Kybernetický můstek vedoucí na špičku

10. prosince 2012, 00:00 - Josef Tuček
10. prosince 2012, 00:00

Spolupracují při výrobě letadel Airbus, dodávají vojákům systémy řízení bezpilotních letadel. A teď dokonce chtějí vytvořit institut mezinárodních rozměrů

To mě štve. Podařilo se mi získat experta světové úrovně, ale na fakultě získal zařazení jen jako odborný asistent, rozčiluje se profesor Vladimír Mařík, vedoucí katedry kybernetiky na Fakultě elektrotechnické Českého vysokého učení technického v Praze. Mluví o Janu Šedivém, odborníkovi na počítačové rozpoznávání řeči. Pracoval jako vedoucí výzkumného týmu šestnáct let pro IBM a později pro Google. Svůj tým přenesl ze Spojených států do Prahy, když se rozhodl, že chce, aby jeho děti vyrůstaly v českém prostředí.

„Chtěl bych, aby byl docent nebo rovnou funkční profesor. Ale to u nás nejde, protože inženýr Šedivý nepublikoval dost teoretických prací. Místo toho dělal vynikající praktické aplikace pro nejlepší světové technologické firmy a má devatenáct amerických patentů. Ale to se v našem akademickém prostředí nepočítá!“ kroutí hlavou profesor Mařík.

„Ale co, tituly nejsou to nejdůležitější,“ mávne bezstarostně rukou Jan Šedivý. „Pro mě byl při rozhodování, že přejdu na katedru kybernetiky, nejdůležitější fakt, že studenti jsou mladí, plní nápadů, plní energie… To mě lákalo.“ Nedostal docenturu, ale alespoň slušnější podmínky a plat, protože katedra má příjmy i díky tomu, že spolupracuje s českým, a hlavně zahraničním průmyslem.

Muž s čipem v ruce Katedra kybernetiky sahá také pro další učitele ze světa. Je mezi nimi třeba britský profesor Kevin Warwick, proslulý svým výzkumem možností komunikace lidského nervového systému s počítačovými systémy. Byl pravděpodobně prvním člověkem na světě, jenž si nechal v roce 1998 implantovat do paže počítačový čip, který pak automaticky ovládal některé přístroje v jeho pracovně na Univerzitě v Readingu. Do Prahy jezdí přednášet i díky tomu, že jeho manželka je českého původu.

„Snažíme se mít kontakt s tím, co je ve světě zajímavé a perspektivní,“ vysvětluje profesor Mařík. Už trochu unaveně se staví k oblíbené novinářské otázce, jak to bylo s honem na piráty. Před dvěma lety totiž Vladimír Mařík získal společně s tehdejším kolegou na katedře profesorem Michalem Pěchoučkem ocenění Česká hlava za kybernetické systémy, jejichž součásti samy nacházejí nejlepší způsoby spolupráce bez zásahu člověka. Jedním z mnoha příkladů byla simulace pravděpodobného chování pirátů v Adenském zálivu – oblasti, kde kvůli nim patrolují vojenská plavidla NATO.

„Pirátské lodě byly zajímavým příkladem pohybu v rozprostřeném prostředí, který má své zákonitosti. Vyvinuté algoritmy už využíváme zase jinde, především v oblasti průmyslového řízení a plánování,“ vysvětluje Mařík. Ale připouští, že to nebyla jediná spolupráce jeho katedry s ozbrojenými složkami. Například pro americké ozbrojené síly vyvíjeli také systémy řízení bezpilotních průzkumných letadel, jež si sama rozdělují úkoly při sledování možných teroristů. Tímto výzkumem se dál zabývá katedra počítačů elektrofakulty, kam profesor Pěchouček se svým týmem přešel.

Agenti pracují pro průmysl Výzkum vychází ze stejného předpokladu: každá jednotka – loď, letadlo, ale také třeba dopravníkový pás či subdodávka při montáži letadla – mohou být reprezentovány poměrně samostatně fungujícím softwarovým modulem, kterému se v kybernetice říká agent. Ten obsahuje mimo jiné dost přesný model chování dané jednotky. Agenti si vyměňují zprávy, koordinují činnost, prostě se „domlouvají“, když je potřeba.

Například agent dopravníkového pásu, který má poruchu, tuto skutečnost hlásí mnoha dalším agentům reprezentujícím výhybky, motory či kontejnery. Tito agenti se začnou rychle dohadovat o alternativním způsobu přepravy nejbližších zásilek a dopravníkový systém následně rekonfigurují, takže funguje dál, i když jinak. Princip agenta, jeho komunikace a dohadování s ostatními, případně dokonce jeho učení se z vlastní zkušenosti, je základem moderních kybernetických systémů tam, kde sebevětší centrální počítač na úlohu nestačí. Právě na katedře kybernetiky elektrotechnické fakulty vznikla v posledních patnácti letech vlastní výzkumná škola agentních technologií respektovaná ve světě.

