Tomáš Gergeľ: Vidieť výsledky výskumu použité v praxi je pre mňa tou najväčšou odmenou

Ing. Tomáš Gergeľ, PhD., získal ocenenie Cena za vedu a techniku 2025 v kategórii Osobnosť vedy a techniky do 35 rokov.

Pri príležitosti získania Ceny za vedu a techniku 2025 vám na portáli Veda na dosah prinášame rozhovor s oceneným. Ing. Tomáš Gergeľ, PhD., je vedeckovýskumný pracovník Národného lesníckeho centra, ktorý sa špecializuje na moderné technológie v drevárskom a lesníckom sektore vrátane inštalácie prvého 3D CT skenera guľatiny dreva na Slovensku a koordinácie významných medzinárodných projektov zameraných na nízkouhlíkové hospodárstvo a využitie umelej inteligencie.

Výskum v oblasti lesníctva a drevárstva dnes už dávno nie je len o tradičných postupoch. Moderné technológie, ako napríklad nedeštruktívne metódy hodnotenia kvality materiálov či počítačová tomografia, umožňujú vedcom skúmať drevo bez jeho poškodenia a odhaľovať jeho vlastnosti spôsobom, ktorý bol kedysi nepredstaviteľný. Takto dokážeme získať viac informácií, šetriť cennú surovinu a zároveň hľadať cesty k udržateľnejšiemu spracovaniu.

Popri praktických aplikáciách vznikajú aj nové nástroje, napríklad softvér NSKcalculator, ktorý pomáha navrhovať drevostavby s ohľadom na akustiku ešte pred tým, než sa investuje do náročných meraní. Výskum má pritom zásadný význam i pre budúcnosť, a to od znižovania environmentálnej záťaže cez digitalizáciu výrobných procesov až po využitie umelej inteligencie. O tom, ako sa slovenská veda dokáže prepájať s praxou a aký potenciál má v drevárstve a lesníctve, hovoríme s mladým vedcom Tomášom Gergeľom, ktorý sa tejto oblasti venuje naplno.

Laudácio Ing. Tomáša Gergeľa, PhD. (.pdf)

Nedeštruktívne metódy hodnotenia kvality materiálov

Vaše výskumné aktivity sa zameriavajú na nedeštruktívne metódy hodnotenia kvality materiálov. Môžete nám priblížiť, ako tieto metódy fungujú a aký majú význam v praxi, teda najmä v drevárskom sektore?

Nedeštruktívne metódy sú také, pri ktorých počas testovania nedochádza k poškodeniu materiálu, výrobku, rastliny či živočícha. Testovaný objekt tak môže byť aj po vyhodnotení použitý na svoj pôvodný účel. Ako príklad uvediem hodnotenie modulu pružnosti dosky určenej na výrobu hudobného nástroja. Tradičná metóda by si vyžadovala mechanické zničenie dosky, aby sme na základe aplikovanej sily určili požadovaný parameter. Namiesto toho použijem nedeštruktívnu metódu – dosku rozvibrujem zvukom a na základe rozloženia kmitov a uzlov vypočítam sledovaný parameter.

Ďalším príkladom je využitie počítačovej tomografie (CT), pomocou ktorej preskenujem výrez zo stromu a získam informácie o vnútorných znakoch dreva bez potreby jeho rozrezania. Samozrejme, aj tieto metódy majú svoje nevýhody, napríklad vyššiu technickú náročnosť alebo citlivosť na vonkajšie podmienky. Mojím cieľom je tieto nevýhody minimalizovať tak, aby sme dosiahli čo najvernejšie a prakticky využiteľné výsledky.

Jednoduché merania akustiky stavieb

Jedným z vašich výstupov je aj softvér NSKcalculator. Čo vás viedlo k jeho vývoju a ako môže tento nástroj prispieť k lepšiemu navrhovaniu stavebných konštrukcií z pohľadu akustiky?

