Na konec tohoto měsíce čeká řada evropských vědců se zvýšeným srdečním tepem. V pondělí 28. ledna totiž Evropská komise s přispěním Evropského parlamentu má zveřejnit výsledky neobvyklého výběrového řízení.
Má jmenovat dva "vlajkové" evropské vědecké projekty (tzv. Flagship Iniciatives), které by měly dostat každý po miliardě eur, tedy 25 miliardách korun. Což je částka odpovídající celému ročnímu rozpočtu České republiky na vědu. Prostředky nepřijdou najednou. Dva vítězné týmy dostanou během prvních dvou a půl roku po 54 milionech eur (cca 1,3 miliardy korun). Pak by měly ročně dostávat po sto milionech eur.
Ke škodě lednových výherců to není zcela jisté. Podmínky financování říkají, že vítězné projekty by měly spolufinancovat i jednotlivé státy, jejich postoj k této otázce by se však dal nyní označit jako zdrženlivý. Například Německo se nechalo slyšet, že podpora projektů se bude rozvíjet podle toho, které budou vybrány.
Výstřel do tmy?
Pokud vše půjde podle plánu, vítězové se ocitnou v zajímavé situaci. Takto velké prostředky jednotlivé vědecké programy nebo projekty dostávají poměrně zřídka. Obvykle se peníze na vědu "drobí" na mnohem menší částky: průměrná výše evropského vědeckého grantu se pohybuje kolem milionu korun. (Číslo je poněkud zavádějící, protože do něj spadají i drobné granty třeba na podporu mobility vědců atp., které jsou obvykle mnohem menší než samotné výzkumné granty.)
V dějinách vědy se najdou i větší projekty, například urychlovač LHC stál ve výsledku přes devět miliard eur, ale rozhodně jde pro většinu vědců o vzácnou příležitost. Možná proto žádný z projektů nešetří ambicemi. Jejich cíle jsou velmi vysoké a některé znějí spíše jako díla vědecko-fantatistické literatury.
Pojďme si je představit v pořadí, ve kterém prošly z prvního kola do "užšího finále". To by mohlo být indikátorem jejich celkového úspěchu.
O projektu Future ICT, který je průběžně na prvním místě pelotonu, časopis NewScientist nedávno napsal, že si ho můžeme představit jako převod počítačové hry SimCity do skutečného světa. SimCity, jak název napovídá, je simulátor jednoho města, které vede hráč coby téměř vševědoucí a vševidoucí starosta (viz článek našich kolegů na BonusWebu).
Jak to ve virtuálních realitách počítačových her bývá, hráč má v reálném čase k dispozici celou řadu informací, které ve skutečném světě úřady, firmy i soukromníci dostávají se zpožděním nebo vůbec. Future ICT by chtěl život posunout blíže hře a poskytnout vládám, firmám i soukromníkům řadů údajů o naší planetě v reálném čase. A pomoci s jejich interpretací.
Propojená a sledovaná planeta, to je vize projektu FutureICT.
V první řadě chce Zemi dát "Planetární nervový systém". Jde o soustavu senzorů, ve které senzory představují cokoli, co poskytuje údaje o socioekonomických, environmentálních nebo technologických systémech. "Senzorem" se tak může stát i váš mobil (doufejme, že jen pokud s tím budete souhlasit), který aktivně zaznamená údaje od vašich návštěv internetu po údaje z GPS či sledování síly mobilního signálu. Stejně dobře to mohou být i sociální sítě či meteorologické stanice.
Cílem projektu, který vznikl po finančním krachu z roku 2008, je především tyto již dnes existující senzory propojit (i ve spolupráci s jinými než evropskými vědci) a vytvořit tak možnost rychlého sběru velkého množství dat o realitě. V podstatě jde o dnes již používaný "data-mining" v digitálních údajích, jen v komplexnější podobě a rychlejší.
Data by měla využívat i další část projektu, takzvaný Planetární simulátor, který by měl umožnit simulace budoucího vývoje na základě sebraných dat. (V tomto ohledu jsou očekávání vedoucích projektu snad až příliš veliká a nerealistická.) Výsledky simulací a poučení z nich by si pak uživatelé měli být schopni vyměňovat a snadno sdílet tak, aby se využila co největší část "perel" skrytých v datech.
