ČVUT - Fakulta elektrotechnická

31. 3. 2018; ihned.cz

Provozovatelé dronů s obavami čekají na evropskou legislativu, která může bezpilotní stroje byrokraticky "uzemnit"

Světové příjmy z prodeje komerčních dronů za loňský rok odhaduje The Statistical Portal téměř na tři miliardy dolarů.

Evropská organizace pro bezpečnost letectví EASA připravuje novou celoevropskou legislativu pro bezpilotní prostředky.

Ta by mohla značným způsobem omezit komerční využívání dronů v Evropě.

Bezpilotní létající prostředky (drony nebo také UAV, Unmanned Aerial Vehicles) se staly významným segmentem trhu i podnikání, kromě toho se jim věnuje stále větší množství lidí, kteří je mají jako hobby. Světové příjmy z prodeje komerčních dronů za loňský rok odhaduje The Statistical Portal téměř na tři miliardy dolarů, v roce 2021 to má být již více než pět miliard.

Zatímco ještě nedávno drony představovaly záležitost výhradně armád technicky nejvyspělejších zemí nebo špičkových vědeckých pracovišť, nyní se uplatňují v celé řadě odvětví od zemědělství a lesnictví přes dopravu a energetiku až po policejní a záchranářské aktivity. Masové rozšíření v blízké budoucnosti předpokládají aplikace v zásilkových službách, jimiž se zabývají společnosti jako Amazon, Google, Walmart a celá řada dalších. Testují se i velké drony pro dopravu osob v městských aglomeracích.

Bezpilotní prostředky představují typický segment toho, čemu se říká Průmysl 4.0 nebo také čtvrtá průmyslová revoluce. Jde o trend spočívající na digitálních technologiích, robotizaci a umělé inteligenci. Pro malý stát bez přírodních zdrojů, zato s dlouhou tradicí pokročilé vědy a techniky představuje perspektivu dalšího rozvoje - a čeští vývojáři dronů dokážou držet krok se světem.

Například Multirobotické pracoviště Fakulty elektrotechnické ČVUT vedené Martinem Saskou získalo mezinárodní věhlas několika vítězstvími na prestižní soutěži robotických dronů MBZIRC v Abú Dhabí, kde drony plnily úkoly zcela nezávisle na dálkovém ovládání. Vyžaduje to řešení nesmírně složitých softwarových i hardwarových problémů a přesto tým z ČVUT za sebou nechal vývojáře z předních světových univerzit.

Na Fakultě elektrotechnické ČVUT byla také otevřena ČVUT Drone Academy Laboratoř bezpilotních prostředků, která se pod vedením Jana Roháče zabývá další velkou výzvou problematiky dronů, kterou je autonomní navigace bez pomoci GPS. Jen tak budou moci tyto stroje bezpečně působit i v uzavřených prostorách, mezi domy, pod korunami stromů a podobně.

Bezpečnější než včely

Paradoxně největším současným problémem dalšího rozvoje segmentu bezpilotních prostředků nejsou technologické problémy, ale obavy veřejnosti živené senzacechtivými médii. I nevýznamným incidentům (často dokonce neprokázaným) je věnována široká publicita, přestože zatím není znám případ usmrcení komerčním dronem (pro srovnání: jen v Evropě včely ročně usmrtí okolo stovky lidí). Evropští a američtí zákonodárci tak pod tlakem veřejnosti vytvářejí legislativu, která komerčním UAV příliš nepřeje. Současná nařízení například zcela zakazují robotické drony i létání mimo dohled operátora stroje, což je základní podmínka uplatnění v doručovatelských službách i mnoha jiných perspektivních aplikacích. I kvůli tomu převzali iniciativu asijští výrobci.

Veřejnost má obavy především z toho, že létání s drony je naprosto živelné, což však není pravda. V České republice je jejich provoz důkladně ošetřen Doplňkem X leteckého předpisu L2. Na konferenci Aktuální vývoj v oblasti legislativy a technického v rozvoje a možnosti využití dronů, kterou v Praze uspořádala Česká vědeckotechnická společnost spojů, Jaroslav Řešátko ze společnosti Telink konstatoval: "Přestože jde o pouhých šest stránek, Doplněk X postihuje celou problematiku a přitom je dostatečně flexibilní, aby umožňoval průběžně reagovat na měnící se podmínky a vývoj dronů."

Doplněk X obsahuje například zákaz létání nad osobami bez jejich písemného souhlasu, nad hustě zastavěnými plochami nebo liniovými stavbami, jiné předpisy se týkají ochrany soukromí atd. Záležitosti týkající se provozu bezpilotních prostředků má u nás na starosti Úřad pro civilní letectví (ÚCL), kde také profesionální operátoři UAV skládají teoretické i praktické zkoušky. V současnosti je v ČR u ÚCL registrováno přibližně 600 pilotů dronů.

Rozvoj versus byrokracie

Podobně koncipovaná legislativa je i v jiných evropských zemích. V současnosti se evropská organizace pro bezpečnost letectví EASA (European Aviation Safety Agency) snaží sjednotit legislativu členských států. Na rozdíl od českého přístupu toto úsilí směřuje k velmi podrobné specifikaci podmínek pro provozování dronů (předpis má přibližně 120 stran) a k jejich rozdělení na hmotnostní kategorie. Bez omezení půjde provozovat pouze stroje s hmotností pod 250 gramů, což nepochybně povede k dramatickému rozvoji této kategorie. Naproti tomu provozování těžších dronů (tedy obvykle právě u strojů pro komerční využití) bude podmiňováno nákladnými technickými specifikacemi a certifikacemi, takže v krajním případě se mohou zvýšit náklady na jejich provozování tak, že zmizí rozdíl mezi ekonomikou využití dronů a pilotovaných letadel. EASA přesto svou aktivitu poněkud paradoxně zdůvodňuje právě perspektivami využití dronů - nutnost těchto omezení dokládá odhady Rady Evropy, podle nichž do roku 2035 drony v Evropě vytvoří dalších více než 100 000 pracovních míst a vyprodukují přes 10 miliard eur zisku. To ovšem nepůjde, pokud předpisy drony "uzemní".

