Gala concursului PatriotFest a premiat marți, 19 noiembrie 2019, la Cercul Militar Național, inovatorii români care construiesc pentru noi un viitor mai sigur și mai integrat tehnologic. Aflat la cea de-a treia ediție, PatriotFest este un concurs național de inovare care aduce românii în centrul evoluțiilor tehnologice, într-o lume din ce în ce mai complexă, iar comunitatea formată în jurul acestuia a fost consolidată prin atragerea resurselor de inovare românești.
Premiul PatriotFest pentru ediția curentă a fost acordat echipei formate din Rebeca Tudor, Cristian Kusko, Mihai Kusko și Avram Andrei. Cei patru au câștigat cu proiectul masca de fază spirală pentru comunicații optice și cuantice, practic un fel de a înregistra informații securizate într-un anumit tip de transmisie a luminii.
Alte premii pentru categoriile de concurs, Agilitatea cunoașterii, Optimizarea performanței umane, Siguranța pericolului și Creativitate pentru securitate s-au acordat către opt echipe care au dezvoltat prototipuri funcționale în domenii diverse: ascunderea textului în imagine sau în sunet, soluții de securizare a documentelor clasificate sau a imaginilor împotriva falsificărilor, transcrierea materialelor audio în limba română, prognoze de înaltă acuratețe cu privire la consumul de energie sau dezvoltarea unor soluții pentru contaminările biologice.
Două premii din categoria „Tânăra Speranță” au fost înmânate echipelor care au intrat în concurs cu utilizarea analizei fractale în modelarea avansată a sistemelor teritoriale și cu un algoritm pentru dezvoltarea de produse mecatronice.
PatriotFest își propune să unească lumile creatorilor și consumatorilor de inovare pentru un viitor mai sigur și mai integrat tehnologic. Dezvoltarea unei platforme de sprijin și de recompense pentru inovare este și o încercare de oprire a fenomenului de exod al creierelor.
De-a lungul celor trei ediții, inovatorii români și-au prezentat proiectele, printre care senzori revoluționari, tehnologii de inteligență artificială care transformă fișiere audio în text, securizarea documentelor și a comunicării electronice sau aplicații pe blockchain cu aplicare în securitatea fluxurilor de bunuri, sub formă de prototipuri funcționale. Tematicile sunt împărțite pe categorii largi, dar importante pentru viitor, precum agilitatea cunoașterii, optimizarea performanței umane, siguranța pericolului și creativitate pentru securitate.
Experții din comunitatea PatriotFest au selectat și premiat ideile cele mai interesante, funcționale și utile ale inovatorilor români din țară și din străinătate. Premianții primesc suport pentru îmbunătățirea proiectelor și au acces la consultările instituțiilor organizatoare cu membrii comunității PatriotFest. Aplicabilitatea proiectelor PatriotFest este atât pentru mediul public și de securitate națională, cât și pentru cel privat.
Concursul a fost inițiat de Asociația New Strategy Center și este organizat în parteneriat cu Ministerul Apărării Naționale, Ministerul Afacerilor Interne, Serviciul Român de Informații, Serviciul de Telecomunicații Speciale și Serviciul de Protecție și Pază.
PREMIILE EDIȚIEI 2019:
1. Premiul PatriotFest Ediția 2019 – “Masca de fază spirală pentru comunicații optice și cuantice” - Rebeca Tudor, Cristian Kusko, Mihai Kusko, Avram Andrei
Prototipul de mască de fază spirală multinivel pentru generarea vortexurilor optice constă într-un element optic difractiv multinivel (8 nivele) care operează în reflexie pentru lumină vizibilă, generând vortexuri optice. Fasciculele de tip vortexuri optice sunt configurații de tip inel care poartă un grad de libertate special numit moment orbital unghiular (Orbital Angular Momentum - OAM) utilizat pentru aplicații în comunicații optice și cuantice de capacitate mare și securitate ridicată. Avantajele prototipului prezentat constau în generarea unor fascicule optice de calitate ridicată, care nu sunt afectate de variații ale temperaturii și prezintă un cost de producție scăzut. Pe piață, aceste inele de lumină sunt generate holografic cu elemente de fază proiectate cu ajutorul modulatoarelor spațiale de lumină, care au un preț ridicat. O altă metodă de pe piață pentru generarea vortexurilor optice constă în utilizarea elementelor electro-optice q-plate, acestea cuplează două grade de libertate (polarizare și OAM), dar sunt foarte sensibile la variații de temperatură.
