TOP objave (januar 2020)

Foto: Wengang Zhai via Unsplash.

Nov paket vrhunskih dosežkov slovenskih znanstvenikov in znanstvenic ter njihovih objav v prestižnih mednarodnih publikacijah je nared.

V sodelovanju s Fakulteto za informacijske študije v Novem mestu v TOP objavah tokrat pišemo o:

  • MIKROBIOLOGIJA: POZNAVANJE PROBIOTIKOV MED ZDRAVSTVENIMI DELAVCI
  • INFORMATIKA: POMOČ PRI UPORABI RAČUNALNIKOV ZA GIBALNO OVIRANE OSEBE
  • RAČUNALNIŠTVO: NOVO ORODJE ZA ANALIZO SLIK
  • GRADBENIŠTVO IN PSIHOLOGIJA: POHIŠTVO IZ LESA IN STRES
  • TEHNOLOGIJE NAVIDEZNE RESNIČNOSTI: IZZIVI IN VPLIV RAZVOJA TEHNOLOGIJE TER VRSTE VSEBIN

MIKROBIOLOGIJA: POZNAVANJE PROBIOTIKOV MED ZDRAVSTVENIMI DELAVCI

Probiotiki so ”živi mikroorganizmi, ki imajo koristne učinke na zdravje gostitelja, kadar jih apliciramo v zadostnem številu”. Najbolj poznani so določeni sevi mlečnokislinskih bakterij iz rodu Lactobacillus in sevi bakterij iz rodu Bifidobacterium. Probiotike največkrat uživamo za uravnavanje črevesne mikrobiote.

Veliko kakovostnih kliničnih študij dokazuje, da probiotiki pomagajo pri različnih prebavnih motnjah, kot so driske, povezane z jemanjem antibiotikov, in sindrom razdražljivega črevesja. Pomagajo lahko tudi pri celjenju ran, anksioznosti, depresiji in luskavici. Mehanizmi delovanja probiotikov vključujejo proizvodnjo bakteriocinov, proizvodnjo kratkoverižnih maščobnih kislin, moduliranje imunskega sistema in drugo.

Raziskovalci z Univerze v Mariboru (Fakulteta za zdravstvene vede, Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, Fakulteta za kmetijstvo in biosistemske vede) in Univerze v Ljubljani (Biotehniška Fakulteta), Sabina Fijan, Petra Povalej Bržan, Irena Rogelj, Tomaž Langerholc in Mateja Lorber so z uporabo spletne ankete sodelovali s kolegi iz Avstrije, Madžarske in Avstralije pri izvedbi študije o seznanjenosti zdravstvenih delavcev iz 30 držav sveta o probiotikih. Ugotovili so, da imajo zdravstveni delavci solidno znanje o probiotikih, ki bi se lahko izboljšalo z vpeljavo ciljnih učnih programov.

Ker probiotiki izkazujejo zelo različne zdravju koristne učinke za zdrave in bolne ljudi, je pomembno, da strokovnjaki na področju zdravstva vključujejo probiotike v klinično prakso in da poznajo najsodobnejša spoznanja o probiotikih.

Rezultati raziskave so objavljeni v reviji International Journal of Environmental Research and Public Health

SLIKA: Poznavanje vrst mikroorganizmov, ki vsebujejo probiotične seve, med različnimi skupinami zdravstvenih delavcev. * vrsta ne vključuje probiotičnih sevov.

INFORMATIKA: POMOČ PRI UPORABI RAČUNALNIKOV ZA GIBALNO OVIRANE OSEBE

Napredki na področju informacijsko komunikacijskih tehnologij (IKT) so omogočili razvoj novih načinov interakcije človek-računalnik (Human-Computer Interaction – HCI). Inovativne rešitve HCI izboljšujejo kakovost in digitalno dostopnost IKT za vse uporabnike, tudi za uporabnike z motoričnimi ovirami.

Raziskovalci Boštjan Šumak, Matic Špindler, Marjan Heričko, Maja Pušnik (Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, Univerza v Mariboru) so v sodelovanju z raziskovalko Mojco Debeljak (Univerzitetni rehabilitacijskih inštitut Republike Slovenije – SOČA) zasnovali rešitev za prostoročno HCI na osnovi naprave Emotiv EPOC+.