Původně se očekávala platnost jednotné evropské legislativy od roku 2018, vzhledem k zdlouhavosti schvalovacího řízení se však přijetí opakovaně odkládá. Pořád tedy ještě je prostor k diskusi, jestli Evropa obrovský ekonomický potenciál bezpilotních prostředků využije nebo jestli se i v tomto případě ocitne ve vleku Asie.

31. 3. 2018; otechnice.cz

Unikátní mikropinzeta vyvinutá na ČVUT může zvýšit přesnost krevních testů

Technologie vyvinuté týmem vědců z Fakulty Elektrotechnické pražského Českého vysokého učení technického přispějí k mezioborovému projektu Biocentex. Tento projekt umožní manipulovat s mikroobjekty až na úrovni jednotlivých živých buněk.

Skupině akademiků pod vedením Zdeňka Huráka z katedry řídicí techniky FEL ČVUT se podařilo vyvinout techniku, která umožňuje za pomoci elektrického pole ovládnout více mikroskopických objektů současně a zároveň nezávisle. Vytvořili tak unikátní bezkontaktní mikropinzetu, která může pomoci lékařům při hodnocení krevních testů.

Celý projekt je mezioborový a spolupracují na něm, kromě techniků z ČVUT, také analytičtí chemici z Ústavu analytické chemie AV ČR a biochemici z Masarykovy univerzity. Laboratoř na čipu je způsob jak za pomoci minimálního množství biologických nebo chemických vzorků získat co nejvíce údajů. Přístroje, které by byly v budoucnu touto technologií vybaveny by mohly například určovat rakovinu v jejích raných stádiích a to doslova z kapky krve.

Základem mikropinzety je miniaturní elektrické pole složené z elektrod, v němž lze s pomocí dielektroforézy aktivně modulovat silové pole. Lze tak v reálném čase na sklíčku mikroskopu pohybovat jedním nebo více mikroskopickými objekty a okamžitě sledovat jejich zpětnou vazbu.

„Dalším krokem bude nyní eliminace mikroskopu,“ uvádí docent Hurák. „Elektrody na podkladovém sklíčku mohou být průhledné a sklíčko se vzorkem může ležet přímo na čipu kamery. Dostaneme se tak ke skutečné laboratoři na čipu, navíc k jednoduchému jednorázovému řešení vhodnému například pro individuální krevní testy.“

Celý projekt je zatím na úrovni základního výzkumu, avšak jeho užitnost je zřejmá. Do praxe by podle odhadů vývojářů mohl dostat v řádu několika let. „Výhoda je jednoznačná - mnohé nemoci bude moci šetrně léčit ještě dříve, než propuknou.“ Říká vedoucí programu doktor František Foret z Ústavu analytické chemie AV ČR.

30. 3. 2018; e15.cz

Baterkáři v Česku bojují o místo na slunci

V Česku už stojí dva kontejnery s megawattovými bateriemi. Každý za více než 20 milionů korun si pořídily společnosti E.On a Solar Global. Jenže na rozdíl od původních předpokladů je pořád nemohou v síti používat a podnikat s nimi. Chybí jim licence, podle níž by mohly elektřinu ze sítě odebírat a zase ji dodávat zpět. Energetický regulační úřad jim ji nedá, dokud nebude akumulace elektřiny zakotvena v energetickém zákoně. Jenže příprava příslušných paragrafů se na ministerstvu průmyslu a obchodu zasekla.

E.On zprovoznil bateriové uložiště letos v únoru vedle rozvodny v jihočeských Mydlovarech. Solar Global instalaci dokončil už loni na podzim. „Hledáme nyní s provozovatelem distribuční sítě přechodný právní způsob jejího provozu,“ říká ředitel Solar Global Energy Jan Fousek. Pokusy s bateriemi E.On zatím bude baterii s kapacitou 1,75 megawattodin provozovat v testovacím režimu. „Chceme baterii nyní vyzkoušet, jak funguje v síti. Získáme tím i provozní data, která by mohla posloužit pro změnu energetického zákona,“ říká generální ředitel českého E.On Martin Záklasník. Proto E.On akumulátor umístil vedle rozvodny, kde bude moci chování baterie podrobně měřit. Kromě testování bude moci firma baterii použít pro vykrývání části odchylek mezi skutečnou a nasmlouvanou spotřebou elektřiny u svého obchodníka E.On Energie. Ten nebude díky baterii muset část přebytečné energie prodávat a tu chybějící kupovat na krátkodobém trhu s elektřinou. „Do okamžiku změny zákonů je ale předčasné uvažovat o detailech dalších obchodních modelů pro baterii,“ dodává Záklasník.

Další způsoby využití baterie v české síti není do novelizace energetického zákona možné. E.On hovoří třeba o eliminaci nežádoucích přetoků takzvaného jalového výkonu z distribuční do přenosové soustavy. V budoucnu bude distributor za tyto přetoky platit pokuty. „Ekonomicky nejzajímavější je regulace frekvence v přenosové síti, což je jedna ze systémových služeb, které nakupuje její provozovatel ČEPS,“ vysvětluje Michal Jurík, který projekt bateriového uložiště v E.On vede. Zálusk na regulaci sítě Experti tvrdí, že velké baterie jsou vhodné právě pro rychlou stabilizaci elektrické síti a její frekvence. Vzhledem k tomu, že se jejich kapacita dá použít jen v řádu minut, uplatní se při vyhlazování špiček při výrobě nebo odběru. „Budou fungovat třeba patnáct minut, než naběhnou další regulační zdroje. Nebo se ukáže, že za čtvrt hodiny špička sama odezní,“ uvádí Pavel Hrzina z elektrotechnické fakulty ČVUT.

