Доц. Иванка Венева: Необходимо е да се засили връзката между наука и образование и науката и индустрията

 

Кратка информация за изследователя: име, степен, звание, месторабота

Казвам се Иванка Петкова Венева, на 53 години. Доцент по роботика, доктор по биомеханика в Института по Механика към БАН. Завършила съм електронна техника и автоматика в Техническия университет, София, и докторантура към Институт по Механика – БАН. Специализирала съм в: Université Catholique de Louvain, Лувен ла Ньов, Белгия и University of Reims, Франция.
Имам дългогодишен опит като учен, занимаващ се с научно-изследователска и приложна дейност в областта на рехабилитационна роботика и биомеханиката. Експерт в областта на управление на роботизирани системи за взаимодействието с човека, екзоскелетони и средства за рехабилитация.

С какво се занимавате на работното си място? (Ежедневието на един учен) – проекти, изследвания, …


РЕКЛАМА:

***

В момента съм доцент в направление Мехатроника в Института по Механика и ръководител на Лаборатория „Био-мехатронни системи за рехабилитация и подпомагане движенията на човека“. Изследователската група, към която принадлежа извършва научно-приложни изследвания и иновационни разработки в областта на Биомехатрониката и Рехабилитационната роботика. Основната ми дейност се състои в разработване на специализирани интерфейси и контролери за управление на екзоскелетонни системи и устройства за подпомагане на движенията на хората, измерване и анализ на сигнали. Ежедневието ми е изпълнено с много разнообразни дейности, които включват писане, изпълнение и отчитане на проекти, извършване на различни експерименти и публикуване на статии за резултатите, които сме постигнали с моя екип. Едно от важните неща е работата ми с младите хора, които успях да включа в нашия екип. Не е лесно в днешно време да мотивираш и да задържиш младите хора в БАН. Няколко човека избраха да работят в частни фирми, но други останаха и работят с голям ентусиазъм. В момента имаме трима студенти и един докторант, на който съм ръководител.
Нашата лаборатория е със съвременно оборудване, което позволява на нашите учени да извършват научно изследователска дейност и да правят иновационни разработки. Наличната научно-изследователска апаратура и изследователска техника е доставена по настоящи и успешно приключилите проекти, тя е на разположение на екипа и се помещава в следните лаборатории: Специализирана лаборатория за рехабилитационна роботиката и Специализирана лаборатория за биомеханични изследвания на човека и експерименти във виртуална реалност. Лабораториите са добре оборудвани и поддържат апаратура за научни изследвания с над 10 роботи и манипулатори и компютърна база с инсталиран софтуер. Разполагаме с Noraxon и Zebris апаратура за биомеханични изследвания на човека, измервателна техника на ATI Industrial automation и National Instruments, Optitrack Trio оптична система- тракер за движение на фирмата Natural Point, виртуални шлемове Oculus Rift, 3D принтер на фирмата Leapfrog и др.
Основните дейности, които се извършват са: Разработване на рехабилитационна техника за хора с нарушени двигателни функции; Синтез на специализирани мехатронни устройства и системи за реконструкция на човешки дейности, активни ортези и екзоскелетони; Синтез на тренажорни системи, асистиращи рехабилитацията на човека в цялост и при локални нарушения; Разработване на човеко-машинни системи и интерфейси; Виртуална реалност и взаимодействия с виртуална среда за рехабилитацията на хора с нарушени двигателни функции.
В момента в Института по Механика се изгражда „Център за Компетентност по мехатроника, иновации, роботика, автоматизация и чисти технологии“ в рамките на изпълнението на проект BG05M20P001-1.002-0011 MIRACle по Оперативна програма „Наука и образование за интелигентен растеж“, приоритетна ос 1 „Научни изследвания и технологично развитие“. Голяма част от ежедневието ни е изпълнена с изпълнение на проекта и планиране на основните ни дейности през следващите 10 години.

Какви са научните ви постижения (приноси) и каква е тяхната полза за обществото и икономиката?

