitate Cibernetică Inteligentă și Aplicații Spațiale Inteligente. Obiectivul va fi de a introduce beneficiile IA în Securitate Cibernetică și Aplicații Spațiale, prin dezvoltarea de aplicații inteligente pentru asigurarea securității cibernetice și aplicații spațiale cu utilizare civilă. Experiența resursei umane a UTCN în aceste subiecte de cercetare este reflectată în următoarea selecție de proiecte de cercetare derulate sau aflate în derulare:

• STARG-VM: protectia aplicatiilor client prin cererea de catre server a executiei fazelor critice intr-o MV sigura, (2017-2018), PED 2017, A. Colesa (BitDefender Srl) – 367.512,00 lei -Evaluare domeniu de cercetare, cercetare exploratorie si dezvoltare software demonstrativ in domeniul securitatii informatice pe sistemede operare Windows, cu tehnologii de securitatebazate pe virtualizare hardware Intel . (2013-2015), Bitdefender SRl, Colesa Adrian – 42.126,00 lei
• Evaluarea si aplicare metode de analiza statica si dinamica de cod C/C++pentru identificarea erorilor de cod; training pe domeniul threat modeling si analiza statica si dinamica de cod; solutii de securitate bazate pe virtualizare Intel x86, (2016-2017), Bitdefender SRl, A. Colesa – 143.516,00 lei
• Earth observation and Earth GNSS data acquisition and processing platform for safe, sustainable and cost-efficient mining operations – Goldeneye, H2020, (2020-2023), D. Gusat – 967.035,00 lei
• Sistem de Observare a Orbitelor Terestre Medii si Inalte bazat pe Stereoviziune‐ AMHEOS, (2012-2016) PCCA, R. Danescu – 150.000,00 lei
• Generic Data Reduction Framework for Space Surveillance, (2016-2017), GENDARED, R.Danescu – 105.634,00 lei
• Sistem compact pentru achizitia de imagini si masurarea pozitiei tintelor din domeniul LEO – CAMELEON, (2020-2022), PED, R. Danescu – 399.600,00 lei
• Flexible Processing of Big Earth Data over High Performance Computing Architectures - BIGEARTH, (2013 - 2016) STAR 2013, D. Gorgan – 800.000,00 lei
• Tehnici de analiza vizuala a datelor astrofizice multidimensionale pentru detecția în mișcare - NEARBY, (2017-2019), STAR 2017, D. Gorgan – 495.160,00 lei
• Platforma software pentru monitorizare pedologica în zona Transilvaniei bazată pe date Sentinel-2 - Horus, (2017-2019), STAR 2017, D. Gorgan – 489.126,00 lei
• Analiza neliniara la bord a datelor științifice: soluții și tehnologie FPGA - OANA, (2017- 2019), STAR 2017, O. Cret – 350.000,00 lei
• Valorificarea Extensivă a experienței în activități de spațiu și Securitate ‐ VESS, (2018-2020), PCCDI 2018, O. Cret – 446.500,00 lei

Departamentul pentru Aplicații Inteligente în Securitate Cibernetică și Spațiu, prin cele 2 laboratoare specializate în securitate cibernetică și aplicații spațiale, contribuie pentru domeniul Tehnologia Informației și a Comunicațiilor la nișele de inovare la nivel de produs: securitate cibernetică și aplicații spațiale pentru utilizare civilă. Pentru domeniul Agroalimentar, Departamentul pentru Aplicații Inteligente în Securitate Cibernetică și Spațiu contribuie la nișele aplicarea tehnologiilor digitale și robotizate în agricultură - smart agri.