Sami baterkáři se chtějí prosadit na trhu s podpůrnými službami pro provozovatele české přenosové soustavy ČEPS, které jsou nyní doménou klasických elektráren a tepláren. V plánu mají postavit v příštích letech přes 100 megawattů baterií a získat zakázky na regulaci frekvence v síti, kdy jsou schopni reagovat na potřeby soustavy v řádu jednotek sekund. ČEPS za veškeré podpůrné služby platí ročně více než pět miliard korun.

ČEPS do budoucna s bateriemi, které se budou podílet na stabilizaci sítě, počítá. Donutí ho k tomu také připravovaná evropská pravidla. „Baterie je ale limitovaná svou kapacitou a my potřebujeme aktivaci podpůrných služeb kdykoliv, i několikrát za sebou,“ uvádí slabinu baterií člen představenstva ČEPS Svatopluk Vnouček. Nejdříve musí také vláda novelizovat energetický zákon, který pro baterie vytvoří pravidla hry. Pravidla pro teplárny Přípravu pravidel pro akumulaci řeší vládní Národní akční plán pro chytré sítě. Podle něj měly být modely pro technické analýzy pro připojování velkokapacitních baterií hotové už v roce 2016. Licence na akumulaci měla být připravená do konce loňského roku. Jenže pracovní skupina, v níž ministerstvo připravuje opatření pro plnění akčního plánu spolu s distribučními společnostmi, tento harmonogram posunula. Nově má být vše hotovo do konce letošního roku.

Baterie do firem O baterie začínají projevovat zájem také podniky. Na jejich nákup už mohou získat dotace dotace z operačního programu OP PIK. V podnicích mohou baterie takzvaně ořezat špičky v odběru elektřiny ze sítě. Typicky jde například o ranní rozjezd strojů nebo nahřívání technologií. Kvůli tomu musí mít firmy sjednaný s distributorem dostatečně vysoký rezervovaný příkon přípojky, který ale využívají na maximum jen malou část dne. Baterie ve špičce potřebnou elektřinu dodají a firma si může snížit velkost rezervovaného příkonu. Například na pokrytí odběrové špičky ve výši dvou megawattů by měla stačit baterie s výkonem 400 kilowattů. Touto úsporou v platbách distributorovi pokryje část investice do baterie. Další část nákladů na baterii mohou firmy získat z úspory, která pramení z omezení výpadků elektřiny. Baterie jim slouží jako záložní zdroj, který dovolí při výpadku výrobním linkám a zařízením, aby pokračovaly v práci, nebo dokončily určité technologické operace.

„Dnes je problém v tom, že při výpadku se stroje zastaví a před opětovným spuštěním je nutné je často přenastavit do startovacích poloh. Tím vznikají prostoje a zmetkovost. Příkladem může být svařovací robot. Automobilka jich má třeba tři sta. Když se každý zastaví v jiné poloze, trvá start linky mnohem delší dobu, než kdyby všechny roboty dojely do stejné pozice,“ vysvětluje Michal Židek, člen představenstva společnosti ČEZ ESCO. Dalším příkladem jsou papírny. Když se kvůli výpadku zastaví linka a vychladnou papírenské válce, tak po rozběhu výroby je vyšší zmetkovitost. Výpadky nemusí pramenit z toho, že hodinu nejde proud, ale může jít o výkyv v napětí nebo přerušení napájení v řádu zlomků sekundy, které ale dnešní citlivé stroje vyřadí z provozu. Náklady na výpadky jsou tím větší, čím dražší výrobky firma vyrábí, nebo čím časově napjatější výroba je.

29. 3. 2018; technikaatrh.cz

Tým z ČVUT vytvořil unikátní mikropinzetu

Vědci z katedry řídicí techniky Fakulty elektrotechnické ČVUT (FEL) přispěli do mezioborového výzkumného projektu Biocentex technologií, která umožní manipulovat s jednotlivými živými buňkami v tzv. laboratoři na čipu. Na obzoru jsou diagnostické metody, které budou předvídat onemocnění s nepoměrně vyšší přesností.

Češi vyvíjejí „laboratoř na čipu"

Na úkolu vyvinout lepší diagnostické přístroje pracuje mezioborová skupina techniků z ČVUT, analytických chemiků z Ústavu analytické chemie AV ČR a biochemiků Masarykovy univerzity ve výzkumném programu Centra pro vyspělé bioanalytické technologie (Biocentex), který podpořila Grantová agentura ČR. Laboratoř na čipu (Lab on a chip) je způsob, jak pracovat s minimálními objemy chemických nebo biologických vzorků. Pokud by touto technologii disponovaly například diagnostické přístroje určené pro krevní testy, stačil by miniaturní vzorek krve, v němž by přístroj uměl třídit a vyšetřovat jednotlivé krevní buňky. Ohromnou perspektivu má tento přístup například při diagnóze počátečních stádií rakoviny. Technologie pokročilé manipulace s tak malými objekty, jako jsou buňky, je ale zatím v plenkách, nehledě na dosud ne plně probádanou chemii buněčných proteinů.