Pracovníci katedry spolupracují s průmyslem a nabízejí mu uplatnění takových systémů inteligentního automatizovaného řízení. Podíleli se například na vývoji řízení experimentální balicí linky pro firmu Gillette. Velkým úspěchem z posledních měsíců je účast na evropském projektu, v jehož rámci připravují plánování a rozvrhování náběhu výroby u letadel Airbus ve výrobním závodě poblíž Hamburku. „Tam se teď rozjíždí výroba, takže často dochází k nepředvídaným situacím, jako například že součástky do sebe nezapadají správně nebo zákazník na poslední chvíli změní objednávku. To může zdržet výrobu třeba o půl roku,“ popisuje Pavel Vrba, který účast ČVUT v projektu řídí a na katedru přešel z americké společnosti Rockwell Automation.

„Úkolem našeho systému v takové situaci je zjistit, jak jdou minimalizovat dopady. Například upravit plán výroby tak, aby se dalo mezitím efektivně dělat něco jiného.“ Pozor na nápady – kradou se Katedra kybernetiky má zájem, aby se do praxe dostávaly i studentské nápady. Ve spolupráci s nadací ČVUT Media Lab proto založila eClub, jenž pořádá přednášky a diskuse pro studenty, kteří přemýšlejí o tom, že by jednou chtěli rozvíjet komerčně využitelné nápady či rovnou podnikat. „Vyhlašujeme i soutěž o nejlepší podnikatelské nápady, jejichž autorům dáváme stipendium,“ říká Jan Šedivý, který eClub vede.

Katedra má rovněž vlastní inkubátor firem, kde studentům či absolventům s dobrým nápadem radí, jak jej mohou uvést do praxe. Zatím tu pomohli čtyřiceti malým týmům, z nichž některé se postupně přerodily ve firmy. Řada společností však udržuje své nápady pokud možno v tajnosti. „Nedivte se, v Česku se strašně krade,“ krčí rameny profesor Mařík. „Stává se, že si jiná firma jen lehce upraví cizí nápad, sama si jej patentuje a začne používat. A tak si malé podniky, které se obtížněji brání, drží své vynálezy pod pokličkou a mluví o nich jen s potenciálními klienty.“

Vladimír Mařík je současně předsedou Výzkumné rady Technologické agentury ČR.

Dodává, že podle jeho zkušeností takto skrývá své nápady velké množství českých podniků. Student jako výzkumník Rozpočet katedry činí 135 milionů korun ročně, což je víc, než je na leckterých jiných školách rozpočet celé fakulty. Z toho ovšem jen něco přes 30 milionů korun čerpá katedra od fakulty. Drtivou většinu peněz pro svůj provoz získává mimo ČVUT. Opatřuje si je z evropských fondů, z národních projektů, ale také od průmyslu. „Máme na katedře týmy, které si samy seženou prostředky na svůj výzkum.

To pro mě samozřejmě znamená, že jim taky mohu poskytnout velkou samostatnost.

Chci po nich jenom kvalitní výsledky,“ popisuje profesor Mařík.

Zdůrazňuje, že úkolem školy je učit. „Kdo u nás něco umí, třeba i vytvářet aplikace pro průmysl, tak také učí. Právě od něho se studenti dozvědí nejvíc. Když k nám přešel doktor Vrba z firmy Rockwell Automation a učil první kurz, studenti v hodnocení psali, že to byly jedny z nejlepších přednášek, jaké zažili.“

Současně je však výuka na katedře kybernetiky založena na projektech. Studenti se podílejí na řešení konkrétních, často prakticky orientovaných úkolů. „Takhle se nejlíp naučí inženýrskému nebo technickému myšlení,“ říká Mařík. K tomu se navíc dostanou i k penězům – studenti zapojení do projektů dostávají mimořádná stipendia nebo i pracovní úvazky. A dobrý student doktorského studia má příjem srovnatelný s výzkumnými pracovníky v průmyslu.

Institut na pochodu Všem těmto plánům už jedna katedra začala být malá. Obrazně i doslova – někteří zdejší vědci si pomalu nemají kam sednout, protože se do současných prostor nevejdou. Profesor Mařík je proto motorem snahy o založení zcela nové výzkumné a vzdělávací instituce. Měla by se jmenovat Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky a spolupracovat by v ní měly fakulty ČVUT, ale také další univerzitní pracoviště ze Západočeské univerzity, z brněnského VUT, z Technické univerzity Ostrava a týmy z Akademie věd. Předpokládá se financování z evropských peněz a také významný mezinárodní přesah. Proto by zde měla jako pracovní jazyk pro všechny fungovat angličtina.

Jak to tak bývá, vedení Fakulty elektrotechnické není nápadem nijak zvlášť nadšené.

„Fakulta ztratí mnoho klíčových vědců a pedagogů, její váha, prestiž a kvalita výuky poklesne,“ varoval děkan profesor Pavel Ripka v prohlášení schváleném na kolegiu děkana.