Tento softvér vznikol v rámci dizertačnej práce, v ktorej som sa venoval akustike v drevostavbách. Kvalitu stavby z hľadiska akustiky môžeme stanoviť meraním, avšak takéto meranie je časovo aj finančne náročné, pričom počet stavieb je veľký. Existujú však matematické modely, ktoré umožňujú vypočítať akustickú kvalitu stavby na základe zloženia jej konštrukcií. Tieto modely som zapracoval do jednoduchého kalkulačného nástroja. Má viaceré výhody. Je veľmi jednoduchý, čo sa použitia týka. A najdôležitejšie je, že ešte pred drahým meraním akustiky v stavbe umožňuje predbežne vypočítať, aké hodnoty vzduchovej a krokovej nepriezvučnosti by mali deliace konštrukcie dosahovať.

Drevársky priemysel špecifický a rizikový

Ako hodnotíte v súvislosti s drevárskym priemyslom vplyv environmentálnych faktorov na pracovné a životné prostredie? Existujú v tomto smere nejaké zaujímavé trendy alebo výzvy?

Drevársky priemysel spracováva jedinečnú surovinu – drevo. Drevo je jeden z najvzácnejších materiálov, navyše je obnoviteľné, ekologické a esteticky hodnotné. Práve preto je dôležité pristupovať k jeho ťažbe šetrne a z každého vyťaženého kusa dreva získať čo najvyššiu pridanú hodnotu. Z pohľadu pracovného prostredia je potrebné hodnotiť podmienky, v akých pracovníci pracujú. Ide najmä o hluk, vibrácie, prašnosť či expozíciu chemických látok. V prípade technológií ako CT skenovanie sa pridáva aj faktor ionizujúceho žiarenia, ktoré predstavuje zdravotné riziko a vyžaduje prísne bezpečnostné opatrenia. V tomto ohľade je drevársky priemysel špecifický a rizikový.

Medzi aktuálne trendy patrí zvyšovanie efektivity spracovania dreva, digitalizácia výrobných procesov, využívanie umelej inteligencie pri analýze materiálu, ako aj dôraz na udržateľnosť a cirkulárnu ekonomiku. Výzvou zostáva nájsť rovnováhu medzi technologickým pokrokom, ochranou životného prostredia a bezpečnosťou pracovníkov.

Drevársky sektor je často spomínaný v kontexte udržateľnosti. Akú úlohu v tomto hrá výskum a ako môže pomôcť pri zavádzaní ekologickejších výrobných procesov?

Výskum zohráva kľúčovú úlohu pri transformácii drevárskeho sektora smerom k udržateľnosti. Pomáha identifikovať nové technológie, materiály a postupy, ktoré znižujú environmentálnu záťaž výroby, zvyšujú efektivitu využitia drevnej suroviny a podporujú cirkulárnu ekonomiku.

Vďaka výskumu dokážeme lepšie pochopiť vlastnosti dreva a optimalizovať jeho spracovanie, napríklad pomocou nedeštruktívnych metód, ktoré umožňujú hodnotiť kvalitu materiálu bez jeho poškodenia. To vedie k lepšiemu využitiu suroviny a k minimalizácii odpadu.

Dôležitým smerom je tiež vývoj technológií, ktoré umožňujú digitálne plánovanie a automatizáciu výrobných procesov. Tým sa znižuje spotreba energie, zvyšuje sa presnosť a efektivita, zároveň sa vytvárajú pracovné miesta s vyššou pridanou hodnotou.

Výskum tiež pomáha reagovať na výzvy spojené so zmenou klímy, napríklad vývojom nových konštrukčných riešení, ktoré zohľadňujú zmeny v druhovom zložení dreva či výskyt nových škodcov. V konečnom dôsledku je výskum mostom medzi tradičným spracovaním dreva a modernými, ekologicky zodpovednými prístupmi.

Národná roadmapa

Ste členom pracovnej skupiny SK Roadmap pre výskumné infraštruktúry. Môžete vysvetliť, čo táto činnosť prináša a aké sú jej hlavné ciele z pohľadu Slovenska v rámci EÚ?