Bezdotyková pinzeta roztřídí buňky

Tým z katedry řídicí techniky přispěl do projektu Biocentex technologiemi pro bezdotykovou mikromanipulaci. Základem je miniaturní pole složené z elektrod, na němž lze s pomocí dielektroforézy aktivně modulovat silové pole. Ve vzorku, který je umístěn na sklíčku nad elektrodami, lze následně aktivně pohybovat s více mikroskopickými objekty zároveň a nezávisle tak, jak je potřeba. Systém má navíc okamžitou zpětnou vazbu. Jinými slovy, pohneme-li jednou mikročásticí na monitoru počítače, pohne se i částice v testovaném vzorku. Toto kompaktní řešení, které využívá algoritmy z kybernetiky a robotiky, je ve světovém měřítku unikátní. „Dalším krokem bude nyní eliminace mikroskopu," uvádí docent Hurák. „Elektrody na podkladovém sklíčku mohou být průhledné a sklíčko se vzorkem může ležet přímo na čipu kamery. Dostaneme se tak ke skutečné laboratoři na čipu, navíc k jednoduchému jednorázovému řešení vhodnému například pro individuální krevní testy."

Krevní testy budou přesnější

Výzkumný program Biocentex je zatím v úrovni základního výzkumu, ale jeho motivace je zřejmá a praktické aplikace se očekávají ve výhledu několika let. „Pokročilé diagnostické přístroje v budoucnu roztřídí miniaturní vzorek krve na jednotlivé buňky a přesně vyhodnotí všechny patologické procesy," uvádí vedoucí programu doktor František Foret z Ústavu analytické chemie AV ČR. „Výhoda je jednoznačná - mnohé nemoci bude moci šetrně léčit ještě dříve, než propuknou."

28. 3. 2018; ceskavedadosveta.cz

Mikropinzeta českých výzkumníků může zvýšit přesnost krevních testů

Skupina techniků z pražského ČVUT, chemiků z Ústavu analytické chemie Akademie věd ČR a biochemiků brněnské Masarykovy univerzity pracuje na vývoji lepších diagnostických přístrojů. Vědci z katedry řídicí techniky Fakulty elektrotechnické ČVUT přispěli do mezioborového výzkumného projektu Biocentex speciální mikropinzetou, která umožní manipulovat s živými buňkami. V budoucnu tak můžeme očekávat přesnější krevní testy a předvídání nemocí.

Týmu Zdeňka Huráka z katedry řídicí techniky Fakulty elektrotechnické ČVUT se v rámci základního výzkumu programu Centra pro vyspělé bioanalytické technologie (Biocentex), který podpořila Grantová agentura ČR, podařilo zvládnout techniku, jak s pomocí elektrického pole ovládat více mikroskopických objektů současně a nezávisle na sobě.

Vědci vytvořili bezkontaktní mikropinzetu, která může v budoucnu pomoci lékařům s krevními testy. Umožní manipulovat s jednotlivými živými buňkami v takzvané laboratoři na čipu. „Laboratoř na čipu“ je způsob, jak pracovat s minimálními objemy chemických či biologických vzorků.

Stačil by nepatrný vzorek krve

Základem pro bezdotykovou mikromanipulaci pinzetou je miniaturní pole složené z elektrod, na němž lze modulovat silové pole. Ve vzorku, který je umístěn na sklíčku nad elektrodami, jde aktivně pohybovat s více mikroskopickými objekty. Systém má okamžitou zpětnou vazbu - pohne-li se jednou mikročásticí na monitoru počítače, pohne se i částice v testovaném vzorku.

Pokud by touto technologií disponovaly diagnostické přístroje určené pro krevní testy, stačil by jen nepatrný vzorek krve, v němž by přístroj uměl třídit a vyšetřovat jednotlivé krevní buňky.

Tento přístup může mít podle ČVUT perspektivu například při diagnóze počátečních stádií rakoviny. Technologie pokročilé manipulace s tak malými objekty, jako jsou buňky, je ale zatím v počátcích - nehledě na dosud ne zcela probádanou chemii buněčných proteinů.

Zbavit se mikroskopu

„Dalším krokem bude eliminace mikroskopu. Elektrody na podkladovém sklíčku mohou být průhledné a sklíčko se vzorkem může ležet přímo na čipu kamery. Dostaneme se tak ke skutečné laboratoři na čipu, navíc k jednoduchému jednorázovému řešení, které je vhodné kupříkladu pro individuální krevní testy,“ vysvětlil Hurák.

Výzkumný program Biocentex je zatím v úrovni základního výzkumu, jeho motivace je však zřejmá a praktické aplikace se očekávají ve výhledu několika let.

„Pokročilé diagnostické přístroje v budoucnu roztřídí miniaturní vzorek krve na jednotlivé buňky a přesně vyhodnotí všechny patologické procesy,“ prohlásil vedoucí programu František Foret z Ústavu analytické chemie Akademie věd.

„Výhoda je jednoznačná - mnohé nemoci budeme moci šetrně léčit ještě dříve, než propuknou,“ uzavřel.

28. 3. 2018; vedavyzkum.cz

Unikátní mikropinzeta může zvýšit přesnost krevních testů

Týmu Zdeňka Huráka z katedry řídicí techniky FEL ČVUT se v rámci základního výzkumu podařilo zvládnout techniku, jak s pomocí elektrického pole ovládat více mikroskopických objektů současně a nezávisle. Vytvořili tak unikátní bezkontaktní mikropinzetu, která může v budoucnu pomoci lékařům s krevními testy.