„Bylo by určitě pro technické vysoké školství velkou škodou, kdyby se institut nepodařilo zřídit,“ namítá prorektor ČVUT profesor Miloslav Pavlík. „Vědecky i výzkumně se jedná o vysoce prestižní záležitost, možný spojovací můstek mezi naší vědou a evropskou nebo lépe řečeno světovou špičkovou vědou. Kontaktoval nás už i zástupce agentury Korea Trade-Investment a představil zájem jihokorejských společností podporujících výzkum v oblasti robotiky a kybernetiky. Z hlediska ČVUT je jasné, že institut může posunout naši školu výš na světovém žebříčku univerzit.“

Rozhodnutím rektora institut předběžně získal působiště v budově nefunkční menzy, která bude kompletně přestavěna. Součástí projektu je i desetipodlažní přístavba.

Měla by přilákat vědce, výzkumníky a doktorandy od nás i ze světa. O konečné organizaci institutu se ještě povedou diskuse. Nicméně profesor Mařík si jej představuje tak, že v něm vzniknou různé typy výzkumných týmů: dlouhodobé i krátkodobé, placené z prostředků institutu anebo z peněz, které si získají jako granty na konkrétní úkol. Financování by pak mělo být naprosto průhledné, aby každý tým viděl, kolik peněz od institutu na svou práci získal anebo kolik institutu ze svých grantů odvedl, a jaké služby za to využil.

Měli by v něm působit studenti z magisterského a doktorského studia, zpracovávat své diplomové a disertační práce. A by v něm vědci museli přednášet. „Ne dvacet hodin týdně, ale rozumně. Tak, aby studentům řekli, co je důležité, ale současně jim zbyl čas na vlastní odbornou práci,“ říká profesor Mařík.

Inteligentní sítě i pomoc handicapovaným Jaká témata by se měla ve výzkumu objevit?

Žádná skromná. Už teď se na katedře kybernetiky zabývají takzvanými inteligentními sítěmi (někdy známými jen pod anglickým označením smart grid). Je to velký hit v celém světě. Všichni říkají, že inteligentním sítím patří budoucnost dodávek elektřiny, ale má to velkou nevýhodu: nikdo ještě neví, jak by měly přesně vypadat. Je jasné, že tato síť by měla být podobná nervové soustavě. A pohotově propojit dodávky elektřiny z jaderných a uhelných elektráren, které potřebují jet na stabilní výkon, s dodávkami ze slunečních článků a větrných turbín, jež jsou zase nepříjemně proměnlivé. Údaj, kolik bude sluneční či větrné energie k dispozici, by měla do sítě dodat předpověď počasí pro danou oblast. A systém by mělo stabilizovat ukládání energie například v přečerpacích elektrárnách, v nádržích se stlačeným vzduchem anebo i v bateriích právě nevytížených elektromobilů. Tohle uřídit je úkol přesně pro kybernetiku. „Určitě se jím budeme v novém institutu dále důkladně zabývat,“ plánuje profesor Mařík.

Druhým zadáním, o němž nemá pochybnosti, jsou technologie, které by měly pomáhat lidem starým či nemocným. Na katedře už například vyvinuli a do výroby předali systém, který umožňuje handicapovému člověku ovládat počítač pouze očima. A spolupracují i s českou firmou Linet, která je výrobcem nemocničních lůžek – přesněji spíše přístrojů nabitých technikou, jež pomáhá v péči o nemocného.

„Handicapovaní budou potřebovat také elektronické pomůcky pro neslyšící, invalidní vozíky ovládané očima, auta řízená bez pomoci rukou a nohou, roboty, které budou nemocným sloužit,“ vypočítává profesor Mařík. „Jsou to věci, které jsou lidsky nesmírně prospěšné, a přitom pro ně existuje obrovský trh. Tak proč se do nich nepustit?“

Studenti zapojení do projektů katedry kybernetiky dostávají mimořádná stipendia nebo i pracovní úvazky. A dobrý student doktorského studia má příjem srovnatelný s výzkumnými pracovníky v průmyslu

O autorovi| Josef Tuček, spolupracovník redakce

Mohlo by vás zajímat

  • Majitel textilky Juta a senátor Hlavatý: V Senátu by…

  • Jan Hawelka: kavárenská hvězda z Mostu

  • Aleš Kučera: Chvíli potrvá, než se lidé naučí se státem…

  • Ondřej Kania: Otevřeme další dvě školy

  • Martin Burda: Bankám v Česku ujíždí vlak

  • Mnislav Zelený Atapana: Přítel amazonských indiánů

  • Jan Bílý: Nebuď uštvaný manažer. Buď král!

  • Jaroslav Žlábek: Na jedno nabití ujedeme 1000 kilometrů

  • Daniel Stein Kubín: Slova jsou jen slova, surf a poušť…

Hry pro příležitostné hráče