Z izvedbo eksperimenta, v katerem je sodelovalo 10 odraslih gibalno neoviranih in 8 gibalno oviranih udeležencev (tetraplegikov), so predlagano rešitev empirično ovrednotili. 18 uporabnikov je uspešno zaključilo vse predpisane računalniške naloge, ki so vključevale tipična opravila, kot so brskanje po spletu, pisanje elektronske pošte, gledanje video posnetkov, itd. Udeleženci so morali naloge zaključiti tako z uporabo njihovega trenutnega pristopa HCI ter z uporabo predlagane rešitve za prostoročno HCI.

Analiza odgovorov je pokazala višjo stopnjo dojete uporabnosti, zaznane enostavnosti uporabe in zadovoljstva ob uporabi rešitve za gibalno ovirane uporabnike, pri čemer je bila razlika v primerjavi z odgovori gibalno neoviranih uporabnikov statistično značilna. Analiza odgovorov je prav tako pokazala, da so gibalno ovirani uporabniki mnenja, da je predlagana rešitev za prostoročno HCI manj zahtevna v primerjavi z njihovim trenutnim načinom uporabe računalnika. Rezultati primerjave učinkovitosti pristopov so pokazali, da so lahko uporabniki z ovirami enako učinkoviti, ko se soočijo z novo tehnologijo HCI. Študija je prav tako pokazala, da je predlagana rešitev bolj primerna za uporabnike, ki imajo višjo stopnjo poškodbe hrbtenjače in ne morejo uporabljati rok.

Raziskovalci so svoje rezultate objavili v mednarodni reviji Journal of Biomedical Informatics.

SLIKA: Ilustracije tovrstne uporabe računalnika.

RAČUNALNIŠTVO: NOVO ORODJE ZA ANALIZO SLIK

Raziskovalci ljubljanske Fakultete za računalništvo in informatiko (Primož Godec, Matjaž Pančur, Nejc Ilenič, Andrej Čopar, Martin Stražar, Aleš Erjavec, Ajda Pretnar, Janez Demšar, Anže Starič, Marko Toplak, Lan Žagar, Jan Hartman, Blaž Zupan) ter Instituta Jožef Stefan (Uroš Petrovič) so v sodelovanju s kolegi iz Italije in ZDA razširili znano orodje za podatkovno rudarjenje Orange (https://orange.biolab.si) v orodje za analitiko slik.

Namreč, orodje Orange uporablja vizualno programiranje za oblikovanje procesa analize podatkov. Tako kot z Lego kockami lahko tudi uporabniki Orange-a enostavno sestavijo poljubno kombinacijo komponent za obdelavo, modeliranje in vizualizacijo ter te združijo v vsestranske delovne tokove za analizo podatkov. Uporaba predlaganega orodja je v članku prikazana na štirih zelo različnih naborih slik, ki vključujejo slike celjenja kosti in razvoja jajčnih celic miši, morfogeneze socialne amebe in lokalizacije celičnih proteinov kvasovk. Primeri pokažejo, da lahko v predlaganem orodju enostavno gradimo napovedne modele fenotipov in uporabimo vektorske predstavitve slik pri, na primer, iskanju slikovnih skupin ali pa izdelavi slikovnih kart. V članku je predstavljena izvirna kombinacija gradnje analitičnih delokrogov z vizualnim programiranjem, lahkotnost gradnje vektorskih predstavitev slik z že zgrajenimi globokimi konvolucijskimi mrežami, uporabe teh vektorskih predstavitev v modelih strojnega učenja, in analiza slik z vizualizacijskimi pristopi in pristopi gručenja.

Avtorji so se v članku osredotočili na uporabo orodja na področju molekularne biologije, a je Orange in njegova razširitev za slikovno analitiko uporabna na praktično kakršnihkoli domenah.

Raziskava je objavljena v prestižni mednarodni reviji Nature Communications.