Češi vyvíjejí „laboratoř na čipu“

Bezdotyková pinzeta roztřídí buňky

Tým z katedry řídicí techniky přispěl do projektu Biocentex technologiemi pro bezdotykovou mikromanipulaci. Základem je miniaturní pole složené z elektrod, na němž lze s pomocí dielektroforézy aktivně modulovat silové pole. Ve vzorku, který je umístěn na sklíčku nad elektrodami, lze následně aktivně pohybovat s více mikroskopickými objekty zároveň a nezávisle tak, jak je potřeba. Systém má navíc okamžitou zpětnou vazbu. Jinými slovy, pohneme-li jednou mikročásticí na monitoru počítače, pohne se i částice v testovaném vzorku. Toto kompaktní řešení, které využívá algoritmy z kybernetiky a robotiky, je ve světovém měřítku unikátní. „Dalším krokem bude nyní eliminace mikroskopu,“ uvádí Zdeněk Hurák. „Elektrody na podkladovém sklíčku mohou být průhledné a sklíčko se vzorkem může ležet přímo na čipu kamery. Dostaneme se tak ke skutečné laboratoři na čipu, navíc k jednoduchému jednorázovému řešení vhodnému například pro individuální krevní testy.“

Krevní testy budou přesnější

Výzkumný program Biocentex je zatím v úrovni základního výzkumu, ale jeho motivace je zřejmá a praktické aplikace se očekávají ve výhledu několika let. „Pokročilé diagnostické přístroje v budoucnu roztřídí miniaturní vzorek krve na jednotlivé buňky a přesně vyhodnotí všechny patologické procesy,“ uvádí vedoucí programu František Foret z Ústavu analytické chemie AV ČR. „Výhoda je jednoznačná - mnohé nemoci bude moci šetrně léčit ještě dříve, než propuknou.“

27. 3. 2018; insmart.cz

Unikátní mikropinzeta z ČVUT pomůže při odhalování rakoviny už z miniaturního vzorku krve

Laboratoř na čipu (Lab on a chip) je způsob, jak pracovat s minimálními objemy chemických nebo biologických vzorků. Pokud by touto technologii disponovaly například diagnostické přístroje určené pro krevní testy, stačil by miniaturní vzorek krve, v němž by přístroj uměl třídit a vyšetřovat jednotlivé krevní buňky. Ohromnou perspektivu má tento přístup například při diagnóze počátečních stádií rakoviny. Technologie pokročilé manipulace s tak malými objekty, jako jsou buňky, je ale zatím v plenkách, nehledě na dosud ne plně probádanou chemii buněčných proteinů.

Bezdotyková pinzeta roztřídí buňky, pomůže zpřesnit krevní testy

Jinými slovy, pohneme-li jednou mikročásticí na monitoru počítače, pohne se i částice v testovaném vzorku. Toto kompaktní řešení, které využívá algoritmy z kybernetiky a robotiky, je ve světovém měřítku unikátní. „Dalším krokem bude nyní eliminace mikroskopu,“ uvádí docent Hurák. „Elektrody na podkladovém sklíčku mohou být průhledné a sklíčko se vzorkem může ležet přímo na čipu kamery. Dostaneme se tak ke skutečné laboratoři na čipu, navíc k jednoduchému jednorázovému řešení vhodnému například pro individuální krevní testy.“

Výzkumný program Biocentex je zatím v úrovni základního výzkumu, ale jeho motivace je zřejmá a praktické aplikace se očekávají ve výhledu několika let. „Pokročilé diagnostické přístroje v budoucnu roztřídí miniaturní vzorek krve na jednotlivé buňky a přesně vyhodnotí všechny patologické procesy,“ uvádí vedoucí programu doktor František Foret z Ústavu analytické chemie AV ČR. „Výhoda je jednoznačná - mnohé nemoci bude moci šetrně léčit ještě dříve, než propuknou.“

27. 3. 2018; sciencemag.cz

Mikropinzeta z ČVUT může zvýšit přesnost krevních testů

Pohne-li uživatel jednou mikročásticí na monitoru počítače, pohne se i částice v testovaném vzorku.

Češi vyvíjejí "laboratoř na čipu"

Bezdotyková pinzeta roztřídí buňky

Tým z katedry řídicí techniky přispěl do projektu Biocentex technologiemi pro bezdotykovou mikromanipulaci. Základem je miniaturní pole složené z elektrod, na němž lze s pomocí dielektroforézy aktivně modulovat silové pole. Ve vzorku, který je umístěn na sklíčku nad elektrodami, lze následně aktivně pohybovat s více mikroskopickými objekty zároveň a nezávisle tak, jak je potřeba. Systém má navíc okamžitou zpětnou vazbu. Jinými slovy, pohneme-li jednou mikročásticí na monitoru počítače, pohne se i částice v testovaném vzorku. Toto kompaktní řešení, které využívá algoritmy z kybernetiky a robotiky, je ve světovém měřítku unikátní. "Dalším krokem bude nyní eliminace mikroskopu," uvádí docent Hurák. "Elektrody na podkladovém sklíčku mohou být průhledné a sklíčko se vzorkem může ležet přímo na čipu kamery. Dostaneme se tak ke skutečné laboratoři na čipu, navíc k jednoduchému jednorázovému řešení vhodnému například pro individuální krevní testy."

Krevní testy budou přesnější

Výzkumný program Biocentex je zatím v úrovni základního výzkumu, ale jeho motivace je zřejmá a praktické aplikace se očekávají ve výhledu několika let. "Pokročilé diagnostické přístroje v budoucnu roztřídí miniaturní vzorek krve na jednotlivé buňky a přesně vyhodnotí všechny patologické procesy," uvádí vedoucí programu doktor František Foret z Ústavu analytické chemie AV ČR. "Výhoda je jednoznačná - mnohé nemoci bude moci šetrně léčit ještě dříve, než propuknou."

tisková zpráva katedry řídicí techniky Fakulty elektrotechnické ČVUT

27. 3. 2018; technickytydenik.cz

Tým z ČVUT vytvořil unikátní mikropinzetu. Může zvýšit přesnost krevních testů

Češi vyvíjejí „laboratoř na čipu"

Bezdotyková pinzeta roztřídí buňky

Krevní testy budou přesnější

27. 3. 2018; technet.cz

Než se smrtelná nemoc prosadí, čeští vědci ji chtějí chytit mikropinzetou

Jednou by to mohl být způsob, jak diagnostikovat smrtelnou nemoc ve chvíli, kdy ještě tělo pacienta neohrožuje. Tým českých inženýrů a chemiků s pomocí elektrického pole dokáže ovládat jednotlivé buňky.