European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI) je európska platforma, ktorá koordinuje strategický rozvoj výskumných infraštruktúr v rámci EÚ. Slovensko sa aktívne zapája do viacerých ESFRI projektov, pričom národná roadmapa slúži ako nástroj na zosúladenie slovenských výskumných priorít s európskymi iniciatívami.

Ako člen pracovnej skupiny SK VI Roadmap sa podieľam na aktivitách, ktorých hlavné ciele zahŕňajú:

• mapovanie existujúcich výskumných infraštruktúr na Slovensku vrátane verejných aj súkromných zariadení;
• podporu zapojenia Slovenska do medzinárodných projektov ESFRI vrátane nových pripravovaných iniciatív;
• definovanie kritérií výberu a hodnotenia národných výskumných infraštruktúr, aby boli v súlade s európskymi štandardmi;
• zabezpečenie financovania a efektívneho manažmentu výskumných infraštruktúr, čo je kľúčové pre ich udržateľnosť;
• podporu spolupráce medzi verejným a súkromným sektorom v oblasti výskumu, vývoja a inovácií;
• prípravu akčných plánov na implementáciu cieľov roadmapy, ktoré slúžia ako strategický rámec rozvoja výskumného prostredia na Slovensku.

Táto činnosť má zásadný význam pre posilnenie konkurencieschopnosti slovenského výskumu v medzinárodnom kontexte a pre lepšie využitie potenciálu našich výskumných kapacít.

Drevárstvo môže byť strategický pilier slovenskej ekonomiky

Ako vnímate postavenie slovenského výskumu v oblasti lesníctva a drevárstva v porovnaní so zahraničím? Kde vidíte najväčší potenciál rastu?

Slovenský výskum v oblasti lesníctva a drevárstva má kvalitné odborné základy, vychádzajúce z dlhoročnej tradície, dostupnosti prírodných zdrojov a silného akademického zázemia. V porovnaní so zahraničím však stále existuje priestor na zlepšenie, a to najmä v oblasti digitalizácie, prepojenia výskumu s praxou a medzinárodnej spolupráce.

Najväčší potenciál rastu vidím v rozvoji moderných technológií, ako je mobilné laserové skenovanie lesa, počítačová tomografia dreva alebo využitie umelej inteligencie pri analýze materiálov. Tieto nástroje umožňujú presnejšie plánovanie, efektívnejšie spracovanie suroviny a lepšie rozhodovanie v lesnom hospodárstve.

Dôležitým smerom je takisto výskum v kontexte klimatických zmien, napríklad sledovanie zmeny druhového zloženia, výskyt nových škodcov či adaptácia lesných ekosystémov. Slovensko má v tomto smere výhodu v rozmanitosti prírodných podmienok, čo umožňuje realizovať výskum s vysokou pridanou hodnotou.

Verím, že Slovensko má potenciál stať sa svetovým lídrom v lesníctve a drevárskom priemysle, podobne ako má Švajčiarsko silnú pozíciu vo farmaceutickom priemysle, Nemecko v automobilovom či Poľsko v potravinárskom sektore. Máme na to všetky predpoklady: kvalitnú surovinu, odborníkov, výskumné kapacity a rastúci záujem o udržateľné riešenia. Ak sa nám podarí spojiť výskum, inovácie a priemysel, môžeme z drevárstva vytvoriť strategický pilier slovenskej ekonomiky.

Motivácia vo výskume

Ste mladý vedec s bohatými skúsenosťami a viacerými publikáciami. Čo vás motivuje vo vedeckej práci najviac?

Vo vede ma najviac motivuje možnosť prinášať nové poznatky, ktoré majú praktický význam, hlavne v oblasti, kde sa stretáva výskum s reálnym priemyslom. Fascinuje ma, keď dokážeme pomocou moderných technológií, ako sú nedeštruktívne metódy či počítačová tomografia, získať informácie o materiáloch bez ich poškodenia a tým zefektívniť ich využitie.