Prototipul prezentat în concurs e fabricat folosind procese de fotolitografie, corodare în plasmă cu ioni reactivi și metalizare crom-aur. Realizarea sa a fost posibilă în urma calibrării unui proces de corodare cu ioni reactivi care să permita o rată de corodare de 50 nm/min. Procesul de fabricare a unei măști de fază spirală reflectivă este reproductibil și permite obținerea de elemente optice difractive de calitate optică ridicată cu trepte de 40 nm. Eficiența de conversie este de 94.96% utilă pentru codarea informației optice și cuantice pentru comunicații cu grad mare de securitate.
2. Premiul categoriei “Agilitatea cunoașterii" - “Speech Transcriber” - Horia Cucu, Lucian Georgescu, Alexandru Caranica, Cristian Manolache
Aplicația SpeechTranscriber permite transcrierea în text a materialelor audio ce conțin vorbire în limba română, marcând vorbitorii și indicând momentele de timp la care au fost pronunțate diversele cuvinte. Textul obținut e oferit utilizatorului într-o stare cât mai apropiată de forma standard, literară, fiind împărțit în paragrafe, iar paragrafele asociate diverșilor vorbitori. Cuvintele sunt scrise cu diacritice și majuscule atunci când este cazul, iar în text sunt inserate semne de punctuație. Toate aceste facilități sunt oferite într-o platformă web ușor de utilizat, ce poate fi accesată pe baza unui nume de utilizator, fiind utilă în sarcinile de transformare în text a unor materiale audio (interviuri, conferințe de presă sau chiar convorbiri telefonice).
Acuratețea măsurată a transcrierii este de aproximativ 95% pentru vorbirea citită și 80% pentru vorbirea spontană, afectată uneori de zgomot. Sistemul poate lucra distribuit, pe mai multe stații de lucru fizice. Numărul sarcinilor de transcriere posibile simultan este direct proporțional cu numărul unităților fizice de procesare. Momentan, aplicația are unele limitări. De exemplu, poate transcrie numai fișiere audio scurte (maxim 5 minute) în format .wav sau .mp3 ce conțin vorbire în limba romană.
3. Premiul pentru inovare la categoria “Agilitatea cunoașterii” - “IntelliDockers” - Emil Ștețco
Motoarele IntelliDockers (www.intellidockers.com) includ tehnologie NLP (Procesare de Limbaj Natural) de ultimă oră bazată pe deep learning și rețele neuronale AI. Ele se prezintă sub forma unor motoare AI de sine stătătoare care funcționează offline, pe infrastructura izolată a clientului ceea ce le face adecvate pentru procesarea securizată a datelor. IntelliDockers pot fi ușor integrate cu platformele software existente prin interfața API REST expusă, extinzând funcționalitatea acestor platforme software cu tehnologie NLP de ultimă generație care sunt capabile sa proceseze și să structureze volume mari de date nestructurate (comunicare de orice fel, date de pe rețele sociale și din online, documente text nestructurate și altele) în timp real.
Diferențele majore față de alte abordări existente în acest moment sunt date de următoarele caracteristici: funcționarea lor on premises și off-line; datele de procesat nu părăsesc infrastructura izolată în care operează; nu se impun limitări asupra volumului de date de procesat, un IntelliDocker putând procesa un volum de date limitat doar de infrastructura hardware în care operează; capabilitățile lor de a procesa conținut multi-limbă cu suport pentru limbi cum ar fi limba română, maghiară, poloneză, italiană, germană și engleză.
Capabilitățile out-of-the-box pot fi sumarizate astfel:
- Extractorul de entități: Entitățile (cuvintele cheie) clasificate în funcție de tip (persoane, organizații, locații, produse, altele) constituie informația factuală principală a oricărui conținut. Extractorul de entități identifică automat aceste entități, este antrenat cu conținut generic și suportă un set de tipuri standard de entități cum ar fi nume de persoane, locații, organizații, referiri la naționalitate și religie, date calendaristice, adrese web, numere de telefon, ore, distanțe, coordonate de latitudine și longitudine etc.
- Generatorul de rezumat: Înțelege semnificația oricărui text citind doar propozițiile cheie din întregul conținut. Opțional se poate specifica dimensiunea rezumatului generat sub forma unui procent.
- Analizatorul de sentiment: Determină polaritatea unui text. Polaritățile identificate sunt: negativ, neutru și pozitiv.
- Verificator de similitudine semantică: Compară semantic două bucăți de text, ignorând sintaxa sau gramatica. Asemănarea semantică are în vedere sensul textelor comparate. Textele ar putea fi scrise în stiluri total diferite, pot avea lungimi diferite, dar sensul ar putea fi în continuare același. Util pentru analiza automată a unui volum mare de date și gruparea documentelor în funcție de subiectul referit.
