W naszej działalności mamy do czynienia głównie z zastosowaniem inżynierii dźwięków i obrazu oraz ze wszystkimi aspektami tych zagadnień – tłumaczy prof. Czyżewski. – Nie nastawialiśmy się specjalnie na potrzeby osób niepełnosprawnych. Jednak naszej uwadze nie uszło, że niemało ludzi ma problemy ze słuchem, narządem wzroku, jak również z płynną mową. Ta ostatnia grupa osób miała – jak dotąd – najmniej pomocy ze strony pracowników nauki.

I nie przypadek to zapewne, że jednym z ciekawszych wynalazków jest aparat dla osób jąkających się, opracowany w tutejszej katedrze. Potrzebę zaprojektowania takiego urządzenia zasugerował w latach 90. prof. Andrzejowi Czyżewskiemu kolega z Kanady, który zajmował się technologiami na rzecz osób niepełnosprawnych. – I po niedługim czasie udało nam się skonstruować nieduży aparat dla osób jąkających się. Gdańscy naukowcy uczynili to jako pierwsi w świecie.

Wynalazek miał wielkość dzisiejszego telefonu komórkowego. Wyposażony był w słuchawki. Jąkający się słyszał swój głos powracający do niego i natychmiast korygował mowę. Urządzenie to było skuteczną pomocą dla 85 proc. osób z zaburzeniami mowy.

Przed kilkoma laty jeden z doktorantów zminiaturyzował aparat. Można go teraz pomieścić wewnątrz ucha. Jest to maleńki przedmiot, skomplikowany, o bardzo wysokiej technologii. W kapsułce mieści się komputer wielkości łebka zapałki, nadto bateria, mikrofon i głośnik. Jąkający się słyszy swój głos i mówi poprawnie.

Uczony przyznaje, że u czteroletnich lub nieco starszych dzieci można skutecznie wyeliminować jąkanie. Pomocą jest tzw. audytywna pętla sprzężenia zwrotnego, która modyfikuje mowę powracającą do narządu słuchu. Aparat jest obecnie wdrażany. Produkcją zajęła się sopocka firma PLATAN. Naukowcy z PG byli pierwszymi w świecie, którzy stworzyli prototyp aparatu. W 2004 r. otrzymał on srebrny medal na wystawie wynalazków w Paryżu.

Sztuczna krtań

Badania nad aparatem do korekcji mowy zaowocowały cenną współpracą z prof. Henrykiem Skarżyńskim, dyrektorem resortowego Instytutu Fizjologii i Patologii Słuchu w Warszawie, będącego w gestii Ministerstwa Zdrowia. Wspólnie z szefem tego instytutu naukowcy z PG zorganizowali trzy kongresy międzynarodowe poświęcone zagadnieniom telemedycyny.

Innym niezwykle cennym efektem współpracy jest znakomita metoda zdalnego badania słuchu, wzroku i mowy za pośrednictwem Internetu. Jest to program darmowy, praktycznie dostępny dla każdego: www.telezdrowie.pl (wersję anglojęzyczną tego programu można znaleźć pod adresem: www.telewelfare.com).

Program obejmuje testy. Emitowane są specjalne dźwięki i sygnały wizyjne. Pół miliona dzieci uczęszczających do szkół skorzystało z badań według wspomnianej metody, która służy przede wszystkim tzw. badaniom przesiewowym, wykrywającym poważniejsze wady i zalecającym konieczność leczenia u specjalisty. Aż 65 krajów przyjęło omawianą metodę internetowego badania wzroku, słuchu i mowy.

Posypało się mnóstwo nagród z tego tytułu. Jedną z najbardziej prestiżowych była w 2004 r. nominacja do internetowego Nobla.