Týmu docenta Zdeňka Huráka z katedry řídicí techniky FEL ČVUT se v rámci základního výzkumu podařilo zvládnout techniku, jak s pomocí elektrického pole ovládat více mikroskopických objektů současně a nezávisle. Vytvořili tak unikátní bezkontaktní mikropinzetu, která může v budoucnu pomoci lékařům s krevními testy. Na propojení techniky s biochemií a medicínou pracuje širší mezioborová skupina vědců ve výzkumném projektu Biocentex , který podpořila Grantová agentura ČR.

Jak vytvořit laboratoř na čipu

V oblasti analytické chemie a biochemie se již delší dobu hovoří o takzvané laboratoři na čipu (Lab on a chip). Jde o způsob, jak mnohonásobně zmenšit objem testovaného vzorku a získat při tom maximum informací. Testy budoucnosti by místo ve zkumavkách mohly probíhat v pouhé kapce vzorku umístěné přímo na procesoru přístroje. To má samozřejmě největší význam ve zdravotnictví a při diagnóze nemocí.

Pokud by takový přístroj například dokázal roztřídit a vyšetřit jednotlivé buňky v miniaturním vzorku krve, znamenalo by to v medicíně velký průlom. Podle odborníků právě sem směřuje vývoj - zatím však jde o úkol pro pohádkovou Popelku. Technologie automatického třídění tak malých objektů, jako jsou buňky, má zatím značná omezení. Další výzvu pak představuje dosud ne plně probádaná chemie buněčných proteinů.

Jedna z verzí unikátní bezdotykové mikropinzety z FEL ČVUT. Soutěže miniaturních "robotů"

V praxi má každá z dosud vyvinutých metod mikromanipulace svoje úskalí. Běžnou mikropinzetou můžete v laboratoři přesouvat jednotlivé buňky, ale vždy po jednom kusu a poměrně nemotorně. Existují také laserové pinzety. Ty mají výhodu, že jsou bezkontaktní, ale zase vytvářejí teplo, které může škodit, pokud pohybujeme živými buňkami. A pohybovat větším množstvím objektů najednou opět s pomocí laseru není možné.

Jak tedy efektivně a bezdotykově pohybovat věcmi, které jsou jen 10-20 mikrometrů velké? Technici z FEL ČVUT na tomto úkolu pracují už několik let. Technologie zde představuje takovou výzvu, že se na světových konferencích dokonce pravidelně pořádá soutěž výzkumných týmů, které se snaží se svými originálními přístroji pohybovat mikrokuličkou (takzvaným robotem) a dovést ji ve stanoveném čase k cíli. Tým z katedry řídicí techniky přistoupil k tomuto úkolu jinak. "V několikaleté historii této soutěže jsme byli jediný tým, který pro manipulaci používal elektrické pole," říká Jiří Zemánek , který se na výzkumu významně podílí.

Unikátní mikropinzetu z ČVUT tvoří miniaturní šachovnice složená z elektromagnetů (magnetoforéza) nebo elektrod (dielektroforéza), na níž lze aktivně modulovat silové pole tak, aby se objekty pohybovaly po ploše kýženým směrem. Je to úkol, který využívá algoritmy z kybernetiky a robotiky, a aplikuje je na pohyb mikročástic ve fyzikálním kontextu silového pole. Jak magnetická, tak elektrická manipulace využívá v podstatě analogické výpočty, ale jako slibnější se jeví právě dielekroforéza, protože nevyžaduje, aby byly objekty zmagnetizované. (Pokud by totiž šlo o živé buňky, musely by se do nich vkládat nějaké magnetické částice.) Inteligentní regulací napětí v elektrodách se mění silové pole a mikroskopický objekt se začne pohybovat tak, jak je třeba. Navíc může být takových objektů více zároveň. Kompaktní řešení pro medicínu

Řešení z FEL ČVUT vědci nejprve testovali na větší, několikacentimetrové ploše cívek s velkými kuličkami, a pak toto pole postupně zmenšovali. "Když pracujete s běžnou mechanickou mikropinzetou, je paradoxní, že čím menší jsou objekty, tím větší potřebujete aparaturu - například masivní robotickou ruku s dobře ukotvenou základnou. Naše bezkontaktní řešení je ale opravdu minimalistické," říká jeden z výzkumníků docent Zdeněk Hurák.

Na jednu ze soutěží výzkumných týmů dorazili prakticky jen s notebookem a malým sklíčkem. Celou úlohu se jim podařilo odehrát na několikamilimetrovém čtverečku, který lze sledovat pod mikroskopem. V kapce roztoku bylo možné pohybovat několika mikroroboty zároveň a nezávisle na sobě, což je v tomto oboru úctyhodný výkon.

Navíc systém umožňuje okamžitou zpětnou vazbu - jinými slovy, když na obrazovce myší hýbnete jednou či více mikrokuličkami, pohne se i v reálné scéně. Za demonstraci této techniky proto dostali čeští vědci na Světovém kongresu IFAC 2017 ve francouzském Toulouse zvláštní ocenění. "Dalším krokem bude nyní eliminace mikroskopu," pokračuje docent Hurák. "Elektrody na podkladovém sklíčku mohou být průhledné a sklíčko se vzorkem může ležet přímo na čipu kamery. Dostaneme se tak ke skutečné laboratoři na čipu, navíc k jednoduchému jednorázovému řešení vhodnému například pro individuální krevní testy, kdy se takto může pracovat s jednotlivými živými buňkami."