Veľmi rád pracujem v tíme. Vnímam sa ako súčasť posádky, kde má každý člen svoju úlohu a spoločným úsilím dosahujeme výsledky. Hoci si do istej miery zadávam úlohy sám, ich riešenie si vyžaduje spoluprácu s partnermi z externého prostredia, či už ide o akademické inštitúcie, priemysel, alebo o technologických partnerov. Práve táto spolupráca je kľúčová, aby boli výsledky výskumu uplatniteľné v praxi.

Motivuje ma tiež to, že výskum nie je len o teórii, ale aj o hľadaní riešení, ktoré majú vplyv, či už na efektivitu výroby, udržateľnosť, alebo kvalitu života. A keď vidím, že to, čo sme vyvinuli, sa reálne používa, je to pre mňa najväčšia odmena.

Ktorý z doterajších projektov bol pre vás najväčšou výzvou? Prečo?

Každému vedeckému pracovníkovi utkvie v pamäti jeho prvý získaný vedecký projekt. V mojom prípade to bol projekt APVV, ktorého riešenie sme úspešne ukončili práve tento rok. Bol zameraný na overenie možností certifikácie kvality guľatiny pomocou CT skenera.

Za najväčšiu výzvu však považujem ďalší získaný projekt. Je ním UITECH. Jeho cieľom je nasadenie umelej inteligencie pri automatickej detekcii vnútorných znakov dreva z CT snímok. Výzvou je najmä to, že riešenie nie je priamočiare. Na dosiahnutie požadovaných výsledkov sa od projektového tímu očakáva nový pohľad na problematiku, schopnosť prekonať technické i výskumné prekážky a venovať riešeniu značné množstvo času a úsilia.

Technológie a budúcnosť lesníctva

Ktoré technológie alebo výskumné prístupy podľa vás najviac ovplyvnia budúcnosť lesníctva a drevárskeho priemyslu?

Jednou z kľúčových technológií bude mobilné laserové skenovanie lesa. Vďaka nemu bude možné vykonávať digitálne zásahy do porastov, a to najskôr formou simulácií a až následne ich efektívne aplikovanie v teréne. Tento prístup výrazne zefektívni plánovanie a hospodárenie v lesoch.

Veľký význam budú mať aj technológie reagujúce na meniace sa klimatické podmienky, ktoré ovplyvňujú druhové zloženie lesov a prispievajú k výskytu nových škodcov. Výskum v tejto oblasti bude nevyhnutný pre udržateľné lesníctvo.

V drevárskom priemysle bude budúcnosť formovaná automatizáciou a digitalizáciou výrobných procesov. Technológie, ktoré umožnia vznik pracovných miest s vysokou pridanou hodnotou, napríklad využitie umelej inteligencie pri spracovaní dreva alebo nedeštruktívne metódy hodnotenia kvality, budú kľúčové pre konkurencieschopnosť sektora.

Čo by ste poradili mladým ľuďom, ktorí zvažujú kariéru vo vede alebo v technických odboroch?

Mladým ľuďom by som odporučil, aby sa nebáli objavovať, pýtať sa a skúmať veci do hĺbky. Veda a technika sú oblasti, ktoré si vyžadujú trpezlivosť, zvedavosť a ochotu učiť sa celý život. Nie vždy je cesta priamočiara, ale práve v tom spočíva jej krása – v hľadaní riešení, ktoré ešte nikto pred nimi nenašiel.

Z vlastnej skúsenosti viem, že aj zdanlivo obyčajný materiál, ako je drevo, v sebe skrýva obrovský výskumný potenciál. Vďaka moderným technológiám, ako je počítačová tomografia či akustická analýza, dokážeme dnes skúmať jeho vlastnosti bez toho, aby sme ho poškodili. To otvára nové možnosti nielen vede, ale aj priemyslu.

Mladým by som tiež poradil, aby sa nebáli prepájať odbory, napríklad techniku s prírodnými vedami alebo výskum s praktickým využitím. Práve na týchto prienikoch vznikajú najzaujímavejšie inovácie. A napokon by som poradil, nech si nájdu tému, ktorá ich bude baviť. Nadšenie je ten najlepší motor, ktorý ich posunie dopredu.

(LDS)