- Clasificator automat (IAB | IPTC): Clasificare automată folosind taxonomiile standard IPTC (iptc.org) și IAB (iab.com).
- Detectorul de limbă: Detectează limba unui text dat, cu suport pentru peste 70 de limbi, inclusiv un set de limbi asiatice
4. Premiul categoriei “Optimizarea performanței umane” - “NRGeenie” - Vlad Vergu
NRGeenie (https://www.nrgeenie.com) ajută actorii din piața de energie din România să ia decizii informate atât în domeniul comercial, cât și în cel tehnic.
Tehnologiile utilizate de NRGeenie țin de culegerea, procesarea și stocarea datelor specifice domeniului energiei în baze de date de mari dimensiuni. Culegerea de date este realizată atât din surse deschise (site-uri ale agențiilor nationale și europene din domeniul energiei și informațiilor geo-spatiale), cât și din surse cu caracter comercial (ex: date meteo achiziționate de la furnizori specializați în acest domeniu). Procesarea informației este realizată folosind algoritmi de procesare a semnalelor (ex: filtrare) și tehnici avansate de inteligentă artificială (Eng: Deep Learning) cu ajutorul librăriilor consacrate din acest domeniu (Tensorflow și Sci-Kit Learn) pentru a realiza modele avansate de prognoză. Datele anonimizate de consum și productie sunt reprezentate sub formă de serii numerice ce pot fi stocate atât într-un cloud public (e.g. Amazon), sau cloud privat. Culegerea datelor și re-actualizarea modelelor este realizată automat la intervale regulate de timp. La crearea modelelor de prognoză se utilizează atât tehnici statistice “clasice”, dar și verificarea detaliată a evoluției istorice a fenomenelor studiate și a gradului lor de corelare (analiză descriptivă) cu alte surse de informații aparent fără legătură de cauzalitate directă.
Partea de modelare utilizează date istorice de productie și consum de energie, date meteo istorice și prognozate, date calendaristice și informații geo-spațiale specifice distributiilor de energie.
NRGeenie este capabil în acest moment să ofere prognoze de înaltă acuratețe cu privire la consumul de energie din gaz natural. Interfața grafica curentă prezintă evoluția consumului la nivel național pe ultimele 30 de zile și evoluția prognozată a consumului pentru următoarele 30 de zile, precum și procentul de schimbare de la zi la zi. NRGeenie oferă acces atât la consumul prognozat agregat de gaz natural la nivel național, cât și la consumul prognozat al portofoliului propriu de consumatori defalcat pe distribuții geografice și împărțit în consum casnic și non-casnic.
Metrica cea mai bună de evaluare a produsului este dată de acuratețea prognozelor de consum exprimată în valoare absolută (ex: MWh) și valoare relativă (ex: (real - estimat) / real * 100).
5. Premiul pentru inovare la categoria “Optimizarea performanței umane” - “Innovative eco-friendly materials for biohazard decontamination” - Mioara Alexandru, Aurel Diacon
Prototipul constă într-o dispersie apoasă formată din nanoparticule active și un polimer hidrosolubil. Acest sistem are capacitatea de a neutraliza și îngloba agenții biologici, cât și de a forma pelicule care pot fi ulterior îndepartate cu ușurință prin simpla exfoliere de pe suprafața contaminată. Acest produs aduce beneficii majore în solutionarea problemelor legate de contaminarea biologică accidentală sau intenționată precum și în protecția mediului, având în compoziție materiale netoxice și biodegradabile. În momentul aplicării soluțiilor pe suprafața de interes are loc atât inactivarea microorganismelor contaminante, cât și înglobarea lor în sistemul polimer-argilă. După uscare aceste soluții formează pelicule decapabile, care pot fi ușor îndepărtate de pe suprafață. În acest mod se evită contaminarea suprafețelor adiacente și totodată se asigură o manipulare sigură a materialului contaminat.
Spre deosebire de alte metode de decontaminare, această metodă prezintă numeroase avantaje: materialele utilizate sunt netoxice și biodegradabile, obținerea lor presupune costuri reduse, iar modalitatea de aplicare pe suprafețele contaminate este facilă și rapidă.