Познатите и приятелите ми често се усмихват, когато трябва да изброявам титлите и званията – инженер по електроника, доктор по биомеханика и доцент по роботика. Не знам доколко престижно звучи това за един обикновен човек, но за 30 годишния ми стаж като учен, занимаващ се с научно-изследователска и приложна дейност в България мога да кажа, че не беше никак лесно. През по-голямата част от времето се чувствах като Дон Кихот, който се бори с вятърни мелници. Колкото и странно и безнадеждно да изглеждаха отделни ситуации, винаги ме спасяваше онази стара мъдрост, че няма невъзнаграден положен труд.
В момента съм водещ изследовател и ръководител на лаборатория Био-мехатронни системи за рехабилитация и подпомагане движенията на човека, доказан експерт в областта на управлението на Екзоскелетони роботизирани системи за взаимодействието с човека и средства за рехабилитация, хаптик устройства и интерфейси. Имам публикувани над 80 научни труда, 2 глави от книга с издател Springer и над 80 цитирания в страната и чужбина, видими в Scopus, Web of Science и Google Scholar и Индекс на Хирш (h-индекс) 3. В хода на работата ми получените резултати са докладвани и обсъждани на национални и международни научни конференции, семинари и конгреси.
Участвала съм в повече от 20 научни проекта на местно и международно ниво. Притежавам опит в разработването и изпълнението на национални и международни проекти по ФНИ, ОП РЧР, 7РП и др., както и иновативни продукти с приложно значение. Ръководила съм съвместен проект по 7 рамкова програма на ЕС: „Virtual Embodiment and Robotic Re-Embodiment „, VERE-25769 (FP7), 2014 – 2015г. с партньори от 16 европейски страни; проект с Фонд Научни изследвания “Носими роботи /ортези от ново поколение за естествено и безопасно физическо взаимодействие с човека – AWERON, ДН07/9 (2017-2019); проект с Фламандския Фонд за Научни Изследвания и Свободен Брюкселски университет, Белгия. Участвала съм като експерт в 5 проекта финансирани от ЕK и МОН. Член съм на: IEEE Robotics and Automation Society, IEEE TC Wearable Robotics, САИ, Дружество по роботика, WearRA, ISPO, European Society of Biomechanics и Дружество по биомеханика и притежавам награда на Европейското дружество по биомеханика от 2010 г.
Най-голямото ми постижение досега смятам, че е създаването на лаборатория Био-мехатронни системи за рехабилитация и подпомагане движенията на човека, сформирането на екип от ентусиазирани учени и привличането на млади хора. Това се случи благодарение на съвместния проект „Virtual Embodiment and Robotic Re-Embodiment“ – VERE – 25769 (FP7), финансиран от Европейската комисия през 2014-2015г, на който бях ръководител на българския екип. Партньори по проекта бяха 16 европейски страни, измежду които Universitat de Barcelona – Испания, Scuola di Studi Universitari e di Perfezionamento Sant´Anna (SSSA) – Италия и др. Основна цел на проекта беше провеждането на изследвания върху поведението на човека при сливане на човешкото тяло с виртуални или физически заместители. Под „сливане“ се има предвид, че участниците работят с илюзията, че виртуално тяло е тяхното собствено, или че те в действителност във физическото пространство на реалния свят са в роботизираното тяло, което възприемат като свое собствено. С помощта на система за улавяне на движението в реално време, виртуалното тяло се движи синхронно с истинско тяло.
Нашето участие се състоеше в разработването на активен екзоскелетон за човешкото тяло с обратна връзка по сила. Чрез интеграция на екзоскелетона със зрително виртуалната реалност се осигурява не само илюзия за собственост, генерирана в резултат на визуално виртуално тяло, но може да се промени и функционалността на тялото – например може да се постигне по-добър баланс, гъвкавост и сила. При изпълнението на проекта ние създадохме екзоскелетонна система за горните и долните човешки крайници с олекотена механичната структура, изработена от карбон чрез 3D принтиране. Задвижващата система на екзоскелетона е основана на изкуствени пневматични мускули разположени в антагонистична схема. Алгоритъмът за управление на екзоскелетона като активно устройство отразяващо взаимодействията във виртуална среда е изграден като импедансен контролер с гравитационна компенсация базирана на механичен модел на екзоскелетона. Проведени бяха успешни експерименти върху изследване поведението на човека при потапяне във виртуална среда с визуална и силова обратна връзка. Бяха създадени сцени на виртуална зала с фитнес уреди, където участниците извършваха различни упражнения, като пилатес и вдигане на тежести. Екзоскелетона осигуряваше усещането за реално приложена сила.
В резултат на успешно приключилите проекти беше доставена научно-изследователска апаратура и изследователска техника, която се използва за научно изследователските дейности на екипа в лабораторията:
Noraxon MyoMotion и софтуер за биомеханичен анализ – апаратура за измерване на премествания, скорости, ускорения, сили и моменти на биокинематични многозвенни системи. Тя се състои от датчици, които безжично предават измерените величини, към компютърна система за съхранение и обработка на информацията. Компютърната система позволява, на основата на регистрираната обективна информация, да бъдат правени разностранни анализи на двигателната активност в норма и при патологии;
Noraxon Електромиографска система с EMG сензори за анализ на нервно мускулната активност, чрез измерване на електрическите потенциали на съответната мускулна група и безжично предаване на информацията към компютър за последваща цифрова обработка, анализ и архивиране;
Zebris силова бягаща пътека за измерване на опорните реакции при ходене (с вградени 7052 капацитивни сензора и контролер);
Екзоскелетон за подпомагане на движенията и рехабилитация на горните и долни крайници на човека с многоканална сензорна система и система за управление;
Екзоскелетонни системи за взаимодействие на човека с виртуална среда.

