Inteligența artificială – cunoscută și sub numele de AI (Artificial Intelligence) – este un domeniu al științei care are ca scop dezvoltarea unor sisteme capabile să „gândească” într-un mod asemănător oamenilor. Folosind metode matematice și algoritmi, inteligența artificială permite unui sistem să observe informații, să învețe din exemple și apoi să recunoască anumite tipare sau să anticipeze diverse rezultate. Un exemplu întâlnit în viața de zi cu zi este atunci când telefonul îți recunoaște fața și se deblochează în mod automat, sau când un automobil frânează atunci când detectează un obstacol. Capacitatea inteligenței artificiale de a se face cu adevărat remarcabilă este modul său de a se adapta; cu cât primește mai multe informații, cu atât sistemul devine mai „inteligent”.
În spatele acestei tehnologii se află rețele neuronale artificiale și algoritmi care imita modul în care creierul uman procesează informațiile. În esență, AI-ul nu este o magie, ci rezultatul unor eforturi complexe de cercetare, care combină matematica, programarea și înțelegerea nevoilor reale de care societatea dispune. Pentru ca astfel de sisteme să funcționeze și să fie utile, este nevoie de specialiști care știu să transforme ideile în realitate. Un astfel de specialist este profesorul Cătălin Daniel Căleanu, de la Universitatea Politehnica Timișoara.
În cadrul Universității Politehnica Timișoara, cercetarea în domeniul inteligenței artificiale prinde contur prin activitatea grupului Intelligent Embedded Vision (IEV), specializat în vedere artificială, sisteme embedded și învățare automată (machine learning) – trei piloni ai inteligenței artificiale și coordonat de prof. dr. habil. ing. Cătălin Daniel Căleanu.
Unul dintre proiectele cu impact major dezvoltate de echipa IEV, sub coordonarea profesorului Cătălin Căleanu, este dedicat dezvoltării unui sistem inteligent de diagnosticare a leziunilor hepatice, bazat pe imagini ecografice CEUS (Contrast-Enhanced Ultrasound). Această tehnică presupune administrarea unei substanțe care reflectă undele sonore într-un mod mai clar, evidențiind modul în care sângele circulă prin zona analizată, crescând șansele de identificare a eventualelor afecțiuni cum sunt tumorile sau metastazele.
Imagine ecografică CEUS vs. Imagine ecografică obișnuită
Ceea ce este cu adevărat inovativ este automatizarea procesului de evaluare a imaginilor rezultate din procesul ecografiei. Dacă până acum rezultatele erau evaluate manual de către specialiști, acum pot fi interpretate de un sistem inteligent capabil să recunoască diferite tipuri de leziuni pe baza unor tipare temporale (modificarea intensității luminoase în timp) și vizuale (caracteristici ale formei sau a texturii zonei de interes). Astfel, diagnosticul devine mai rapid, mai precis și mai accesibil, iar sistemul devine un instrument de sprijin pentru medici.
Un alt proiect emblematic dezvoltat de grupul IEV este cel dedicat recunoașterii gesturilor mâinii în spațiu tridimensional (3D) folosind camere de tip Time-of-Flight (ToF), dispozitive care măsoară distanța în funcție de timpul de propagare a luminii, reușind să capteze forma și mișcarea mâinilor în spațiu.
Exemple de imagini 3D
Punctul de plecare al cercetării a fost dezvoltarea unei baze de date originale, UPT-ToF3D-HGDB - prima bază de date publică de acest tip dezvoltată în România, care conține imagini 3D ale gesturilor realizate de mai mulți participanți, în diverse condiții de iluminare și fundal.
Prin această abordare, sistemul poate recunoaște în timp real diferite gesturi ale mâinii cu o precizie de peste 95%, facilitând controlul dispozitivelor electronice prin mișcările mâinii, fără atingere directă.
În spatele acestor realizări se află viziunea și coordonarea profesorului Cătălin Daniel Căleanu, cel care conduce grupul de cercetare „Intelligent Embedded Vision”. Grupul este format din cadre didactice, doctoranzi și studenți motivați să transforme tehnologia în soluții din domeniul sănătății, educației și industriei și reprezintă o parte a Centrului de Cercetare Sisteme Electronice Inteligente (CCSEI), un hub interdisciplinar care unește expertiza din domenii multiple pentru a susține inovația și progresul științific.
Domnul profesor Cătălin Căleanu ocupă poziția de director al acestui centru de cercetare acreditat și promovat la nivel european prin intermediul platformei EERTIS, având vizibilitate și acces deschis la infrastructură de cercetare și colaborări la nivel internațional.