Jestli dnes v materiálovém výzkumu existuje nějaký "zázračný materiál", tak je jím grafen. Jde o materiál tvoří (v ideálním případě) jedinou vrstvou uhlíkových atomů, který je ohebný, v tahu asi 200krát pevnější než ocel a lepší vodič tepla i elektřiny než kovy.
Objeven byl teprve roku 1996, ale další "vlajkový" projekt nazvaný jednoduše Graphene chce vytvořit postup pro výrobu elektroniky, třeba tranzistorů z ultratenkého uhlíku, tzv. grafenu. Dosavadní křemíkové součástky se pomalu blíží hranici svých fyzikálních možností. Ten, komu se podaří přijít jako prvnímu s alternativou, bude v záviděníhodném postavení. A grafen některými svými vlastnostmi slibuje neuvěřitelné věci.
Bohužel, přechod není úplně jednoduchý. Výhodou jsou sice fyzikální vlastnosti, i to, že jde o "dvojrozměrný" materiál, se kterým si počítačový průmysl zvyklý na ploché, tištěné spoje a součástky může snadno poradit. V některých ohledech je ale grafen nevhodný a nahradit křemíkové tranzistory může být pro něj problém (naproti tomu využití v displejích je zřejmě na spadnutí).
Grafenový projekt má na své straně ještě i jednu možnou výhodu: látka je tak velkým fyzikálním "hitem", že se jejímu zkoumání evropská pracoviště prostě nemohou vyhnout. Z tohoto hlediska volba tohoto programu něj dává smysl.
"Vlajkové" projekty mají mít společné i to, že mají v sobě spojovat také různé vědecké disciplíny díky obecnějšímu zadání. Dokonale to splňuje projekt Strážných andělů (Guardian Angel Project). Jeho cílem je vytvořit miniaturní, v podstatě neviditelné pomocníky, kteří by měli dohlížet na celou řadu našeho všedního života.
Strážci, o kterých nevíte: v rámci projektu Guardian Angles by měly vzniknout nenápadné senzory, které se obejdou bez baterie a mohou být umístěny kdekoliv.
Zní to triviálně, ale cíl takový rozhodně není. V jeho rámci má vzniknout generace přístrojů, které nebudou potřebovat žádný vlastní zdroj energie. Jejich základní energetické spotřeby by měl pokrýt příjem energie z okolí (tepla, vibrací, světla), takže by mohly fungovat prakticky neomezenou dobu.
Něco takového by znamenalo zcela zásadní změnu současných technologií, ale vyžaduje vývoj nových systémů na přeměnu jednoho typu energie na druhý. Cílem projektu je během deseti let jeho trvání zlepšit účinnost systémů přijímajících energii z okolí zhruba tisícinásobně (z dnešních zhruba 100 miliontin W z cm² na 10 tisícin W z cm²). Tato představa se nebezpečně blíží pevným fyzikálním bariérám v účinnosti konverze energie a v některých případech zní neuvěřitelně až "šíleně".
Pokud se ji podaří naplnit, změnit by se mohlo leccos: rozhodně by levné senzory, které nepotřebují vlastní zdroj energie, mohly změnit třeba zdravotní péči a umožnit rychlejší a přesnější diagnózu. Laikům by mohly pomoci při sledování vlastního zdravotního stavu, hladiny stresu atp. Sloužit by mohly i jako levná síť varovných zařízení pro případ přírodních katastrof. Ale možností je jistě víc: "Dnes si ani nedokážeme představit všechny možné aplikace rozhraní Strážný Anděl. Mohly by dokonce reagovat na změny v citovém rozpoložení lidí," řekl časopisu Nature jeden z vedoucích projektu Adrian Ionescu.
Celkem snadno pochopitelný, ale v praxi komplikovaný cíl si klade Human Brain Project. Cílem je vytvořit dokonale (či téměř dokonale) věrný model fungování lidského mozku v počítači. Něco, co se zatím příliš nedaří, protože počítače nefungují stejně jako lidský mozek.
A teď to všechno dostat do počítače...
Projekt by chtěl dosavadní neúspěch překonat sjednocením snah řady výzkumných týmů z celé Evropy, v první řadě neurologických. V posledních dvou desetiletích se totiž podařilo výrazně rozšířit naše vědomosti o mozku, protože jsme získali metody jak ho sledovat přímo v provozu. Metody jsou to sice hodně nepřesné a nepřímé, ale přece jen jde o výrazný pokrok.