6. Departamentul pentru Aplicații în Domeniul Orașelor Inteligente cuprinde 4 laboratoare: Eficiența și Tranzacționare Energetică Inteligentă, e-Mobilitate Inteligentă, Soluții Integrate pentru Orașe Inteligente, Soluții pentru Viața Inteligenta și Sănătoasă. Laboratoarele propuse vor oferi soluții în domenii legate de eficiența energetică, transport sigur și nepoluant, reciclare, gestionarea mulțimilor, viața inteligentă și sănătoasă. Experiența resursei umane a UTCN în aceste subiecte de cercetare este reflectată în următoarea selecție de proiecte de cercetare derulate sau aflate în derulare:

• Green networked Data Centres as Energy Prosumers in smart city‐environments – GEYSER, (2013-2016), FP7, I. Salomie – 1.483.200,00 lei
• Tehnologii de Management şi Scalare Eficientă a Resurselor de Calcul în Cloud pentru Reducerea Consumului de Energie a Centrului de Date Alpis ‐ Eco2Cloud, (2016-2018) BG, I. Salomie – 460.000,00 lei
• Tehnologii de Digitalizare, Analiză şi Optimizare a Procesului de Producţie a Contoarelor şi Regulatoarelor de Gaz în Fabrica Emerson, (2016-2018), BG, T. Cioara – 460.000,00 lei -Coverting DCs in Energy Flexibility Ecosystems - CATALYST, (2017-2020), H2020, T. Cioara – 1.224.116,00 lei
• Enabling new demand response advanced, market oriented and secure technologies, solutions and business models – e-DREAM, (2018-2021), H2020, T. Cioara – 1.794.000,00 lei -Tehnologii si servicii pentru sisteme distribuite de inregistrare, tranzactionare si procesare electronica a datelor, (2016-2019), Montran, Tudor Cioara – 180.000,00 lei
• Centre de date cu racire bazata pe lichid: tehnici noi pentru optimizarea flexibilitatii termice si reutilizarea la cerere a caldurii
• CoolDC, (2020-2022), PD, M. Antal – 246.638,00 lei -Boosting DR through increased communItylevel consumer engaGement by combining Data- driven and blockcHain technology Tools with social science approaches and multivalue service design –BRIGHT,(2020-2022), H2020, T. Cioara – 2.441.377,00 lei
• Renewable COGeneration and storage techNologies IntegraTIon for energy autONomous buildings - RE-COGNITION, H2020, (2019 – 2022), Micu Dan Doru – 1.284.624,00 lei
• A holistic framework for Empowering SME's capacity to increase their energy efficiency - SMEmPower Efficiency, H2020, (2019 – 2022), Micu Dan Doru – 807.812,00 lei
• Generate Energy Efficient Acting And Results At Small & Medium Enterprises - GEAR-at- SME, H2020, (2020-2023), Micu Dan Doru – 273.320,00 lei
• Demand Response in Block of Buildings - DR‐BOB, H2020, (2016 – 2019), Micu Dan Doru – 1.121.430,00 lei
• Servicii ale Viitorului pentru Mobilitate prin Cooperare – CoMoSeF, (2012-2015), Proiect EUREKA, S. Nedevschi, parteneri AROBS (Romania), VTT, Mobisoft Oy, Finnish Meteorological Institute, Infotripla Oy, Centria, (Finlanda), HITEC Luxembourg S.A.(Luxemburg), Broadbit (Slovacia), Poznan University of Technology (Polonia) – 750.000,00 lei
• Sistem Cooperativ de Asistare a Conducerii Bazat pe Dispozitive Mobile Inteligente si Unitati de Monitorizare a Drumului – SmartCoDrive, (2012-2016) PCCA, S. Nedevschi, partener AROBS – 2.000.000 lei
• Prelucrarea imaginilor si datelor in cartografierea automata, (2016-2017), Telenav, R. Danescu – 402.487,00 lei
• Advanced integrated obstacle and track intrusion detection system for smart automation of rail transport - SMART2, H2020, (2019-2022), Stan Sergiu Dan – 596.312,00 lei
• Motor electric inovativ cu magneti permanenti fără pamanturi rare destinat vehiculelor electrice usoare – EMLEV, PN PTE, (2020-2022), Marțiș Claudia – 295.000,00 lei
• Powerfull advanced N-Level Digitalization Arhitecture for models of electrified vehicles and their components – PANDA, H2020, (2018 – 2021), C. Marțiș – 1.519.772,00 lei
• DynamIc nutrition bEhavior awareness sysTem FOR the Elders - DIET4Elders, (2013-2016), FP7-ALL, I, Salomie – 1.644.960,00 lei
• Adaptive system for enabling the elderly collaborative knowledge transference to small companies ’’ - Elders‐ UP, (2014-2016) FP7‐AAL, I.Salomie – 1.312.200,00 lei
• Social robot-based solution for elders'Care management and coaching after discharge from Hospital to Home -H2Hcare, (2020-2023), AAL, T.Cioara – 1.799.087,00 lei
• Robotic ePartner for Multitarget INnovative activation of people with Dementia - ReMIND, (2018-2021), FP7-ALL, I. Anghel – 984.378,00 lei
• Smart assistant to prevent and detect cognitive decline, promote cognitive function and social inclusion among older adults ReMember-Me-1, (2020-2023), AAL-2019, I. Anghel – 1.003.889,00 lei
• Dinamica transmiterii virusului SARS-CoV-2 pe teritoriul Romaniei, PNIII SOL, (2020- 2021), V. Muresan – 250.000,00 lei
• Clădiri inteligente adaptabile la efectele schimbărilor climaterice - CIA_CLIM, PNIII PCCDI,(2018 – 2021), P. Teodosescu – 628.420,00 lei
• Sisteme robotice autonome pentru managementul deșeurilor în contextul orașului inteligent – SIRAMAD, PNIII PCCDI, (2018 – 2021), C. Brișan – 1.385.300,00 lei
• Tehnologii inovative pentru recuperarea avansată a materialelor din deșeuri de echipamente informatice și de telecomunicații - TRADE-IT, PNIII PCCDI, (2018 – 2021), M. Purcar – 1.305.970,00 lei

Departamentul pentru Aplicații în Domeniul Orașelor Inteligente, prin cele 4 laboratoare specializate în eficiența energetică, transport sigur și nepoluant, reciclare, gestionarea mulțimilor, viața inteligentă și sănătoasă, contribuie pentru domeniul Tehnologia Informației și a Comunicațiilor la nișele de inovare la nivel de produs: soluţii de tip oraş inteligent/smart, e-administrație / e-guvernare, e-sănătate. Pentru domeniul Sănătate, departamentul pentru Aplicații în Domeniul Orașelor Inteligente contribuie la nișa îmbătrânire activă și independentă.

7. Departamentul pentru Diagnosticare Medicală Inteligentă este format din 3 laboratoare: Imagistică Medicală, Diagnosticare Bazată pe Inteligenţă Artificială și Bioinformatica va dezvolta metode de investigare şi diagnoză bazate pe investigație neinvazivă imagistică sau genetică, contribuind la tratarea maladiilor grave cum ar fi cancerul.Experiența resursei umane a UTCN în aceste subiecte de cercetare este reflectată în următoarea selecție de proiecte de cercetare derulate sau aflate în derulare:

• Dezvoltarea unei metode de detecţie şi izolare în timp real a celulelor tumorale circulante din fluxul sanguin al bolnavilor de cancer prin metode de procesare de imagine şi pattern recognition, (2014-2016) PCCA, A. Ciurte – 350.000,00 lei
• Aplicatii software pentru vizualizarea, segmentarea, sectionarea, masurarea si arhivarea 3D a arcadelor dentare reconstituite din imagini US(3DentArVis), (2018-2019) Chifor Research Srl, T. Marita – 100.000,00 lei
• Diagnosis and follow-up system based on artificial intelligence algorithms and transthorsacic ultrasound image analysis for diffuse lung diseases, EIT Health InnoStars e.V, (2020), R. Both Rusu – 108.553,00 lei
• Lung cancer Diagnosis and Monitoring System based on transthoracic ultrasonography and neural networks, EIT Health InnoStars e.V, (2019), R. Both Rusu – 117.500,00 lei
• Sistem de diagnostic al tumorilor intratoracice bazat pe ultrasonografie si biomarkeri moleculari, PNIII PED, (2017-2018), R. Rusu Both – 1197.500,00 lei
• Unealta pentru procesarea si analiza asistata de calculator a imaginilor mamografice (M- ASSIST), PNIII CI, (2018-2018), T. Marita – 50.000,00 lei
• Platformă pentru studiul si dezvoltarea aplicatiilor de analiză optică a modelului venelor periferice superficiale in biometrie si biomedicina, TE, (2015‐2017), S. Crisan – 550.000,00 lei
• Sistem de diagnosticare şi terapie a afecţiunilor coloanei vertebrale, PCCA, (2014‐2017), C. Vaida – 185.819,00 lei

Departamentul pentru Diagnosticare Medicală Inteligentă, prin cele 3 laboratoare specializate în aplicații inteligente de investigare şi diagnoză, contribuie pentru domeniul Sănătate la nișele diagnosticarea precoce și monitorizare, diagnosticul la distanță, telemedicină și modelare de programe informatice.

