Simulacija modularnog telemetrijskog sustava za praćenje fizioloških indikatora stresnih mentalnih stanja

master's thesis

• Title (english): Simulation of a modular telemetry system for monitoring physiological indicators of stressful mental states
• Author: Tomislav Novosel
• Mentor: Siniša Popović (mentor)
• Committee member: Siniša Popović (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Alan Jović (član povjerenstva)
• Committee member: Nikolina Frid (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Electrical Engineering and Computing; Zagreb
• Defense date and country: 2024-09-20, Croatia

Abstract

Razvoj sustava za praćenje fizioloških indikatora u skladu s načelima paralelizma i istodobnosti (engl. concurrency) i njihova evaluacija tema je raznih istraživanja. Cilj ovog rada bio je izgraditi modularnu simulaciju koja će efikasno obrađivati podatke i pratiti mentalno stanje ispitanika. Sukladno protočnoj (engl. pipe-and-filters) arhitekturi simulacija je sastavljena od različitih dijelova koji se mogu izvoditi istodobno: prikupljanje fizioloških signala, računanje fizioloških značajki, klasifikacija izabranih mentalnih stanja, vizualizacija odabranih fizioloških značajki i rezultata klasifikacije, spremanje svih podataka, značajki i rezultata klasifikacije. Prstenasti međuspremnik iz LMAX Disruptor biblioteke u Javi kompatibilan je s predloženom modularnom arhitekturom te osigurava efikasnu razmjenu podataka u programskom ostvarenju simulacije. Izabrane izračunate značajke i mentalna stanja klasificirana primjenom algoritma s ad-hoc pravilima prenose se mrežnim protokolom i vizualiziraju na grafičkom sučelju mrežne aplikacije, simulirajući tako prikaz potencijalno važnih podataka stručnjaku koji se nalazi na udaljenoj lokaciji. Obavljena preliminarna testiranja na javno dostupnim fiziološkim podacima pilota u različitim mentalnim stanjima tijekom vježbi na simulatoru leta pokazuju zadovoljavajući protok podataka kroz ostvarenu arhitekturu na raspoloživom računalnom hardveru, uz postojanje određenih ograničenja i prostora za daljnja unaprjeđenja.

Abstract (english)

The development of physiological indicator monitoring systems in accordance with the principles of parallelism and concurrency and their evaluation are the subject of various research. The aim of this paper was to build a modular simulation that will efficiently process data and monitor the mental state of the subjects. According to the pipe-and-filter architecture, the simulation is composed of different parts that can be performed concurrently: collection of physiological signals, computation of physiological features, classification of selected mental states, visualization of selected physiological features and classification results, storage of all data, features and classification results. The ring buffer from the LMAX Disruptor library in Java is compatible with the proposed modular architecture and ensures efficient data exchange in the software implementation of the simulation. Selected calculated features and mental states classified using algorithm with ad-hoc rules are transmitted through the network protocol and visualized on the web application graphical interface, simulating the presentation of potentially important data to an expert located in a remote location. Preliminary testing on publicly available physiological data of pilots in different mental states during flight simulator exercises shows satisfactory data flow through the implemented architecture on the available computer hardware, with certain limitations and room for further improvements.

• Keywords: stres; međuspremnik; simulacija; indikatori; značajke; fiziologija; telemetrija; protočna arhitektura
• Keywords (english): stress; buffer; simulation; indicators; features; physiology; telemetry; pipe-and-filter architecture
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:455431
• Study programme: Title: Computing; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka računarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka računarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2024-10-12 21:41:56