Jedna z verzí unikátní bezdotykové mikropinzety z FEL ČVUT. Krevní testy budou méně krvavé

V tomto momentě však musí přijít ke slovu analytická chemie a biochemie. Cíl vyvinout lepší diagnostické přístroje spojuje techniky ČVUT, analytické chemiky z Ústavu analytické chemie AV ČR a biochemiky Masarykovy univerzity ve výzkumném programu Centra pro vyspělé bioanalytické technologie (Biocentex). Konkrétním výsledkem může být právě zpřesnění krevních testů.

"Současný trend ukazuje, že v budoucnu bude lékařům při odběru stačit mnohem menší objem krve. Pokročilé diagnostické přístroje roztřídí vzorek na jednotlivé buňky a přesně vyhodnotí všechny patologické procesy," říká vedoucí programu Biocentex Dr. František Foret. "Výhoda je jednoznačná - mnohé nemoci bude moci šetrně léčit ještě dříve, než propuknou."

Příznaky nemocí lze totiž pozorovat už na úrovni buněčných proteinů, které jsou na povrchu buněk a charakterizují určité patologické procesy - takové buňky se ale v krevním vzorku mohou vyskytovat pouze ojediněle. A jak jsme uvedli výše, najít a oddělit "jehlu v kupce sena" se současnými technologiemi prostě není snadné, zčásti kvůli omezenému poznání v oblasti analytické chemie, zčásti právě z mechanických důvodů. Díky spolupráci vědců je však nyní koncept takového diagnostického přístroje na obzoru. Jeden z postupů spočívá v tom, že se buňky převedou do olejového roztoku a obalí se miniaturní kapičkou vody. Mikropinzeta z ČVUT pak umožní kapičky s pomocí elektrického pole roztřídit a připravit tak jednotlivé buňky k analýze. Angelina Jolie by nemusela přijít o prsa

Motivace pro vývoj takových diagnostických přístrojů jsou velké. Typickým příkladem může být diagnostika rakoviny. Současné metody již běžně umožňují analýzu DNA, která se používá například při rakovině prsu. Genetické informace v DNA však odhalí jen pravděpodobnost, že se u dané osoby někdy v životě nemoc rozvine. Může k tomu dojít hned, může to být až ve vysokém věku. Na dané ženě pak náleží rozhodnutí, jak s touto prognózou naloží. Může to "risknout" s tím, že v případě propuknutí nemoci podstoupí poměrně drastickou chemoterapii, nebo se může rozhodnout pro preventivní mastektomii, podobně jako to nedávno udělala herečka Angelina Jolie.

Budoucí generace žen se však takovým zásahům může vyhnout. Pokud bude možné testovat krevní vzorek na úrovni proteinů v jednotlivých buňkách, analýza DNA bude sloužit skutečně jen pro odhad rizika. Při pravidelné a nijak náročné kontrole (odebrání několika mililitrů krve) pak diagnostický přístroj včas odhalí, zda se nemoc rozvíjí či ne. Léčba v takto počátečním stadiu, na úrovni ojedinělých buněk, bude samozřejmě mnohem šetrnější a s mnohem vyšší šancí na uzdravení.

Podle odborníků k nástupu nové generace přístrojů, které využívají laboratoř na čipu, ještě zbývá několik let, a stále je potřeba dokončit základní výzkum jak v oblasti technologií, tak v biochemii a analytické chemii. "Mezioborová spolupráce má svá specifika a je vždy zajímavé, jak dlouho trvá, než vědci z různých oborů začnou takříkajíc mluvit stejným jazykem. Zatím to ale vypadá, že se nám to v projektu Biocentex daří," uzavírá vedoucí programu Dr. František Foret.

Poznámka: Jeden z autorů článku, Ivan Sobička, působí mimo jiné jako mediální zástupce Katedry řídící techniky FEL ČVUT.

27. 3. 2018; parlamentnilisty.cz

ČVUT: Unikátní mikropinzeta může zvýšit přesnost krevních testů

Na úkolu vyvinout lepší diagnostické přístroje pracuje mezioborová skupina techniků z ČVUT, analytických chemiků z Ústavu analytické chemie AV ČR a biochemiků Masarykovy univerzity ve výzkumném programu Centra pro vyspělé bioanalytické technologie (Biocentex - více ZDE), který podpořila Grantová agentura ČR. Laboratoř na čipu (Lab on a chip) je způsob, jak pracovat s minimálními objemy chemických nebo biologických vzorků. Pokud by touto technologii disponovaly například diagnostické přístroje určené pro krevní testy, stačil by miniaturní vzorek krve, v němž by přístroj uměl třídit a vyšetřovat jednotlivé krevní buňky. Ohromnou perspektivu má tento přístup například při diagnóze počátečních stádií rakoviny. Technologie pokročilé manipulace s tak malými objekty, jako jsou buňky, je ale zatím v plenkách, nehledě na dosud ne plně probádanou chemii buněčných proteinů.