***********************************
Допълнителни квалификации и умения
В процеса си на обучение съм придобила следните компютърни умения:
Компютърни езици: С, C++, С за програмиране на микроконтролери
Visual Studio, Assembler/C for MCUs (Motorola, Atmel), AVR Studio, Code Vision AVR, OrCAD, Altium Designer, CAD/CAM systems Pro/Engineer, AutoCAD, SolidWorks, MATLAB Simulink, SimMechanics, Lab View, CorelDRAW, Corel Photoshop, Adobe Acrobat, MS Windows, MS Office
Английски език – писмено и говоримо – много добре;
Руски език – писмено и говоримо – много добре;
Френски език – писмено и говоримо – добре;

Участие в договори и проекти
EUCogII – 2nd European Network for the Advancement of Artificial Cognitive Systems, Interaction and Robotics – European Commission, 7th ResearchFramework Programme, 2009-2012
„Разработване на нови видове активни ортези и задвижващи механизми, ЕБР, Двустранно сътрудничество със Свободен Брюкселски университет, Белгия, Споразумение на БАН с Фламандския Фонд за Научни Изследвания (FWO), (2013-2015);
“Изграждане на висококвалифицирани млади изследователи по съвременни информационни технологии за оптимизация, разпознаване на образи и подпомагане вземането на решения” – ОП „Развитие на човешките ресурси”, (2010-2011).
Биомеханични модели и технически средства за рехабилитация на човешкото тяло (2009-2011),
Моделиране и изследване на динамиката и чувствителността на електромеханична система с пет степени на свобода с приложение в роботиката и медицината (2009-2011),
Тримерно компютърно моделиране на човешкото тяло, с приложение в протезирането и ортотиката. – финансиран от МОН (ТН1407/2004).
Тримерно моделиране на човешкото тяло, ориентирано към CAD/CAM на индивидуализирани ортези от ново поколение. – Френско -български проект “EGIDE – Rila” (2007-2008)
Научна проблематика и област, в която работи: Рехабилитационна роботика, Haptics, Motion capturing and Virtual reality communication devices and interfaces. Моделиране, симулации и управление на биомеханични системи.

Какво ви мотивира да изберете професията на изследовател?