„Unul dintre cele mai importante lucruri pe care trebuie să le aveți, ca și tineri absolvenți ai facultății, este încrederea: în forțele proprii, în cantitatea și calitatea informației pe care ați primit-o. Fiți conștienți de valoarea voastră și de faptul că aveți tot ceea ce este necesar ca să performați, să vă afirmați și să străluciți oriunde în lume!” C. D. Căleanu
Drumul profesorului Cătălin Căleanu în domeniul inteligenței artificiale a început cu mult înainte ca această tehnologie să devină o preocupare globală. Încă din liceu, a fost fascinat de algoritmii genetici, metode inspirate din evoluția naturală, care pot rezolva probleme complexe prin procese de selecție și adaptare. Această curiozitate l-a condus spre realizarea lucrării de licență iar mai apoi spre lucrarea de disertație dedicate logicii fuzzy aplicate în prelucrarea imaginilor – o ramură a inteligenței artificiale care imită gândirea umană în condiții de incertitudine.
Ulterior, în cadrul tezei de doctorat, a abordat problema recunoașterii faciale cu ajutorul rețelelor neuronale într-o perioadă în care tehnologiile de recunoaștere facială erau slab dezvoltată, iar performanțele algoritmilor erau foarte scăzute. Cu toate acestea, îmbinând pasiunea pentru programare și perseverența în cercetare, profesorul Cătălin Căleanu a finalizat teza de doctorat atingând performanțe de top pentru acea perioadă.
Profesorul Cătălin Căleanu a colaborat la nivel global, implicându-se în proiecte de cercetare aplicată care au depășit granițele mediului academic. Extinderea activității sale în domeniul recunoașterii expresiilor faciale a dus, în 2010, la o colaborare cu Universitate de Aeronautică și Astronautică „Beihang” din Beijing, una dintre cele mai importante instituții tehnice din China. Urmând ca ulterior să își consolideze expertiza în parteneriate atât la nivel național, cât și internațional, cu companii precum Kathrein-Werke din Germania sau Continental Automotive România.
Recent, laboratorul IEV@UPT a primit vizita Excelenței sale domnul Nicolas Warnery, Ambasadorul Franței în România, alături de o delegație numeroasă, printre care se numără domnul Julien Chiappone-Lucchesi (director al departamentului de cooperare, știință și cultură), dl Louis Toulorge (consilier economic) și dl Cosmin Branzân (absolvent ETcTI, în prezent șef al Consulatului Onorific al Franței la Timișoara).
Profesorul Cătălin Căleanu este și membru al corpului de experți înscriși în Registrul Național al Experților pentru certificarea activităților de cercetare și dezvoltare și autor a peste 100 de articole științifice publicate în reviste și conferințe internaționale de renume. A semnat, ca autor sau coautor, 11 cărți, printre care se regăsesc lucrări de referință în domeniile rețelelor neuronale și sistemelor fuzzy, utilizate frecvent ca suport didactic în învățământul superior. De asemenea, activează ca recenzor pentru reviste internaționale de prestigiu din Statele Unite ale Americii, Elveția și Regatul Unit.
Pe lângă activitatea sa de cercetare, profesorul Căleanu investește constant în formarea noilor generații de specialiști. Acesta a introdus pentru prima dată în Universitatea Politehnica Timișoara cursul de Rețele Neuronale Profunde (Deep Neural Networks), esențial pentru înțelegerea și aplicarea tehnologiilor moderne din inteligența artificială. Iar în prezent, în calitate de decan al Facultății de Electronică, Telecomunicații și Tehnologii Informaționale (ETcTI), se implică activ în modernizarea infrastructurii didactice și de cercetare, sprijinind dotarea laboratoarelor cu echipamente de ultimă generație.
Prin implicarea unui colectiv de cadre didactice din facultate, printre care și profesorul Cătălin Căleanu, Universitatea Politehnica Timișoara va înființa 16 laboratoare de cercetare dedicate microelectronicii, în cadrul inițiativei europene IPCEI (Important Project of Common European Interest), contribuind astfel la dezvoltarea industriei de cipuri și semiconductori din România.
În paralel, profesorul Căleanu alături de tineri cercetători și doctoranzi este implicat activ în proiectul „HUB-ul Român de Inteligență Artificială (HRIA)”, o inițiativă menită să creeze un ecosistem național de cercetare și inovare în inteligența artificială. În acest context, domnul profesor Căleanu coordonează o echipă care dezvoltă sisteme inteligente eficiente energetic, aplicabile în domenii precum diagnosticarea medicală, inspecția optică automată sau procesarea limbajului natural.
Prin toate aceste inițiative, profesorul Cătălin Daniel Căleanu dovedește că este mai mult decât un cadru universitar. Acesta este un cercetător care transformă educația și inovația în piloni reali ai progresului tehnologic din România.
