6

OSMIČKA / MĚSÍČNÍK MĚSTSKÉ ČÁSTI PRAHA 8 / březen 2019 

www.praha8.cz

Jak se dělá věda na osmičce

Ústav teorie informace a automatizace

Informace ze všech

stran, pokaždé jinak

nnNa stránkách Osmičky pravidelně

v seriálu Jak se dělá věda na osmičce představujeme instituce, které

sídlí na území naší městské části.

Dnes je na řadě Ústav teorie informace a automatizace (ÚTIA).

Ústav teorie informace a automatizace je

výzkumný ústav Akademie věd ČR, kde se již

šedesát let zkoumá informace ve všech jejích

podobách od jejího vzniku a přenosu přes

její zpracování až po její dopad na člověka.

Teorie informace je velice abstraktní vědní

disciplína, přitom její výsledky jsou tak

praktické, že se bez nich dnes již těžko obejdeme, ať už pereme prádlo, telefonujeme

nebo letíme na Měsíc. Teorie informace úzce

souvisí s dalšími vědními obory jako například teorie pravděpodobnosti, teorie chaosu,

teorie řízení nebo informatika. Žádný z nich

se neobejde bez pokročilé matematiky.

Všechny tyto obory jsou v ÚTIA pěstovány

a rozvíjeny za účelem návrhu efektivních

algoritmů pro zpracování informací založených na reálných datech o světě kolem nás.

Tento výzkum v ÚTIA zajišťuje osm vědeckých oddělení v úzké spolupráci s tuzemskými i zahraničními univerzitami, vědeckými

institucemi a s podnikatelskou sférou.

Digitální obrazy nejsou

jen fotografie

Nejsrozumitelnějším způsobem záznamu

informace je pro člověka obrázek nebo

videosekvence. Obrazová informace může

být zachycena i jinými způsoby snímání než

fotoaparátem, např. rentgenovým zářením,

ultrazvukem nebo magnetickou rezonancí.

V ÚTIA se věnují zpracování obrazové informace vědecké týmy dvou oddělení: Zpraco-

vání obrazové informace a Rozpoznávání

obrazu. Byly zde vyvinuty algoritmy pro

rozpoznávání tkání různých orgánů snímaných lékařskými zobrazovacími přístroji, pro

vyhledávání a analýzu astronomických

objektů pozorovaných dalekohledy nebo pro

vylepšení kvality obrazu z bezpečnostních

kamer. Dalším příkladem zpracování obrazové informace jsou univerzální matematické

metody realistického modelování vzhledu

různých materiálů ve virtuální realitě, které

byly v praxi použity např. při návrhu interiéru automobilů nebo při dokumentaci unikátních historických památek.

Svět řízení a rozhodování

Ve světě kolem nás se často vyskytují složité, v čase se měnící systémy, které je třeba

cíleně řídit. Takovým systémem může být

např. obchodování na burze, složitý průmyslový stroj, systém pro diagnostiku stavu

pacienta či počítačová síť. K popisu a řízení

těchto systémů jsou v oddělení Adaptivních

systémů používány pravděpodobnostní

modely, které umí pracovat s nepřesnou či

nejistou informací a jsou schopny přizpůsobit se nepředvídatelným změnám chování

těchto systémů i změnám okolního

prostředí.

K řešení závažných problémů současné

společnosti jako energetika nebo robotika

lze použít teorii deterministického chaosu.

Vědci z oddělení Teorie řízení pomocí ní

zkoumají chaotické chování komplexních

sítí, které je podobné kolísání dodávky

energie v elektroenergetické soustavě.

Na základě tohoto výzkumu pak navrhují

nové metody řízení toku v těchto sítích,

které by ono kolísání omezily na minimum

a udržely ho na přijatelné úrovni. Mezi další

výzkumné aktivity tohoto oddělení patří

vývoj řídicího systému kráčejícího robota.

Ekonomické jevy, jako např. ekonomické

krize, propojenost světových ekonomik

nebo situace na finančním trhu vykazují

i přes svoji rostoucí složitost určité zákonitosti, které jsou důležité pro rozhodování

ekonomických subjektů včetně vládních

organizací. Tyto zákonitosti se vědci z oddělení Ekonometrie snaží odhalit pomocí

pokročilých matematicko-statistických

metod a následně je ověřit na dostupných

datech. To umožňuje lépe pochopit racionální, ale i iracionální chování v rozhodování

ekonomických subjektů.

Signál stokrát jinak

HLAVA KELTA je unikátní historická památka

dokumentovaná pomocí virtuální reality.

Všude kolem nás proudí elektronické signály. Jejich úkolem je zaručit spolehlivé fungování nejrůznějších přístrojů od mikrovlnné

trouby v kuchyni po kooperující průmyslové

roboty v továrně. Oddělení Zpracování

signálů se věnuje vývoji komplexních elek-

Kráčející robot z oddělení Teorie řízení.

tronických systémů, ve kterých jsou signály

zpracovávány speciálními, superrychlými

počítačovými procesory. Výsledky výzkumu

tohoto oddělení jsou prakticky využívány

např. při testování spolehlivého přenosu dat

mezi řidičem a ovládacími prvky

automobilu.

Některé matematické problémy jsou

natolik abstraktní a obecné, že jejich možné

aplikační oblasti dnes ještě nejsou patrné.

Přesto má smysl se jimi zabývat, neboť

jedině tak lze dospět k převratným objevům, které mohou přinést překvapivě účinné způsoby řešení reálných problémů v naprosto nečekaném, vzdáleném oboru lidské

činnosti. Takovýto vzrušující typ výzkumu,

nazývaný základní výzkum, převládá v oddělení Matematické teorie rozhodování

a v oddělení Stochastické informatiky.

Přesto mají tato oddělení významné praktické výsledky již nyní. Příkladem je modelování nových typů materiálů s výjmečnými

vlastnostmi (např. materiály s tvarovou

pamětí) nebo metoda separace signálu,

s jejíž pomocí lze rozlišit řeč dvou lidí, kteří

mluví současně jeden přes druhého, nebo

analyzovat biosignály v medicíně.

ÚTIA se podílí na řešení národních i mezinárodních výzkumných projektů podporovaných grantovými agenturami i soukromými zdroji. Kromě výzkumu je ústav široce

zapojen do vysokoškolského vzdělávání

na bakalářské, magisterské i postgraduální

úrovni, vydává časopis Kybernetika a je

soudně-znaleckým ústavem v oboru kybernetika a výpočetní technika. ÚTIA je také

aktivní v popularizaci vědy. Každoročně se

účastní Týdne vědy a techniky a Veletrhu

vědy. Sídlem ÚTIA je modrá budova Pod vodárenskou věží 4 poblíž stanice metra Ládví.

Podrobnější informace o činnosti ústavu

naleznete na www.utia.cas.cz.

Lubomír Soukup