V rámci vedeckej práce je nutné, aby teoretické poznatky boli čoraz dostupnejšie a využiteľnejšie v praxi. O premostenie medzery medzi teóriou a praxou a zvýšenie možnosti využitia prírodou inšpirovaných optimalizačných metód sa snaží projekt Zvýšenie aplikovateľnosti prírodou inšpirovaných optimalizačných metód prepájaním teórie a praxe (Improving Applicability of Nature-Inspired Optimisation by Joining Theory and Practice).
V rámci neho sa má vytvoriť platforma, kde sa teoretici a praktici môžu stretávať a vymieňať si postrehy, nápady a potreby; ďalej ide o tvorbu priamych direktív a zavedenie praktickej podpory pre vývoj aplikácií založených na teoretických poznatkoch a rozvoj teoretických rámcov, ktoré vychádzajú z aktuálnych potrieb praktických aplikácií; uskutočnenie školení mladých výskumníkov v teórii prírodou inšpirovaných optimalizačných metód, ktoré budú jasne zamerané na prax; rozšírenie účasti na prebiehajúcom výskume o tom, ako vytvoriť a používať takéto robustné optimalizačné metódy v rôznych aplikačných oblastiach.
Projekt trvá v období 9. 3. 2016 – 8. 3. 2020.
Ako vysvetlila Ing. Ivana Budinská, PhD. z Ústavu informatiky SAV, problematika optimalizácie je dlhodobo aktuálny teoretický a praktický problém. „Z teoretického hľadiska ide o riešenie komplexných úloh s veľkou výpočtovou náročnosťou. Optimalizácia sa využíva v mnohých odvetviach spoločenskej a hospodárskej praxe – od optimalizácie výroby, dopravy a dopravných systémov, cez optimalizáciu rôznych výberových pravidiel kritérií a podobne. Vo všeobecnosti sa riešia optimalizačné úlohy, ktoré sú tzv. multikriteriálne. To znamená, že na výsledok má vplyv viacero vstupných údajov, ktoré majú často opačný vplyv na výsledok optimalizácie.“
Odborníčka uvádza príklad, že pri optimalizácii výberu vhodného vozidla pre rodinu musíme zvážiť bezpečnosť vozidla, jazdné vlastnosti, dizajn, výbavu a okrem mnohých ďalších parametrov v neposlednom rade aj cenu. „Pri výbere sa snažíme nájsť vhodný kompromis medzi cenou a ďalšími výberovými kritériami. Zlepšenie jedného môže znamenať zhoršenie iného. Pri jednoduchých optimalizačných problémoch sa dá postupovať tak, že sa vyskúšajú všetky možnosti, vypočíta sa ich hodnotová funkcia (ohodnotia sa napr. cenou) a vyberie sa najvhodnejšia alternatíva. Tento postup sa však v praxi nedá realizovať, pretože s nárastom počtu kritérií exponenciálne narastá počet možností a ani výkonnými výpočtovými metódami nie je možné preskúmať všetky možnosti. Preto sa hľadajú tzv. heuritiky, t. j. metódy, ktoré nám umožnia nájsť dostatočne vhodné riešenie v prijateľnom čase. Nekonečnú inšpiráciu nám pri týchto úlohách poskytuje príroda. Pozná mechanizmy, ktoré dokážu veľmi efektívne riešiť rôzne zložité problémy prakticky v reálnom čase. Či už ide o optimalizovaný dizajn (včelie úle, krídla vtákov, netopierov), ale aj o ďalšie optimalizačné problémy, napr. hľadanie najkratšej cesty mravcov do mraveniska, hľadanie bezpečných úkrytov a pod.“
Dodáva, že pri tých posledných sa využívajú mechanizmy kolektívnej inteligencie, čo je hlavnou náplňou výskumu v rámci tejto COST akcie. „Čo sa týka prenosu poznatkov do praxe, my sa zameriavame na aplikáciu týchto algoritmov na riadenie skupiny robotov. Našim cieľom je vyvinúť takú metódu, ktorá umožní riadenie skupiny autonómnych robotov, a to aj spoluprácu pozemných a vzdušných, ktorá dokáže pracovať bez zásahu operátorov. Využitie takýchto systémov je napríklad pri záchranárskych prácach po požiaroch, zemetraseniach a podobne, kde je to pre tímy záchranárov nebezpečné a často ani nie je možné, aby sa na niektoré miesta dostali. Ďalšie využitie týchto algoritmov môže byť pri prácach vo veľkých kladoch, kde by kooperujúce autonómne roboty mohli nahradiť namáhavú monotónnu prácu ľudí.“
V rámci spolupráce s expertmi na behaviorálnu biológiu z Ústavu ekológie lesa pracujú odborníci na zaujímavom výskume správania stromových netopierov.
Tento projekt spadá pod európsky program COST (The Europaen Cooperation in Science & Technology). Je to platforma zameraná na podporu širokej medzinárodnej spolupráce v rámci niektorých tém. V rámci tzv. akcií sa združujú výskumníci zapojených krajín s cieľom výmeny skúseností, vedomostí, podpory mladých vedeckých pracovníkov a študentov. Organizujú sa výmenné pobyty a letné školy a ďalšie spoločné aktivity.
Každá akcia COST má svoj riadiaci výbor, v ktorom môže mať každá zastúpená krajina maximálne dvoch riadnych členov. Ďalší členovia z danej krajiny sú tzv. náhradnými členmi. Majú oprávnenia zúčastňovať sa všetkých aktivít, ktoré sú v rámci danej akcie COST realizované, avšak účasť na niektorých spoločných stretnutiach (mítingoch) je refundovaná len určeným členom riadiaceho výboru.
Informácie poskytla: Ing. Ivana Budinská, PhD. z Ústavu informatiky SAV
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Ilustračné foto: Pixabay.com /Vijayanarasimha/
Uverejnila: VČ