Bardzo pożyteczny okazał się także projekt dotyczący opracowania i wdrożenia sztucznej, znacznie ulepszonej krtani. – Dodaliśmy mikrofon, który wzmacnia sygnał, dobywający się z ust osoby pozbawionej naturalnej krtani, wzbudzony przez mechaniczne urządzenie wibrujące – mówi prof. Czyżewski. Następnie sygnał jest przetwarzany i przekazywany do głośnika. Dzięki elektronicznym innowacjom głos przekazywany za pośrednictwem sztucznej krtani jest donioślejszy i wyraźniejszy, co zapewnia mówiącemu większy komfort.

Głównymi wykonawcami projektu udoskonalenia sztucznej krtani są: prof. Bożena Kostek, dr Piotr Odya i mgr Łukasz Kosikowski. Wdrażaniem zajęła się gdańska firma INTECH.

Powstaje też projekt europejski (UE wyasygnowała kilkanaście milionów euro), umożliwiający zdalne monitorowanie osób z chorobami neurodegeneratywnymi, np. z chorobą Parkinsona. Da to chorym znacznie większe bezpieczeństwo i komfort.

– Nasilenia objawów chorobowych bywają różne – wyjaśnia uczony. – Mogą się one nie pojawić w trakcie wizyty w gabinecie specjalistycznym. Program zdalnego monitorowania pacjentów pozwoli lekarzowi poznać wszystkie fazy choroby, co ułatwi stawianie diagnozy i leczenie. Monitoring może umożliwić np. bransoleta zegarka albo urządzenie okulograficzne, naklejane nad okiem. Wszystkie sygnały nadawane przez urządzenia monitorujące będą odbierane przez lekarza. Projektem steruje firma Siemens. Prace badawcze prowadzą naukowcy z kilku uniwersytetów europejskich, a także kilka mniejszych firm.

Inteligentne kamery

Kolejny projekt śmiało można skojarzyć z filmem science fiction. Jego urzeczywistnienie będzie stanowić niebagatelną pomoc dla policji oraz innych służb ścigania przestępstw. System elektroniczny, opracowywany przez zespół PG, zakłada, że kamery, rozmieszczone w różnych newralgicznych miejscach (np. na dworcach kolejowych i lotniczych, w punktach wielkich aglomeracji najbardziej zagrożonych przestępczością), będą monitorowane przez komputer. Jeżeli zatem stanie się coś złego, kamera bezzwłocznie to wychwyci i zawiadomi służby czuwające nad bezpieczeństwem.

Zdecydowano, aby zaproponować współudział w projekcie kilku europejskim uczelniom, policji niemieckiej i irlandzkiej, a także firmom zagranicznym. Koordynatorem programu jest Akademia Górniczo−Hutnicza w Krakowie. UE przyznała 10,7 mln euro na realizację supernowoczesnego programu bezpieczeństwa, który ma być całkowicie wdrożony za 5 lat.

Przedsięwzięcie jest ogromne. Szef Katedry Systemów Multimedialnych PG zatrudnia najzdolniejszych elektroników i to nie tylko na okres opracowywania europejskiego elektronicznego programu bezpieczeństwa.

Prof. Czyżewski demonstruje, w jaki sposób program będzie działał. Na ekranie komputera widać rozległy teren i biegnącego człowieka. Komputer natychmiast zakreśla obwódką jego sylwetkę. – Kamera rejestruje jego bieg i pozwoli go rozpoznać m.in. po ruchach, jakie wykonuje – wyjaśnia uczony. – Opisze też czynności, jakie wykonuje, np.: stanie, kucanie, schylanie się.

Policjant, który czuwać będzie nad bezpieczeństwem w centrum monitoringu, otrzyma z miejsca zdarzenia sms, dokładnie informujący, co zrobił człowiek uchwycony okiem kamery. Sms zostanie wysłany przez specjalny komputer. Program uwzględniać będzie bogaty wachlarz zachowań, m.in.: bijatykę, kopanie, rzucanie ciężkimi przedmiotami, a także posługiwanie się bronią palną itp.