Не съм имала конкретни намерения да стана изследовател, вероятно вродената ми любознателност ме е тласнала натам. В детството си мечтаех да стана доктор, но баща ми ме наричаше „на татко инженера“, защото непрекъснато го наблюдавах и се опитвах да му помагам, когато майстореше нещо в къщи. Всъщност повече му пречех, като задавах въпроси и го критикувах, но той никога не го показа. По-късно започнах да се опитвам сама да създавам различни неща в неговата работилница, но в повечето случаи бяха доста не додялани. Интересите ми бяха разностранни. Инженерната ми мисъл, обаче ме отведе не другаде, а в Техническия университет (преди време наричан ВМЕИ) и не каква да е специалност, а направо електронна техника. Докато се мъчех да разбера как електроните минават на по-високо енергийното ниво и каква е разликата между електроните и дупките (термин от лекциите по електро-полупроводникови материали), се породиха нови идеи. Гледайки научно фантастичния филм „Светкавицата“, аз вече тайно си мечтаех да имам лаборатория, като тази във филма, да поставям безжични сензори и да следя биометричните данни, изследвайки и анализирайки движението на болните пациенти.
Тази идея беше осъществена след известно време в Институт по механика и биомеханика при БАН, където направих своята докторантура. Интересът ми към биомеханиката, медицината и роботиката, както и липсата на научна апаратура по онова време ме накараха да започна да се занимавам с проектирането на собствена активна ортеза за рехабилитация на долен крайник. След защитата на доктората ми реших, че искам да се занимавам с рехабилитационна роботика и научни изследвания, които да бъдат полезни за хората.
Това, което ме мотивира е да направя науката достъпна и полезна за хората, така че благодарение на нея да подобрят начина си на живот.

Какво допринесе за развитието ви като изследовател? (обучение, ръководител, работа в индустрията, стипендия в чужбина, екип, …)

– Спечеления проект по седма рамкова програма и работата с научния екип. Като част от този екип и негов ръководител, имах невероятния късмет да попадна на чудесни колеги, които дават най-доброто от себе си, за да постигнем желаните резултати.
– Дългогодишен упорит труд и работа в екип. Когато си изпипал всичко получаваш удоволствието от добре свършената работа. Работата те стимулира да се развиваш. Може би затова си избрах такава професия, свързана с работа по различни проекти, търсене на решение на различни проблеми, винаги има какво да научиш.
Целите ни са комплексни, гравитиращи около придобиване на познания и дълбоко разбиране на процесите на управление и механизмите за задвижване и възстановяване движението на човешките крайници и за извършването на по-ефективна рехабилитация. Има още доста работа, докато се въведат в експлоатация нашите устройства, но ще се постарая да направя всичко по силите си, за да успеем да завършим нашите разработки и те да намерят реално приложение в клиниките за рехабилитация с реални пациенти.

Какви проблеми срещат учените във вашата област (за професионалното си развитие и в работата си)?

Основен проблем е сривът в образованието и намаляващият интерес сред младите хора към науката. Съществуват още няколко основни проблема, които не бива да се подценяват или пренебрегват: БАН има доста слаба връзка с университетите и в резултат учените трудно се „възпроизвеждат”, липсва комуникация с индустрията и хората извън науката като цяло. Проблем за БАН е нерационалното използване на бюджета и „течовете” на всяко едно ниво. Когато парите са единствената цел, тогава се ражда и псевдонауката. В научните среди има порочни номенклатурни практики, които ако не се преодолеят няма да имаме истинска наука, която да се радва на обществен интерес и подкрепа. Научният труд трябва да се възнаграждава по достойнство, а научните титли трябва да се заслужат.
От друга страна атмосферата в българското общество, негативизма в медийното пространство и в държавата, масовата незаинтересованост и липсата на авторитети действа демотивиращо върху младите и има пагубен ефект върху нагласите за занимания с наука. Да си учен в България днес не е престижно. Не само заради заплащането, а и заради социалната нагласа. Трябва да мотивираме младите хора да се занимават с научна дейност както финансово, така и с добро отношение и уважение към тях. Има млади специалисти, които искат да се занимават с наука, но ако искаме те да останат в България, трябва да бъдат ценени. Иначе ще си намерят работа някъде в чужбина. Младите изследователи са бъдещето на науката, но ако не се вземат конкретни мерки науката да стане интересна за младежите, то българската наука постепенно ще залезе.

