A Cybathlonról...
A Cybathlon egy olyan nemzetközi verseny - amit a rehabilitáció Forma1-ének lehet tekinteni -, amely a fizikai fogyatékkal élő embereket és a legmodernebb technológiákat hozza össze, hogy bemutassa az innovatív segédeszközök lehetőségeit. A Pázmány ITK-n különösen közel áll hozzánk a Cybathlon. A Kar több csapata is részt vesz minden alkalommal a négy évente rendezett eseményen, mérnöki szakértelmüket és kreativitásukat ötvözve hoznak létre életminőséget javító technológiákat a versenyfeladatokhoz kapcsolódóan.
A mostani versenyről...
A 2024-es versenyre október 25-27. között került sor Zürichben, ahol a világ minden tájáról érkezett csapatok valós életből vett feladatokban mérhették össze tudásukat fejlett robotikai és AI megoldásokkal, ezzel is támogatva ezeknek a technológiáknak a mobilitás, önállóság és életminőség javítását célzó integrációját.
A Pázmány ITK felkészülését és részvételét Iván Kristóf, az ITK Cybathlon-felelőse fogta össze.
Két csapatunk (FES és VIS) kiutazott Zürich-be míg az egyik csapatunk (BCI) itthonról, online vett részt a megmérettetésen. Mindegyik csapat sokat készült és izgult az okt. 25-ét megelőző napokban. A Zürichben résztvevők a helyszínt és a versenytárs csapatokat kellett, hogy részletesen megismerjék a rendelkezésre álló idő alatt, valamint a saját fejlesztett technológiájukat kellett a helyszínhez igazítaniuk. Például a VIS esetén a technológia megfelelő működésében a fényviszonyok sokat számítanak, míg a FES versenyszámban az eszköz kalibrációja és mechanikájának hibátlan működése adott okot izgalomra. A BCI online részvételnél a pilóta kipihentségén és koncentrálóképességén kívül a közvetítés elvárásainak való megfelelés valamint az adatkapcsolat adott külön feladatot a résztvevőknek.
Ebrainers csapat (BCI versenyszám) beszámolója:
Dr. Köllőd Csaba Márton vezetésével a Brain-Computer Interface (BCI) csapatunk olyan forradalmi algoritmust fejleszt, amely az agy tevékenységét érzékelve, a felhasználó elképzelt utasításait / tevékenységeit átalakítja egy digitális eszköz vezérlő parancsaivá. Ez a technológia lehetővé teszi, hogy a nyaktól lefelé bénult emberek kizárólag agyhullámaik segítségével irányítsanak elektromos kerekesszéket, robotkart vagy a számítógép kurzorát.
Csapatunk úttörő szerepet tölt be a BCI kutatásban, és büszkén képviseli egyetemünket és Magyarországot a Cybathlon versenyeken 2016 óta. A csapatot támogatja a Brain Products, a SZTAKI és a HUN-REN Természettudományi Kutatóközpont.
Csapattagok:
- Csortos Zoltán - elsőpilóta
- Boda Zoltán - másodpilóta
- Fazekas Júlia - pilóta segítő
- Adolf András - PhD hallgató, szoftver fejlesztés, kísérlet vezetés
- Gátmezei Zoltán - MSc hallgató, szoftver fejlesztés
- Ulber István, MD, DSc - kutatásért felelős személy
- Köllőd Csaba Márton, PhD - csapat manager
Célunk volt, hogy a versenyen két pályát teljesítsünk a 10-ből, ezzel is demonstrálva, hogy a rendszer, amit megálmodtunk, működik a gyakorlatban is.
A verseny előtti időszak megpróbáltatásokkal teli volt. Az elsőpilóta lebetegedett, így sem a szerdai, sem a csütörtöki edzés napon nem tudott részt venni. Helyette a másodpilóta ugrott be és tesztelte a rendszert. Ugyanakkor számára az irányítás sokkal nehézkesebb, mint az elsőpilóta számára. Mindemellett technikai nehézségekkel is küzdött a csapat. A két számítógépből, mely rendelkezésünkre állt, az egyik véletlenszerűen hajlamos volt a teljes kifagyásra, a másik pedig a lassulásra. Így a pilóta betegsége mellett még ez is növelte a csapat stressz szintjét. A gondviselésnek köszönhetően a szombati selejtezőre felépült az elsőpilóta és pontosan meg is érkezett a megbeszélt időpontra. A gépeket pedig úgy tűnt, hogy driver frissítéssel, valamint némi operációs rendszer beállítás módosítással sikerült rendbe rakni. Felraktuk az EEG sapkát, elindítottuk a teszteket, hogy melyik lesz a megfelelő osztályozó rendszer, melyet alkalmazni fogunk a verseny alatt. Ugyanakkor a tesztelés eredményei, ahogy egyre kevesebb lehetőség maradt, egyre elkeserítőbbé vált, mert úgy tűnt, hogy a 2 héttel ezelőtti állapothoz képest egyik sem akart működni. Végül három lehetséges osztályozó rendszerből kiválasztottunk egyet, mely a leginkább működőképesnek bizonyult. Ugyanakkor ez is csak félig működött pontosan, így végül a rajtba állás előtt még gyorsan taktikát is kellett váltanunk. Megegyeztünk a pilótával, hogy csak és kizárólag a kerekesszék irányítására fogunk koncentrálni és minden más pályát el fogunk passzolni. A rajtba beálltunk és megindult az első futam. A pilótánk 1 pályát tudott teljesíteni. A csapat manager már majdnem lemondott mindenről, amikor szóltak, hogy nemsokára indul a második futam. Némi relaxációt követve új lelkesedéssel álltunk be a rajtba ismét a pilótával és vártuk, hogy mi lesz az eredmény. Pilótánk a rajtot követően úgy tűnt magára talált és rekordidő alatt elért az első pálya széléig ott azonban megállt és súlyos percek teltek el míg semmi sem történt. Aztán megtört a jég és sikerült teljesíteni az első feladatot, majd a másodikat, majd a harmadikat.
A végeredmény egyértelmű. A rendszer és a pilóta megmutatta, hogy stressz helyzetben is működő képes, túlszárnyalva kezdeti elvárásunkat. 5 év kitartó munkájának beérett gyümölcse. Ha a versenyben csak EEG-vel történő irányítást nézzük, akkor csapatunk 4. helyet szerzett volna, ugyanakkor tagadhatatlan az amerikai csapat eredménye, akik beültetett elektródákkal rendkívüli eredményt állítottak fel, így összességében az 5. helyet értük el, megelőzve a thaiföldi, az ausztriai és a német csapatot.
A jövőt tekintve óriási megerősítést kaptunk, úgyhogy egy rövid szünet után teljes erőbedobással folytatjuk a munkát. A tapasztalatokat levonva újragondoljuk a rendszert és a kísérleti paradigmát is, melynek segítségével az adatgyűjtést végezzük és egy új koncepcióval tervezünk visszatérni 2028-ban.
EyeRider csapat (VIS versenyszám) beszámolója:
Magyar siker nemzetközi versenyen: a Pázmány ITK EyeRider csapata elnyerte az első helyet a 2024-es Cybathlon Vision Assistance kategóriájában!
A Cybathlon, amelyet az ETH Zürich négyévente rendez meg, lehetőséget biztosít különféle segítő technológiák megmérettetésére, amelyek célja a fogyatékkal élők mindennapi életének megkönnyítése. A világszintű eseményt idén, harmadik alkalommal, immár nyolc diszciplínában rendezték meg, 27 ország 67 csapatának részvételével, és most először a látássegítő technológia (VIS) kategóriában is. A látássegítő technológiák (Vision Assistance) kategóriában a Pázmány EyeRider csapata mellett a zürichi egyetemek (Zurich University of Applied Sciences (ZHAW), ETH Zürich, University of Zürich), a Japán Wakayama Egyetem, a párizsi Sorbonne és az Innsbrucki Vállalkozó Egyetem csapatai vettek részt.