Jeżeli w centrum monitoringu telefon komórkowy policjanta odbierze sms o naruszeniu bezpieczeństwa, jego uwaga natychmiast zostanie zwrócona na właściwy monitor, który pozwoli dokładniej przyjrzeć się temu, co się dzieje. Będzie można bezzwłocznie podjąć interwencję. Oznacza to, że policjanci w centrum monitoringu nie będą musieli bez przerwy wpatrywać się w monitory.

„Inteligentna” kamera natychmiast zarejestruje też np. człowieka, który pozostawi na lotnisku plecak (może zawierać ładunek wybuchowy) i szybko się oddali. Elektroniczne urządzenie sygnalizuje: unattended luggage (bagaż pozostawiony bez opieki). Po upływie kilku lub kilkunastu minut komputer zaznacza plecak czerwoną obwódką, a ochroniarz czuwający nad bezpieczeństwem otrzymuje sms informujący o bagażu pozostawionym bez opieki. Novum polega na tym, że kamera nie tylko rejestruje obraz, ale również go „rozumie”.

Inny znakomity pomysł dotyczy dźwięku. Program komputerowy odtwarza uliczny hałas. Nagle rozlega się brzęk tłuczonego szkła. Następnie słychać strzały.

– Komputer ma nie tylko zarejestrować dźwięk, ale również „zrozumieć” go – tłumaczy prof. Czyżewski. – Dla urządzenia nie jest to łatwe, ponieważ na ulicy panuje ogromny ruch. Stale przejeżdżają samochody. Kłębią się najrozmaitsze dźwięki. Dlatego pracujemy nad taką automatyczną analizą dźwięku, która umożliwi bezbłędne „zrozumienie” sytuacji, a następnie sprawi, że stosownego sms−a otrzyma szef patrolu policji, czuwający nad bezpieczeństwem. Głównymi narzędziami systemu są „inteligentne” kamery i mikrofony.

Ochrona dóbr kultury

Pracownik naukowy, który posiada doskonały warsztat pracy, który nie musi się liczyć z ograniczeniami finansowymi i w każdej chwili może uczestniczyć w konferencjach oraz sympozjach naukowych w renomowanych ośrodkach w Europie i na świecie, miewa wiele znakomitych koncepcji. Okazuje się, że likwidacja wszelkich barier, które były tak bardzo dokuczliwe w polskich ośrodkach akademickich jeszcze przed kilkunastoma laty, dała prawdziwą wolność szarym komórkom. Nasi pracownicy naukowi nie mają najmniejszych powodów do kompleksów. A to, co czynią specjaliści w Katedrze Systemów Multimedialnych PG, może być tylko powodem do dumy. Szef katedry sprawił, że dobudowano dodatkową kondygnację na gmachu Wydziału Elektroniki, który i tak należał do najwyższych. Z zapałem tworzy tam nowe pracownie i laboratoria, wyposażone w najnowocześniejszy sprzęt.

Odrębny, znakomity program czteroletni dotyczy elektronicznego zabezpieczenia wartościowych starych płyt i dźwięków. Jego realizacja, w której współuczestniczy BBC, telewizja włoska Rai Uno, a koordynatorem jest Archiwum Państwowe w Paryżu, dobiega już końca. Jest to projekt, na który UE wyasygnowała 7 mln euro. W depozytach europejskich znajdują się filmy i stare nagrania płytowe o łącznym czasie 200 mln godzin. Opracowano metodę szybkiego utrwalania cyfrowego (komputerowego). Starą płytę „czyta się” laserem. Można ją zarejestrować w systemie cyfrowym w ciągu zaledwie kilku sekund. Istnieje też możliwość komputerowego udoskonalenia dźwięku i obrazu. Stara ścieżka dźwiękowa zyskuje dużo lepszą jakość. Istotne jest to o tyle, że obecnie wymagania jakościowe są dosyć wysokie.

Opracowano system umożliwiający „wyczyszczenie” starej płyty. Pozwoli on na sprawne, lepsze pod względem jakości, zarchiwizowanie setek tysięcy wartościowych nagrań, które przeszły już do historii.