Какво, според Вас, трябва коренно да се промени в България по отношение на науката?

Необходимо е да се засили връзката между наука и образование и науката и индустрията. Студентите трябва да участват в научно-изследователската работа Така ще се даде възможност на ентусиазирани млади хора да открият науката.
Трябва да се промени политиката относно науката в страната и да се стандартизира с Европейската, да се разработят адекватни критерии за оценка на научно-изследователската дейност и да има повече възможности за финансиране на проекти. Учените да получават заплати, които не са около прага на минималната работна заплата у нас.
Наука се прави с много пари и с работа в екип. Необходими са международни сътрудничества, публикуване на статии в научни списания, в които публикациите се проверяват от световно признати експерти, конференции, в които хората да общуват и да създават тези международни сътрудничества.
Държавата трябва да инвестира в науката, в инфраструктура, но още по-важни са инвестициите в хората. Докато има ученици и студенти, жадни за знания и развитие, трябва да се помисли за тяхната професионална ориентация отрано при подготвянето на младите кадри. Проектните финансирания и финансовото възнаграждение на младите специалисти в научните институции биха ги стимулирали да останат да се занимават и да правят наука в България.
От голямо значение е в какви ценности възпитаваме децата си. Трябва да се промени отношението на ръководните Държавни институции към учените, както и самите учените да подобрят отношенията помежду си.

Трябва ли да се говори за наука и защо?

Бизнесът, икономиката, медицината, мобилният свят, в който живеем днес, начинът и качеството на живот, целият ни свят се движи от науката. В основата на всичко това лежат знанията и технологиите. Съвременна България не е изолирана от света и благодарение на глобалният характер на научните изследвания, всеки български учен има достатъчно шансове да намери информация, проекти, работни места, съмишленици, финансиране и всичко друго, което му е нужно.
В днешно време в България има много възможности да се занимаваш с наука, но трябва да си достатъчно активен, да знаеш чужди езици, умело да общуваш и да можеш да работиш в екип, да пишеш или участваш в международни проекти и конференции. Това са и реалните възможности за подобряване на инфраструктурата, осигуряване на финансиране и др.
През последните години бяха обновени и изградени нови модерни лаборатории и научни центрове на различни места в страната, чрез финансиране от проекти на Европейски фондове. Бюджета на Оперативна програма „Наука и образование за интелигентен растеж“ е в размер на 1 милиард и 370 милиона лева. Пари за наука и образование има, но те трябва да се усвояват правилно.
Българските учени се реализират успешно в най-добрите университети в света, това означава, че капацитет и потенциал за правене на наука тук има, необходима е промяна в средата. Необходимо е българските учени да не изостават от съвременните технологии, да създадат работещи екипи с водещи учени от страната и чужбина. Бъдещето на българската наука е в интердисциплинарните екипи. Също така е важно да се популяризира научната дейност, за да се привлекат повече докторанти и млади учени, които да разполагат с финансовия и технологичния ресурс за осъществяване на изследванията си.
Науката в България има сериозен потенциал, българските учени са иновативни, имат доста добри идеи и множеството открития го доказват. За съжаление много открития остават нереализирани и неприложени в практиката. Необходимо е да се задълбочи диалога и сътрудничеството с бизнеса и обществото, за да може да получава ресурси не само от еврофондовете, но и от бъдещите ползватели на откритията.
Като професионалист, бих искала да видя повече учени, които прилагат на практика своите резултати и допринасят за развитието и добруването на обществото. Само по този начин ще се увеличи интересът към науката и учените ще получат публичната подкрепа.


Европейска нощ на учените 2022 г.: