The application for Innovation Voucher of the FFG - Austrian Research Promotion Agency and the result of OFAI is documented here. This can be seen as manual or model for similar projects in the future. As a result of the Innovation Voucher the roadmap and working plan was changed and the proposal "Wikiintelligence" was clarified.

Zu beziehende Leistung laut Antrag Innovationsscheck

Evaluierung, Präzisierung und Weiterentwicklung des Konzepts und des Arbeitsplanes für das Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsprojekt "Embodied cognition mit iCUB (cognitive universal body): Use cases für eHealth record / ELGA (elektronische Gesundheitsakte): Visualisierung und sensoromotorische Darstellung der 5 häufigsten ambulanten und stationären Konsultationsanlässe bzw. Krankenhausaufenthalte, deren medizinischer Inhalte und Ergebnisse mittels iCubSim (Simulationssoftware des iCUB), Wikidata-und Wikicommonsinhalten und KAL (Katalog ambulanter Leistungen)/ LKF (Leistungsorientierte Krankenanstaltenfinanzierung); Codierung nach dem Dokumentationsgesetz und Release als open source und als offene Plattform zur Weiterentwicklung"

(Konzept: Minimal-Eingabe als Arztbrief, Op-Bericht oder Befundbericht; semantische Interoperabilität mittels gescripteter Szenarios mit virtueller 3D-Darstellung mit iCub Arzt-Patient-Interaktion, aufbauend auf ANA 0.7 (Artificial Neurophysiology Application), ELGA/LKF-Unterlagen, iCub, slice of life, Haas/Terminologieserver, Khan academy, Alice-bot, Wikidata, Wikipedia, commons, NLM/UMLS (National Library of medicine, Unified medical language system), youtube. Arbeitsmedizinische und supervisorische Projektbegleitung, workshops in Gran Canaria, Besuch verschiedener iCub´s. )

zu gewinnender Nutzen

Die Erkenntnisse dienen als Entscheidungsgrundlage, ob das Projekt in der geplanten Form weiterverfolgt werden kann oder umgeplant werden muss.

Arbeitsplan

Einlösung des Innovationsschecks bis Ende Juni 2013
Konzept / Arbeitsplan weiterentwickeln bis Ende September 2013, ANA 0.8 fertigstellen
Workshop (Gran Canaria) ankündigen bis 1.10.13
Finanzierungszusagen / Teilnahmen / Auftraege sichern bis Ende November 2013
Einladungen aussenden für workshop bis 1.12.13

Kick off/Workshop gran canaria 2014 (7.1.-15.2.2014)

Woche 1: Vorbereitung workshop
Woche 2: icubSim Grundlagen, Installation, abgewickelte iCub-Projekte; Arbeitsmedizin für Forscher; Selbsterfahrung für burnout-gefährdete Forscher
Woche 3: Wikidata und commons + KAL/LKF: ELGA, Haas/Terminologieserver, ANA 0.8 - Grundlagen, Selbsterfahrung für burnout-gefährdete Forscher
Woche 4: KAL/LKF mit iCub/wikidata: 5 Konsultationen/Krankenhausaufenthalte: Plan
Woche 5: Nachbereitung, Unterlagen des workshops veröffentlichen auf Projekthomepage, Haas/Terminologieserver, tlw. auf youtube und ggf. bei Metta (200 Stunden, davon 100 BMG)
Feber 2014: 17.2.-28.2.: 20 Stunden im BMG: Weiterbearbeitung ELGA, Haas/Terminologieserver, Ergebnisse einpflegen
März 14: 70 Stunden, April 14: 70 Stunden , Mai 14: 70 Stunden, Juni 14: 70 Stunden: ANA 0.9: Handbuch mit Beschreibung für Voraussetzungen für 5 Konsultationen / Krankenhausaufenthalte und cloud-Implementierung

Milestone 1

Ende Juni 2014: Kickoff mit Hard- und Softwareinstallation, Projekthomepage, workshop mit interessierten Personen (Zielgruppe 7-20 wechselnde Teilnehmer je Woche); OFAI (Österreichisches Forschungsinstitit für Artificial Intelligence), BMG (Bundesministerium für Gesundheit), Metta (iCub), ehemalige Slice-of-life-Teilnehmer, DIMDI (Deutsches Institut für Medizinische Dokumentation und Information), Wikimedia; ANA 0.9 fertigstellen

Milestone 2

Ende Dezember 2014: ANA 1.0: 5 Konsultationen / Krankenhausaufenthalte-scripts (visuell, auditiv, taktil und motorisch in Schwerkraftumgebung) spezifizieren Implementierung in cloud (Mediawiki-Extension) Z.B.: Konsultationen/Aufenthalte: ambulant: Fieber ambulant: Rückenschmerz Stationär: Pneumonie Stationär: Insult Stationär: Gallenblasenoperation

Milestone 3

Ende Juni 2015: Workshop zu ANA 1.0 in Gran Canaria (inkl. Eurocast 2015) Ana 1.1: 5 Konsultationen / Krankenhausaufenthalte-scripts: Arztbrief/Op-Bericht/Befundbericht: Überführung und Abgleich mit scripts und Visualisierung/sensoromotorische Darstellung Implementierung in cloud (mediawiki-extension): 5 Konsultationen/Aufenthalte

Milestone 4

Ende Dezember 2015: ANA 2.0: Visualisierung und Sensoromotorik erweitert nach neurophysiologischen und tiefenpsychologischen Modellen (Erkenntnisse aus Human Brain Project, neurale Netze, Ausweitung auf Geruch/Geschmack, Temperatur, taktil nach Textur, innere Zustände (Hunger, Durst, Schlaf,…), soziale Bindungen; Tiefenpsychologie und Weiterbetreuung der 5 Konsultationen / Krankenhausaufenthalte-scripts und Begleitung bei Entstehen neuer scripts aus der community: weitere Arztbriefe/Op-Berichte/Befundberichte: Überführung und Abgleich mit script und Visualisierung/sensoromotorische Darstellung und Besuch verschiedener iCub´s: München, Genua, Barcelona, Athen, Ankara

Milestone 5

Ende Juni 2016: Workshop zu ANA 2.0 in Gran Canaria 5 bestehende Konsultationen / Krankenhausaufenthalte-scripts erweitern nach neurophysiologischen und tiefenpsychologischen Modellen und Weiterbetreuung der bestehenden Konsultationen / Krankenhausaufenthalte-scripts und Begleitung bei Entstehen neuer scripts aus der community:

Milestone 6

Ende Dezember 2016: ANA 3.0: Vorbereitung/Abstimmung auf realen iCub; Lernalgorithmen spezifizieren in 3 verschiedenen Zeitlevels (ZL): ZL1: msec-sec, ZL2: Tag(e), ZL 3: Jahre bestehende Konsultationen / Krankenhausaufenthalte-scripts erweitern nach neurophysiologischen und tiefenpsychologischen Modellen und Weiterbetreuung der bestehenden Konsultationen / Krankenhausaufenthalte-scripts und Begleitung bei Entstehen neuer scripts aus der community: Endbericht erstellen

Leistungsbeschreibung vom OFAI erbrachter Leistungen

Welche Art der Leistung erbracht wurde:

Ideenstudien (wie beispielsweise Konzeptentwicklungen, thematisch und technologisch offene bzw. auch nicht technologische Vor- und begleitende Studien, Vorarbeiten für technologische Problemlösungen)
Vorbereitungsarbeiten für ein Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsvorhaben
Analyse von Technologietransferpotential

Zusammenfassung:

In den im Rahmen des Innovationsschecks durchgeführten Arbeiten wurde das vom Auftraggeber präsentierte Projektkonzept einer umfassenden Prüfung unterzogen. Dabei konnten wichtige konzeptuelle Klärungs- und Korrekturdienste erbracht und, darauf aufbauend, Verbesserungsvorschläge für den bei der Beauftragung vorgelegten Projektplan erarbeitet und diskutiert werden. Als Gesamtergebnis wird der solchermaßen adaptierte Projektplan als höchst verfolgenswert erachtet---dementsprechende weiterführende Schritte sind schon in Durchführung. Aufschlüsselung der erbrachten Leistungen:

Konzeptuelle theoretisch-technische Validierung

Anhand bereitgestellter Materialien und mehrerer eingehender halbtägiger Diskussionen wurde der Auftraggeber über den Stand von Wissenschaft und Technik in für das angedachte Projekt wesentlichen Bereichen, wie der verankerten Wissensrepräsentation; der verkörperten Verhaltenssimulation; und der interaktiven natürlichsprachigen und situierten Mensch-Maschine Kommunikation und deren praktischen Einsatzformen informiert. Dabei wurden im Rahmen der Aufarbeitung der Grundlagen insbesondere einige tiefergehende Missverständnisse, etwa hinsichtlich des Anspruchs und Geltungsbereiches sowie der Implikationen verschiedener theoretischer Paradigmen zur Kognitionsmodellierung und der Möglichkeiten und Unmöglichkeiten computergestützter Simulationen identifiziert und abgeklärt. Gesamtaufwand: 24 Personenstunden

Management-Aspekte

Einen zweiten wichtigen Schwerpunkt bildete die Auseinandersetzung mit repräsentativen Management-Aspekten, wie sie bei einer offenen, community-getriebenen und auf sozialen Medien gestützten Initiative, wie sie den Kern der vom Auftraggeber ins Auge gefassten fortzuführenden Projektaktivität ausmacht, jedenfalls zu berücksichtigen sind. Auch in diesem Zusammenhang erwies sich die internationale multidisziplinäre und jeweils über längere Zeiträume hinweg erstreckende Erfahrung und Vernetzung des OFAI---unter anderem im Rahmen Europäischer Exzellenznetzwerke und großer Verbundprojekte wie AgentLink, HUMAINE, IRIS, und GaLA---als besonders zweckdienlich, wie zum Beispiel hinsichtlich der direkten Kenntnis der vielschichtig verzahnten Problematiken der multimedialen und interdisziplinären Erfassung, Aufbereitung und Verarbeitung, sowie Vermittlung medizinischer Inhalte; der Integration, Präsentation und Wartung substantieller semi-strukturierter Informationsmengen; oder der Verwaltung von elektronischen Plattformen und der Unterstützung und Erhaltung aktiver offener Arbeitszirkel. Gesamtaufwand: 16 Personenstunden

Best practice der Modellierung

Insgesamt konnte somit---und nicht zuletzt auch Dank eines sehr konstruktiven und vertrauensvollen Kollaborationsklimas---der Kern des angedachten Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsprojektes freigelegt und die einzelnen im Projektantrag genannten exemplarischen Komponenten einer ersten grundsätzlichen Validierung unterzogen werden. Als ein wesentliches Ergebnis der bereits angesprochenen konzeptuellen und informatorischen Korrekturen und Ergänzungen konnte die hohe Sinnhaftigkeit eines Austausches der bislang vom Auftragnehmer als Trägertechnologie ins Auge gefassten iCub Plattform außer Streit gestellt werden: Obwohl die Verwendung einer tiefen Simulation (wie sie etwa Ziel des Europäischen Human Brain Flagschiff-Projektes ist, in dessen Konsortium das OFAI vertreten ist) aus ausgewählten wissenschaftlichen Perspektiven besonders angebracht erscheinen kann, darf das Gesamtziel der Entwicklung einer modellbasierten (d.i., nicht rein deskriptiven) Repräsentation der Gesundheitszustände des Menschen auf neurophysiologischer Basis zur Unterstützung der Übersetzung zwischen etablierten Kodierungssystemen (z.B. ICD-10 und medizinischen Äußerungen, wie Arztbriefen) einschließlich der damit verbundenen nichtfunktionalen Anforderungen aus den Augen verloren werden: hier werden dann zum Beispiel Fragen der Bewältigbarkeit, Steuerbarkeit, Konfigurierbarkeit, oder Effizienz schlagend. Bei einer daraufhin erfolgten Evaluierung von alternativen "Virtual Patient" Plattformen wurde das open source Virtual Human Toolkit, dessen Entwicklung derzeit vom Institute for Creative Technologies (ICT) an der University of Southern California koordiniert wird (https://vhtoolkit.ict.usc.edu), als ein besonders interessanter Kandidat identifiziert, der den "sweet spot" zwischen prinzipiengesteuerter generativer Simulation und effizienter (Re-)Konfiguration und Verwaltbarkeit im Rahmen der gegenständlichen Projektdomäne gut approximieren dürfte: diese Eigenschaft ist für den Erfolg eines anwendungsorientierten Forschungsprojektes (d.i., eines Projektes im sogenannten "Pasteur-Quadranten"), wie im gegenständlichen Untersuchungsfall von ganz entscheidender Bedeutung. Diese Einschätzung stützt sich auf einer direkten preliminären Bewertung der Beispielszenarien, die in der "SmartBody" Quelldistribution, die mit rund zwanzig Gigabytes eine wesentliche Untermenge an Funktionalitäten des gesamten Toolkits umfasst, enthalten sind; einer näheren Kenntnis der Entwicklungslaufbahn des Toolkits, und direkten informellen Gesprächen mit erfahrenen Projektleitern vom ICT (Jonathan Gratch und Stacy Marsella) im Umfeld der soeben stattgefundenen diesjährigen Ausgaben der ACII Konferenz (Affective Computing and Intelligent Interaction, Genf, 2.-5. September 2013). Gesamtaufwand: 60 Personenstunden

Anwendungsszenarien / use cases

Neben den bereits angesprochenen Spannbreiten zwischen Grundlagenforschung und Anwendungsorientierung und direkter Projektleitung und Community-Driven Aktivitäten weist der Entwurf des Projektplans als eine weitere wichtige Dimension jene der Positionierung relativ zu konkreten Use Cases im Europäischen Gesundheitswesen auf. Die drei nunmehr konkret überlegten ICD-10 basierten Szenarien sind epSOS, ELGA und AUVA Diagnosekodierung lateinischer Diagnosetexte. Dabei wurde insbesondere die ELGA Thematik im Vorfeld einer Veranstaltung der APA E-Business Community, die am 25.7. im Vortragssaal des Hauses der Musik in Wien stattfand, erörtert. Im direkten Gespräch mit der Geschäftsführerin der ELGA GmbH, Frau Dr.in Susanne Herbek, wurde eine positive Rückmeldung auf die in den Grundzügen bereits revidierten Projektidee und der vorgeschlagenen eigenständigen Positionierung erhalten. Als langfristiges Zusatzszenario könnte schließlich eine in der Wikipedia-Familie (Wikimedia, Wiki Commons, Wiktionary, Wikidata) eingebettete Lösung anvisiert werden. Gesamtaufwand: 36 Personenstunden

Erwartet OFAI Folgeprojekte bzw. weitere Kooperationen mit dem Unternehmen?

Ja; insbesondere ist eine Feasibility Studie ein schlüssiger nächster Schritt zur Untersuchung und Realisierung des Potentials der vorgestellten Idee.

References

Innovationsscheck FFG - Austrian Research Promotion Agency

Grants:PEG/Projekt ANA/Wikintelligence/Innovation Voucher

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