Utilizarea acestor materiale pentru realizarea decontaminării biologice presupune 3 etape simple: plasarea dispersiilor apoase argilă-polimer pe suprafața contaminată, uscarea lor (obținerea peliculelor prin evaporarea apei) și îndepărtarea lor prin exfoliere. Ingredientele active din componenta acestor materiale inovatoare neutralizează agentul biologic, iar acesta este ulterior înglobat în structura peliculelor polimerice (în timpul uscării acestora), putând fi astfel îndepărtat în siguranță de pe suprafața contaminată. Testele efectuate în laborator au arătat că aceste materiale au o eficiență de decontaminare de peste 95% în cazul E.coli, Staph. aureus, Ps. aeruginosa și Candida albicans. Performanța acestui prototip este validată atât prin siguranța în utilizare, cât și prin ușurința îndepărtării acestor filme polimerice de pe orice tip de suprafață, dar mai ales prin eficiența remarcabilă a decontaminarii.
6. Premiul categoriei “Siguranța pericolului” - “S.C.A.R - Sistem de Control si Actiune Rapida” - Daniel Leu, Ștefan Dorneanu
S.C.A.R. propune o alternativă la sistemele statice de tip "Closed-Circuit Television Camera" (CCTV). Pentru a asigura flexibilitate în folosire, sistemul e montat pe o pereche de ochelari având atașat o cameră și un display la nivelul uneia dintre lentile, pe care se va primi mesajul de feedback.
Sistemul execută funcția de detecție și recunoaștere facială, păstrând o rată de succes în identificarea persoanelor de aproximativ 85%. Platforma SCAR poate administra baza de date de persoane prin editarea, adăugarea sau ștergerea persoanelor, realizează cu succes configurarea dispozitivului prin transferarea datelor precum fișierul de codificare al persoanelor din baza de date și raza de acțiune conform sistemului de siguranță GPS. Performanța proiectului este determinată de 2 factori: rata de succes în identificarea persoanelor și numărul de cadre computate pe secundă, cel din urmă fiind un indice pentru fluiditatea imaginii care este proiectată în câmpul vizual al agentului.
7. Premiul pentru inovare la categoria “Siguranța pericolului” - “SafeDoc Solution” - Soluție de securizare a documentelor clasificate - Constantin Secară, Cristinel Tănasă
Soluția are la bază principiul transformării hârtiei dintr-un suport de stocare inert într-un suport de stocare detectabil magnetic devenind astfel ușor de sesizat și urmărit. Hârtia SelfProtect face parte dintr-o soluție integrată de securizare și protecție documente clasificate/confidențiale, denumită SAFEDOC SOLUTION. Pentru aceasta, a fost dezvoltat un sortiment de hârtie de birou ce are înglobat în structură o anumită cantitate de microfire magnetice cu dimensiuni și caracteristici magnetice bine precizate, și care păstrează în același timp toate caracteristicile specifice unei hârtii de birou (gramaj, grosime, netezime, GA, capacitate de tiparire). Deoarece microfirele sunt distribuite uniform și orientate aleator în toată masa colii și pe ambele suprafețe, este practic imposibil să fie îndepărtate fără a distruge hârtia și a o face astfel inutilizabilă sau ilizibilă.
Deasemenea, s-a reușit integrarea acestei tehnologii într-un sistem funcțional ce conține echipamente dedicate (senzori, detectori tip poartă) și software specializat. În acest fel se elimină în totalitate riscul generat de factorul uman. Sistemul e capabil să împiedice printarea și/sau copierea pe hârtie obișnuită (nedetectabilă) și deasemenea să detecteze încercările de sustragere a documentelor din perimetru cu o rată de detecție de minim 95%.
8. Premiul categoriei “Creativitate pentru securitate” - “Beyond Vision” - Cristian Mocan, Beniamin Bia
Steganografia este arta și știința ascunderii de informații astfel încât aceste informații să poată fi detectate doar de expeditor și destinatar. Scopul proiectului este să ofere utilizatorilor posibilitatea de a comunica sigur și de a rula aplicații care de regulă necesită computere puternice, dar pe computere simple care folosesc accelerare hardware. Astfel sistemul poate ascunde textul într-o imagine fără ca acest lucru să poată fi detectat.
Sistemul funcționează ca un server care expune o interfață de programare a aplicațiilor - API (Application Programming Interface). Acest API poate să fie apelat din orice tehnologie la care transmitem imaginea purtătoare, mesajul și cheia publică pentru criptare în cazul ascunderii. Când dorim să extragem textul, transmitem imaginea împreună cu cheia privată pentru decriptare. De asemenea, sistemul funcționează și cu sunete, lucru care permite ascunderea informației în sunete. Cheile pot fi generate cu ajutorul generatorului de numere aleatorii implementat în fuga. SIstemul e integrat cu o aplicație -mobilă- care permite comunicarea între 2 sisteme prin imagine cu informație ascunsă.
Abordarea inovativă a proiectului constă în accelerarea steganografiei și a encriptării în hardware. Tehnologii și concepte utilizate: Hardware acceleration, Fpga, C, System Design, Image processing, Text encryption, Audio Steganography, Image Steganography, True random number generator, Certificate generator.
9. Premiul pentru inovare la categoria “Creativitate pentru securitate” - “Trusty Camera” - securizarea imaginilor împotriva falsificarilor - Robert Dobre, Alina Marcu, Radu Preda
Trusty Camera este o aplicație Android care permite captura și securizarea imaginilor împotriva falsificărilor. Ea include și un modul pentru verificarea integrității fotografiilor. Pentru a putea fi verificate, fotografiile trebuie să fi fost capturate cu Trusty Camera. În cazul detecției de modificări, aplicația poate indica zona detectată ca fiind falsificată.
Trusty Camera conține două module: un modul de captură controlată și securizare a imaginilor și un modul de verificare a integrității imaginilor. Modulul de captură controlată și securizare a fotografiilor se asigură de faptul că imaginea vine direct de la senzorul video al dispozitivului și realizează securizarea acesteia. Imediat după ce fotografia a fost capturată, peste ea se aplică un marcaj vizibil indicând data și ora la care a avut loc captura, informații care nu depind de data și ora dispozitivului, ci sunt interogate de la un server sigur. Apoi, în întregul conținutul imaginii se introduce un marcaj invizibil. Astfel se obține „imaginea securizată”.
Modulul de verificare a integrității imaginilor extrage marcajul introdus în etapa 1 și îl compară cu marcajul de referință. În cazul detecției unui fals, din modul în care se inserează marcajul invizibil și se face evaluarea lui în această etapă, aplicația poate și identifica cu precizie zona falsificată din imagine.
10. Premiul Tânăra Speranță - “Utilizarea analizei fractale în modelarea avansată a sistemelor teritoriale” - Ion Andronache
Prototipul îl constituie Indicele de Fragmentare Fractală (FFI). Conceptul de fragmentare fractală a plecat de la necesitatea analizei gradului de compactare / fragmentare a unor imagini complexe cu mai multe obiecte fractale, mai mari și mai mici, care pot conține artefacte (pixeli izolați, reziduali) din cauza binarizării. FFI descrie fragmentarea fractală și totodată poate fi interpretat și ca un indice de compactare.
Caracterul de inovare al proiectului constă în prima încercare de analiză a realității fragmentării teritoriale, prin modelare fractală, care poate constitui o componentă complementară analizelor clasice. În analiza sistemelor teritoriale, fiindcă componentele acestora, din punct de vedere imagistic, de cele mai multe ori sunt obiecte fractale, modelarea fractală poate fi un instrument util pentru îmbunătățirea descrierii și clasificării acestora. Pentru a fi fractale, obiectele trebuie sa fie auto-similare, invariante la scară, să nu se încadreze în geometria euclidiană, să fie neuniforme, fragmentate, complexe.
Forma complexă a obiectelor fractale se datorează faptului că la orice modificare a scării va arăta mai multe detalii, până la limita de rezoluție.
Limitările sunt, de asemenea, impuse de către tehnicile de înregistrare / capturare a imaginilor, dar și de imagistică. Astfel, analiza fractală cuantifică valoarea finală a “cantității” de detaliu sau a neregularității la diferite scări asociate cu obiectele fractale analizate.
11. Premiul Tânăra Speranță - “Algoritm pentru dezvoltare de produse mecatronice” - Mihai Steopan, Emanuela Pop, Marcela Bucur, Alexandru Pușcă
Algoritmul are la bază principiile dezvoltării SIX SIGMA, iar metodologia propusă în prezentul studiu urmărește pașii algoritmului DMADV: (1)Definește, (2) Măsoară, (3) Analizează, (4) Dezvoltă și (5) Verifică.
La finalizarea fiecărui pas, rezultatele analizelor efectuate până în momentul respectiv sunt supuse evaluării beneficiarului proiectului.
Algoritmul a fost particularizat pentru instruirea studenților specializării de robotică din cadrul Universității Tehnice din Cluj-Napoca în vederea dezvoltării de produse mecatronice, în mod particular roboți pentru servicii.
Astfel algoritmul transpune cerintele aplicației în funcții și caracteristici specifice, care ulterior sunt corelate și analizate din perspectiva importanței pentru aplicație și a costurilor aferente componentelor. În cadrul demonstrației vor fi prezentate câteva dintre proiectele dezvoltate utilizând acest algoritm, precum și modul în care acestea au fost optimizate datorită algoritmului utilizat.