8. Departamentul suport asigură gestionarea infrastructurii de calcul, realizarea prototipurilor, experimentarea si validarea lor, si gestionarea cooperării cu partenerii privați şi beneficiarii socio- economici. Departamentul are în componenţă Laboratorul de Calcul al ICIA, Laboratorul pentru Confecționarea si Asamblarea Prototipurilor si Laboratorul pentru Experimentarea, Validarea si Prezentarea Prototipurilor. Laboratorul de Calcul va gestiona în mod centralizat serverele de învățare profundă și stocare, serverul HPC precum și alte echipamente de calcul. Laboratorul pentru Confecționarea si Asamblarea Prototipurilor va avea un set de echipamente pentru confecționarea componentelor mecanice, electrice și electronice. Laboratorul pentru Experimentarea, Validarea si Prezentarea Prototipurilor va avea facilități de măsurare şi testare, precum și spații de prezentare și diseminare către companii din mediul privat. Departamentele vor fi dotate cu servere pentru învățare profundă, servere de stocare, sisteme de dezvoltare, modelare, simulare, optimizare specifice, și vor avea acces la serverul HPC (High Performance Computing) al ICIA.

Rezultate așteptate

• R1. Derularea / Implementarea unui număr 25 contracte de cercetare dezvoltare inovare (incluzând inovare de produs, de proces, organizațională și de marketing, și dezvoltare experimentală), folosind tehnologii de Inteligență Artificială (IA) în vederea dezvoltării și introducerii de produse și procese inovative pe piață până în anul 2029.
• R2. Investiția realizată prin proiect, precum și rezultatele ce se vor obține în activitatea CDI, vor duce la creșterea vizibilității și credibilității ICIA, și la internaționalizarea într-o mai mare măsură a activităților acesteia. Se vor realiza noi alianțe, va crește numărul de afilieri la organizațiile de profil internaționale, vor apărea contracte CDI cu noi parteneri internaționali. Infrastructura de cercetare propusă va avea în vedere afilierea la organizații / programe / rețele europene sau internaționale de cercetare cum ar fi:
  • ESFRI, Forumul Strategic European pentru Infrastructurile de Cercetare, este un instrument strategic pentru dezvoltarea integrării științifice a Europei care sprijina accesul liber la infrastructura de cercetare de cea mai inalta calitate.
  • Confederation of Laboratories for Artificial Intelligence Research in Europe (CLAIRE) este o confederaţie de laboratoare care are obiectiv ca cercetarea și inovația europeană în domeniul inteligenței artificiale să fie printre cele mai bune din lume
  • Reţeaua de centre de excelenţă prin programul AI lighthouse for Europe, program care se bazează pe rețelele existente și viitoare de centre de excelență în IA, cu scopul de a construi o alianță de organizații europene puternice de cercetare
  • Participarea la platforma AI4EU, o initiativă la nivelul Comisiei Europene care are ca scop accesul la resurse comune de date, cunostinte si infrastructura, pentru a sprijini interoperabilitatea si avansul tehnologic in domeniul IA in Europa
  • PRACE (Partnership for Advanced Computing in Europe) are misiunea de a sprijini cercetarea și dezvoltarea ingineriei în toate domeniile oferind resurse și servicii de calcul și gestionare a datelor de clasă mondială
  Un rezultat semnificativ va fi integrarea Infrastructurii de cercetare propuse (PCIA) în rețeaua de cercetare a Universităților Tehnologice Europene (Eut+). Alianţa EUt+ face parte din Iniţiativa Universităţilor Europene (European Universities Initiative), care are la bază ideea formulată în anul 2017 de preşedintele Franţei, Emmanuel Macron, potrivit căreia Uniunea Europeană îşi propune ca, în anul 2024, să aibă aproximativ 20 de universităţi europene. EUt+ are ca obiectiv transformarea radicală a calității, performanței și eficienței educației universitare orietante spre tehnologie. EUt+ va fi prezentă fizic în 7 țări europene promovând un mediu de învățare inovativ pe mai multe paliere cu un impact real la nivel local și european care să producă beneficii semnificative de natură socială și economică pentru toți factorii implicați.
• R3. Formarea prin activități de cercetare a resursei umane înalt calificate în domeniul inteligenței artificiale și a aplicațiilor acesteia pentru 500 de studenți masteranzi si 100 doctoranzi în inginerie până în anul 2029, pentru creșterea/consolidarea capacității CDI.