SLIKA: Delovni tok analize slik, ki prebere slike celjenja kosti mišk po sedmih (D7) ali štirinajst dneh (D14, Import Images), jih predstavi v vektorski obliki (Image Embedding), preveri točnost napovedovanja dneva celjenja z logistično regresijo (Test and Score) in pokaže, da v napovedih za dve sliki, ki sta posneti v sedmem dnevu, logistična regresija napačno napove razred (D14 namesto D7, Confusion Matrix). Napačna napoved fenotipa ni presenetljiva, saj so slike podobne tem posnetim v štirinajstem dnevu (t-SNE, Image Viewer). Dodatno analiza pokaže, da gre za mlajši miški, pri katerih se kosti celijo hitreje.

GRADBENIŠTVO IN PSIHOLOGIJA: POHIŠTVO IZ LESA IN STRES

Kronični stres pri ljudeh lahko vodi do resnih zdravstvenih težav, tako telesnih kot duševnih. Da bi to preprečili ali omilili, bi morali poiskati učinkovite ukrepe, ki blažijo stresno aktivnost. Eden od možnih tovrstnih ukrepov je vnašanje elementov narave (npr. rastlin) v prostore, kjer ljudje preživimo največ časa.

Mike Burnard in Andreja Kutnar iz InnoRenew CoE in Univerze na Primorskem sta raziskovala, ali se pri ljudeh stres ublaži, če so izpostavljeni lesu, naravnemu materialu, katerega učinek na človekovo duševno stanje še ni povsem raziskan. Burnard in Kutnar sta v raziskavi stresni odziv udeležencev sprožila s prikazom filmskih odlomkov, merila pa sta ga na podlagi vsebnosti kortizola (hormona, ki lahko služi kot indikator stresa).

Ugotovila sta, da je bil v prostoru, opremljenem s pohištvom iz lesa svetle barve, stresni odziv nižji v primerjavi z odzivom v prostoru z belim pohištvom.

Raziskava je prva, ki je na podlagi zanesljivega biološkega indikatorja stresa (kortizola) pokazala, da lahko notranji prostori, opremljeni z lesom, prispevajo k zmanjšanju vsakodnevnega doživljanja stresa in posledičnih negativnih učinkov na zdravje.

Raziskovalca sta svoje rezultate objavila v mednarodni reviji Building Research & Information.

SLIKA: Subjekti so čutili manj stresa s pisalno mizo na desni (hrastov les) kot s tisto na levi (kontrola).

TEHNOLOGIJE NAVIDEZNE RESNIČNOSTI: IZZIVI IN VPLIV RAZVOJA TEHNOLOGIJE TER VRSTE VSEBIN

Tehnologije navidezne resničnosti (ang. Virtual Reality, VR) so postale zrele, dostopne ter ljudem/uporabnikom omogočajo bogate izkušnje v navideznih svetovih, ki so bile prej nedostopne ali preprosto nemogoče. S temi tehnologijami je mogoče navadnemu uporabniku pričarati obisk skoraj poljubne vsebine in tematike (odlično za izobraževanje, profesionalno delo, turizem …) in to v prvoosebni izkušnji.

Tehnologija izvedbe VR izkušenj postaja čedalje boljša, ima pa kljub temu kar nekaj pomanjkljivosti, od katerih pomemben izziv predstavlja t.i. VR slabost oz. slabost pri uporabi sistemov navidezne resničnosti.

Raziskovalci Jože Guna, Gregor Geršak, Iztok Humar, Matevž Pogačnik (UL Fakulteta za elektrotehniko) in Maja Krebl (UL Filozofska fakulteta) so v sodelovanju s kolegi iz Češke in Japonske zato ugotavljali vpliv tako tehnologije kot tudi same vrste vsebin na fenomen VR slabosti. Pokažejo vpliv obeh dejavnikov, kar so ovrednotili s standardnimi metodami ter merjenjem in analizo psihofizioloških signalov uporabnikov.

Raziskava je bila objavljena v mednarodni reviji Mobile Networks and Applications.

SLIKA: Vpliv vrste vsebine (nevtralna in akcijska vsebina) na psihofizični odziv udeleženca ter na VR slabost.

 

Rubriko TOP objave pripravlja in ureja dr. Zoran Levnajić s Fakultete za informacijske študije v Novem mestu.

Enkrat mesečno skuša širši javnosti približati vrhunske dosežke slovenskih raziskovalcev in raziskovalk, ki so po njegovem mnenju pogosto spregledani. #TOPobjave