A verseny tíz különféle, mindennapi életből merített feladatból állt, amelyekben navigációra, objektumok felismerésére, és színek azonosítására is szükség volt. A többi csapat speciális, számtalan elemből álló rendszere helyett, az EyeRider egy bárki számára elérhető iPhone telefonra készített applikációt, így tartva alacsonyan a komplexitást és biztosítva a mindennapi használhatóságot.
A döntőben Sulyok Péter, az EyeRider csapat pilótája a tíz feladat közül hetet oldott meg sikeresen a rendelkezésre álló 8 perc alatt, így az EyeRider a három feladatot teljesítő, második helyet szerző francia, és a harmadik helyet két feladattal elérő svájci csapatot megelőzve az első helyen végzett.
A szoftver kutatási és fejlesztési munkáját az ITK Bionikus Látásközpontja végezte, az ITK Mérnökinformatikus BSc, az Info-bionika mérnöki MSc és az Image Processing and Computer Vision közös nemzetközi MSc képzés számos hallgatóját bevonva.
Az EyeRider csapat vak pilótája, Sulyok Péter a felkészülés alatt folyamatosan részt vett az alkalmazás tesztelésében, valamint a felhasználói felület és interakciók kialakításában. Péter kiemelkedő helyzetérzékelési képessége és intelligenciája kulcsfontosságú volt a sikerhez. Karacs Viktor projektkoordinátor felelt többek között a szervezőkkel való kommunikációért, a technikai háttér biztosításáért, a gyakorlópálya kialakításáért, az eszközök beszerzéséért és a pilóta felkészítéséért.
Az algoritmusfejlesztést Dr. Karacs Kristóf laborvezető és Dr. Gelencsér-Horváth Anna irányította, aki a projekthez csatlakozott hallgatók (Sziksz Melinda, Halász Péter, Szabó Boglárka, Lassú Bálint, Andrej Kondakov) munkáját is koordinálta. A mobilos alkalmazásfejlesztésért, illetve a funkciók integrációjáért és teszteléséért Jusztin Márton felelt, a LetSee alkalmazásba építve be az új funkciókat.
Köszönet illeti az Info-Bionikai Egyesületet a támogatásért, és Quintz Gábort, aki lefektette az alkalmazás alapjait, valamint az ELTE IK Mesterséges Intelligencia Tanszék NIPG kutatócsoportot a szakmai együttműködésért, amely komoly segítséget jelentett a munkában.
A Cybathlon feladataihoz kifejlesztett funkciók a jövőben várhatóan a LetSee alkalmazásba is beépítésre kerülnek olyan formában, hogy mindennapi körülmények között is jól használhatóak legyenek.
HunFess csapat (FES versenyszám) beszámolója:
Prof. Laczkó József vezetésével a "HunFess" csapat innovatív Functional Electrical Stimulation (FES) protokollokat fejleszt, hogy lehetővé tegye a paraplég (alsóvégtag bénult) emberek számára a saját lábizmaikkal hajtott kerékpározást (triciklizést).
A csapat pilótája, Szamosi Csaba kulcsszerepet játszott a FES kerékpározáshoz szükséges protokollok optimalizálásában. A csapat a Berkelbike Pro háromkerekű triciklit használja, amelyet egy 6 csatornás elektromos izom-stimulátorral szereltek fel a lábakkal történő FES-vezérelt kerékpározáshoz. A 2024-es Cybathlon versenyen a tricikliket rögzített helyzetben kellett használni, tehát hasonlóan, mint egy szobabiciklit.
A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont, a Pécsi Tudományegyetem és az Országos Orvosi Rehabilitációs Intézet (Semmelweis Egyetem, Rehabilitációs Klinika) közreműködésével a HunFess csapat a technikai, természettudományi és orvostudományi ismereteket ötvözi a gerincvelősérültek FES-alapú rehabilitációjának fejlesztésére.