Politica de acces

Politica de acces pentru marile companii si pentru IMM-uri

Infrastructura propusă va promova o politica de sprijinire a accesului liber pentru cercetători și companii în funcție de facilitățile oferite și de apartenența solicitatorilor:

• vor avea acces gratuit membrii mediului academic
• vor avea acces cu taxe reduse start-up-urile şi IMM-urile care propun şi implementează soluții bazate pe IA
• marile companii cu care PCIA va stabili contracte de colaborare inclusiv pentru dezvoltarea în comun de laboratoare şi de soluţii bazate pe inteligenţă artificială, vor avea acces liber reglementat prin acele contracte

Acces la baze de date

Infrastructura de cercetare - PCIA va beneficia de acces la baze de date prin colaborările pe care le va realiza cu partenerii naționali și internaționali. Aceste baze de date au fie un caracter general (algoritmi, soluții anterioare, rezultate obținute) fie sunt legate de anumite domenii prioritare in strategia europeana și națională în domeniul IA: sănătate, transport, agricultură, mediu, energia, sectorul public.

Acces la rezultatele cercetării

PCIA va urmări conectarea la structuri europene precum EOSC (Consiliului European pentru Științe Deschise ) cel mai important instrument destinat să ofere cadrul necesar pentru colaborare și punerea în comun a resurselor la nivel european, național, regional și instituțional.

Acces la infrastructură

PCIA va urmări participarea la Programul digital Conectarea Europei (CEF2), program care își propune să sprijine și să catalizeze investițiile în infrastructurile de conectivitate digitală de interes comun în perioada 2021-2027. Astfel, infrastructura de cercetare propusă va putea să acceseze rețele de mare capacitate, inclusiv sisteme 5G, capabile să asigure conectivitate de mare viteză în zonele în care se află entitățile socioeconomice. In acest fel si partenerii locali şi naționali ai PCIA vor avea acces la această infrastructură.

Plan operațional

PCIA va desfășura cu precădere activități de cercetare dezvoltare inovare ce pot fi grupate astfel:

• A1. Activități de cercetare dezvoltare inovare (incluzând inovare de produs, de proces, organizațională și de marketing, și dezvoltare experimentală) realizate individual, în rețele de cercetare europene, în consorții, sau în colaborare cu companiile. Aceste activități au în vedere dezvoltarea unor modele/prototipuri/produse hardware/software originale bazate pe inteligență artificială și facilitarea adoptării acestora de către entități private și publice de la nivel regional, național și european / internațional.
• A2. Activități de promovare a inteligenței artificiale și a aplicațiilor acesteia în rândul companiilor din mediul privat prin informări, training-uri și prezentări de modele/soluții demonstrative.
• A3. Prestarea de servicii pentru companiile din mediul privat pentru adoptarea tehnologiilor de inteligență artificială în activitățile de producție, management, marketing și în dezvoltarea unor modele de afaceri inovative.
• A4. Formarea resursei umane în domeniul inteligenței artificiale pentru a crea o masă critică de cercetători/proiectanți/consultanți în domeniul inteligenței artificiale și al aplicațiilor acesteia și pentru a furniza resursă umană calificată pentru companiile din mediul privat și instituțiile publice (programe post universitare, programe de masterat etc.).
• A5. Înființarea unui centru ce are ca scop acordarea de suport entităților publice și private în ceea ce privește implementarea reglementărilor europene în dezvoltarea și utilizarea soluțiilor de inteligență artificială (inclusiv a reglementărilor referitoare la etică în AI).