Specjalny program komputerowy „czyści” i udoskonala filmy archiwalne. Takie programy stosowane są w świecie od dość dawna. Gdańscy naukowcy mogą mieć satysfakcję z tego, że ich metody gwarantują lepszą jakość i większą efektywność. Podsumowanie dokonań związanych z komputerową ochroną archiwalnych płyt i filmów planowano na początek 2008 r. w Rzymie. Szef Katedry Systemów Multimedialnych z satysfakcją podaje nazwisko mgr. inż. Przemysława Maziewskiego (wkrótce będzie bronił pracę doktorską), który z ramienia PG koordynuje wszystkie zadania, związane z omawianym projektem.

oby starczyło czasu

Rusza obecnie nowy program oparty na współpracy z gdańską firmą Young Digital Planet, a dotyczący nowych sposobów porozumiewania się człowieka z komputerem. Chodzi o takich użytkowników, którzy ze względu na ułomności nie są w stanie zrobić użytku z myszki komputerowej ani z klawiatury.

– Zmierzamy do tego, aby można się było porozumiewać z komputerem za pomocą wzroku, gestu albo długopisu, przy czym ten ostatni przedmiot ma być wrażliwy na nasze emocje, co jest istotne dla dzieci dyslektycznych – wyjaśnia prof. Czyżewski. Z komputera będą mogły korzystać np. osoby sparaliżowane. Mysz komputerową zastąpi ruch ust. Użytkownik będzie patrzył na ekran jak w lustro i robił odpowiednie miny. Pozwoli to uruchomić program, specjalnie dostosowany dla osób całkowicie sparaliżowanych. Projekt finansowany jest przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Szef politechnicznej katedry zyskał niemałe uznanie także środowisk lokalnych. Odebrał niedawno prestiżową Naukową Nagrodę Miasta Gdańska im. Jana Heweliusza za 2006 r., zwaną Gdańskim Noblem, mającą już dwudziestoletnią tradycję. Takie trofea otrzymują najwybitniejsi naukowcy, o znaczących osiągnięciach. Pracownik naukowy PG ma na swym koncie 8 patentów krajowych, 4 opublikowane międzynarodowe zgłoszenia patentowe, jak również kilkanaście udokumentowanych wdrożeń. Dyplom PG otrzymał w 1982 r. Założył wkrótce własną firmę, która zajęła się konstrukcją małych central telefonicznych oraz łącznością bezprzewodową. Stan wojenny sprawił, że zablokowano mu konto bankowe i telefon oraz odmówiono paliwa do samochodu. Młody inżynier, zszokowany rygorami stanu wojennego, postanowił podjąć pracę w uczelni, którą ukończył, bo – jak powiada – było to miejsce, gdzie można było w tamtych trudnych czasach normalnie pracować. Związany jest z PG już od 25 lat. Nie kryje radości, że tak niezwykle szczęśliwy okazał się jego los. Wdzięczny jest swoim mistrzom – prof. Mariannie Sankiewicz i prof. Gustawowi Budzyńskiemu, którzy stworzyli tak wspaniały zespół. Mimo że są w wieku emerytalnym, chętnie wspierają go swoimi znakomitymi radami także i dziś. Prof. Czyżewski kieruje zespołem od 15 lat.

Laureat prestiżowych nagród wciąż snuje nowe plany. Zastanawia się nad możliwością ograniczenia szumów usznych, bardzo dokuczliwych zwłaszcza u ludzi w podeszłym wieku. Ma już konkretne rozwiązanie, które zamierza wdrożyć we współpracy z prof. Skarżyńskim. Oby tylko czasu starczyło. Marzy o tym, aby on i jego współpracownicy byli godnymi reprezentantami nowego trendu w technologii, zwanego świadomym humanizmem, mającego na względzie przede wszystkim dobro człowieka.