A csapat tagjai: Szamosi Csaba (pilóta); Laczkó József (csapat manager, PhD matematika); Iván Kristóf (PhD info-bionikus mérnök); Botzheim Lilla (info-bionikus mérnök, PhD biológia); Mravcsik Mariann (humankineziológus, PhD biológia); Zentai Norbert (PhD biológia); Radeleczki Balázs (PhD hallgató); Fodor Amelita (PhD hallgató); Dr. Fehér Melinda (orvos); Ernyey Marcell Dávid (gyógytornász)
Szamosi Csaba pilótánk nagyszerűen, hibátlanul hajtotta végig 8 perc alatt a több mint 1.3 km-es távot. Részünkről technikailag is minden kifogástalanul működött a versenyen.
Sok feszültség volt azonban a „verseny” körüli napokban. A verseny előtti héten tönkre ment a szervezők által küldött teljesítmény mérő pedál, utóbb kiderült, hogy gyári hibás volt. Ezt már csak a verseny helyszínén, Svájcban tudtuk lecserélni. Emellett, bár a csapatunk minden előzetes technikai vizsgálaton kitűnően megfelelt és a szervező bizottság hetekkel a verseny előtt minden technikai részletet jóváhagyott, mégis azt kérték szinte órákkal a verseny előtt, hogy cseréljük le a kerékpár hajtókarját hosszabbra. Mindezt arra hivatkozva, hogy a teljesítmény érzékelő pedál - amit ők adtak – nagyobb teljesítményt mér, mint amit egy másik kalibráló mérőeszköz mér. Ennek oka szerintük lehetett a hajtókar hossza. Természetesen ilyen változtatás az utolsó nap nem jó, hiszen hónapokon, éveken keresztül ezzel a hajtókarral edzett a pilótánk. Ennek megváltoztatása mechanikai és biomechanikai következményekkel jár. Továbbá ez a szabályoknak is ellentmond, hiszen a korábbi vizsgálatokon alá kellet írnunk, hogy a jóváhagyott technikai vizsgálat után semmi nem változtatható a berendezésen, másrészt a hajtókar hossza nem volt specifikálva a szabályokban. A Berkelbike tricikli gyárilag forgalmazott eredeti hajtókarját használtuk, amit a korábbi technikai vizsgálaton jóváhagytak. Ennek ellenére pontokat vontak le a csapatunk mért teljesítményéből. A teljesítmény mérés a Cybathlon által biztosított eszközökkel nem volt megbízható és a kalibrálástól függött, ami csapatonként eltérhetett.
Ettől függetlenül összességében jó hangulat volt jellemző és a koreaiak kivételével minden csapat személyesen vett részt az idei FES biking versenyen. Az online versenyzők a koreaiak voltak, akiknek versenyzését sajnos csak képernyőn láthattuk mert ők Koreában tekertek.
Remélhetőleg a jövőben nem egyhelyben rögzített tricikliken, hanem felszíni pályán mobil módon lehet majd megtartani a versenyt, ami egységes és megbízható mérését jelenti majd a csapatok teljesítményének.
A zürichi helyszínen lévő csapatok kifejezetten baráti környezetet teremtettek. A versenyen messze túl mutat a FES Bike közösség együttműködése a gerincvelősérült, végtagbénult emberek triciklizésének fejlesztése, az ő minél jobb egészségi állapotuk érdekében.
Mindenki, az összes FES biking csapat a világon láthatja, hogy Szamosi Csaba ugyanolyan jól teker mint a többi résztvevő. Megismertek minket, és bátran hirdethetjük a HunFess csapat munkáját, sikerét, azt, hogy Magyarország a legmagasabb szakmai színvonalat képviseli a gerincvelősérültek orvosi rehabilitációját segítő technológiák fejlesztésében, a többi résztvevő országgal együtt.