Zkoumání je však podle autorů projektu příliš nesystematické. Jednotlivé výzkumné týmy jedou po svých kolejích, věnují se buď stejné problematice a jinou úplně opomíjejí.
Projekt by měl snahy sjednotit, umožnit sdílení údajů a s pomocí odborníků na počítačové technologie vytvořit nové modely sídla naší osobnosti a inteligence. Nejde přitom "jenom" o vytvoření nového typu výpočetní techniky, ale také o pochopení fyziologie mozku, a tím i lepší poznání jeho funkce, chorob a vad pro medicínské účely.
Pokud nejste opravdu mladí, asi už máte za sebou špatnou zkušenost s moderní medicínou, kdy vám lékaři nedokázali pomoci (a také máte spoustu dobrých zkušeností, ale ty se člověku tak nevryjí do paměti). Mohlo jít třeba o špatnou diagnózu, ale stejně pravděpodobně nevhodnou léčbu, kdy jste dostali lék, který pro vás vůbec není vhodný, třeba kvůli genetickým vlohám nebo interakci s jinými léčivy.
Počítač místo pacienta?
Je to častý problém, v případech některých nemocí dokonce velmi častý. Pacienti s podobnými nebo stejnými nemocemi běžně reagují na léky velmi rozdílně. Například při léčbě rakoviny je běžné, že pacient vyzkouší několik terapií, než se pro něj najde účinná a vhodná. Další uchazeč o miliardu, projekt ITFoM (IT Future of Medicine) by to chtěl změnit.
Autoři návrhu se domnívají, že dnes by bylo možné vyvinout tak podrobný počítačový model každého pacienta, že by mělo být možné simulovat účinky léčiv a vývoj nemoci s vysokou přesností předem. A tím myslí každého pacienta ve zdravotnickém systému vyspělých zemí.
Medicína podle nich dokáže o pacientech zjistit tolik údajů (genetických, metabolických atd.), aby se pacienti dali simulovat stejně přesně jako například letadla před svým prvním startem. Projekt by měl nejen zlepšit výsledky léčby, ale také ekonomiku zdravotnictví. Což je pro rychle stárnoucí Evropu velký problém.
Na demografické a sociální změny chce reagovat i poslední z užšího výběru projektů. Jeho plný název prozrazuje hlavní cíl docela jasně: Robotičtí společníci pro obyvatele (Robot Companions for Citizens čili RoboCom).
Projekt by měl být komplexní snahou o zvládnutí všech problémů, od legislativních a etických po konstrukční, spojených s vytvořením robotů, kteří nám budou oporou ve všech smyslech slova. Od pomoci při práci až po emocionální podporu.
Je libo palačinku?
Předobrazem výsledných strojů nemají být dnešní počítače nebo průmysloví roboti, ale "nejvýkonnější stroje s vlastním vědomím" (slovy autorů), tedy zvířata. V jeho rámci mají vzniknout roboti s měkkým trupem a "měkkým" programem, pochopením pro naše city a emoce a budou na ně schopni reagovat.
Nejen to, stejně jako zvířata by měli být schopni rychle a prakticky reagovat na okolní svět a najít tedy použití i v extrémních a komplexních situacích, které dnes vyžadují lidský mozek a rozhodovací schopnosti. Často zmiňovaným příkladem je havárie ve Fukušimě, kdy uprostřed vyspělého Japonska museli (až na malou výjimku) svůj život v zamořených prostorách nasazovat lidé, protože neexistují stroje, které by se uprostřed trosek dokázali samostatně pohybovat a pracovat. Stejně dobře by měla tato generace strojů sloužit coby společníci a pomocníci pro rostoucí počet stárnoucích lidí žijících samostatně.
Jak by výběr velkých "vlajkových" projektů dopadl, kdyby místo Evropské komise vybírali čtenáři Technetu? Zvítězili by grafenové počítače, simulátor lidského mozku, nová generace "zdravotních karet", která o vás lékaři řekne mnohem víc? Stejně jako ve skutečnosti může dát každý z vás dát hlas dvěma projektům.
Oprava: V článku bylo mylně uvedeno, že oba vítězné projekty dostanou na přípravnou fázi během příštích 30 měsíců po 108 milionech euro. To je však dotace celková, ve skutečnosti dostane každý v vítězů po 54 milionech eur. Za chybu se omlouváme.