Bezdotyková pinzeta roztřídí buňky

Tým z katedry řídicí techniky přispěl do projektu Biocentex technologiemi pro bezdotykovou mikromanipulaci. Základem je miniaturní pole složené z elektrod, na němž lze s pomocí dielektroforézy aktivně modulovat silové pole. Ve vzorku, který je umístěn na sklíčku nad elektrodami, lze následně aktivně pohybovat s více mikroskopickými objekty zároveň a nezávisle tak, jak je potřeba. Systém má navíc okamžitou zpětnou vazbu. Jinými slovy, pohneme-li jednou mikročásticí na monitoru počítače, pohne se i částice v testovaném vzorku. Toto kompaktní řešení, které využívá algoritmy z kybernetiky a robotiky, je ve světovém měřítku unikátní. „Dalším krokem bude nyní eliminace mikroskopu,“ uvádí docent Hurák. „Elektrody na podkladovém sklíčku mohou být průhledné a sklíčko se vzorkem může ležet přímo na čipu kamery. Dostaneme se tak ke skutečné laboratoři na čipu, navíc k jednoduchému jednorázovému řešení vhodnému například pro individuální krevní testy.“

Krevní testy budou přesnější

Výzkumný program Biocentex je zatím v úrovni základního výzkumu, ale jeho motivace je zřejmá a praktické aplikace se očekávají ve výhledu několika let. „Pokročilé diagnostické přístroje v budoucnu roztřídí miniaturní vzorek krve na jednotlivé buňky a přesně vyhodnotí všechny patologické procesy,“ uvádí vedoucí programu doktor František Foret z Ústavu analytické chemie AV ČR. „Výhoda je jednoznačná - mnohé nemoci bude moci šetrně léčit ještě dříve, než propuknou.“

Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 kateder umístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlově náměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky, telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí mezi prvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30 % výzkumných výsledků celého ČVUT a má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Od roku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako doklad prvotřídního vzdělání. Více informací najdete ZDE.

26. 3. 2018; Hospodářské noviny

Samořiditelnému autu bych dnes nechtěl stát v cestě, říká americký expert z ČVUT

Patří mezi přední odborníky na počítačové vidění. Pro americké ministerstvo obrany pracoval na systému, který dnes používají také samořiditelná auta k rozpoznávání okolí. Nyní působí James Pritts na pražském ČVUT. Podle něj nehoda autonomního vozu Uberu, při které v Arizoně minulý týden zemřela chodkyně, jen ukazuje, že v této oblasti není kam spěchat.

- Z toho, co dnes víme, co se podle vás před týdnem přihodilo při srážce chodkyně samořiditelným autem Uberu?

Po zhlédnutí videa se nabízí závěr, že by člověk nedokázal této nehodě zabránit, protože byla tma a chodkyně nečekaně vstoupila do vozovky. Pokud by však systém fungoval tak efektivně, jak si myslím, že by měl, auto by díky svým senzorům a softwaru rozeznalo, že je tam chodkyně a zachránilo by jí život. Je to počítač, takže umí reagovat dost rychle. Samořiditelné vozy mají za jeden z cílů zvýšit bezpečnost a udělat něco, na co by člověk nestihl zareagovat. V tomhle smyslu systém selhal.

- Takže auto Uberu má takové senzory, které by mohly podobnému neštěstí zabránit?

Má laserový senzor - takzvaný Lidar, videosenzory, radar i ultrazvukový snímač. Není to jisté, ale jsem přesvědčený, že senzory chodkyni s kolem viděly dlouho před tím, než vůbec začala přecházet silnici. Přijmout signál a pochopit jeho význam jsou dvě odlišné věci. V USA jsem pracoval na vývoji Lidaru, takže rozumím tomu, jak funguje. To je to legrační zařízení, které se otáčí na střeše vozu a vysílá do svého okolí laser. Má 360stupňové zorné pole, což je mnohem větší šíře než lidské. Získá strukturu okolního prostředí a vytvoří dynamickou mapu svého okolí. Je to velmi drahé zařízení, což je zřejmě ten důvod, proč ho do svých sériově vyráběných vozů nezahrnula Tesla.

- Když jste Lidar spoluvytvářel, máte tedy za to, že vůz signál o chodkyni přijal?

Ano, když opomenu všechny ostatní senzory, domnívám se, že musel pomocí laseru dostat signál o pohybující se chodkyni. Všechny tyhle informace putují do algoritmu počítačového vidění, který pak musí zjistit, co ten signál znamená. A to je velmi pravděpodobně fáze, kde došlo k selhání. Laser zřejmě vytvořil shluk bodů, který vypadal jako chodkyně s kolem, ale systém chodkyni mylně detekoval, nebo ji nezaznamenal vůbec. Chybná detekce je něco, čemu je potřeba se v budoucnosti vyhnout, mohlo by to způsobit další tragédie. Tady se podle mě stala chyba.

- V čem se tato srážka lišila od první známé smrtelné nehody auta jedoucího v autonomním režimu, kdy před dvěma lety řidič zemřel po nárazu do kamionu?

Řidič Tesly před nehodou pravděpodobně vůbec nedával pozor, sledoval film, v troskách vozu se dokonce našel tablet. Slepě věřil autu, což bylo mimochodem bláhové. Jeho Tesla tehdy udělala velmi základní chybu v detekci, velmi podobnou té chybě při nehodě Uberu. Jenže takovou chybu by žádný pozorný řidič neudělal. Kamion byl poměrně vysoko nad silnicí a byl celý bílý. Tesla měla první verzi softwaru, což je úplně jiný systém, než mají současné vozy. Systém tehdy náklaďák vyhodnotil jako billboard nad silnicí. Zároveň nepoznal, že se pod něj auto nevejde, tedy že mu návěs utrhne střechu.

- Jak k tomu dvojímu selhání senzorů došlo?

Vysvětlovalo se to tím, že kamion byl celý bílý a že na pozadí bylo úplně jasné nebe a bylo to vlastně jako podívat se do slunce. Ale v tu chvíli tu jsou další senzory, radar nebo Lidar, aby se s tím vyrovnaly. Jenže ty Tesla neměla. V té době funkce Autopilota spoléhala do značné míry na kamery. To považuji za skutečně děsivé. Taková zařízení nejsou dostatečně spolehlivá na to, aby řídila auto. Dá se jim věřit natolik, že mohou řidiči pomáhat. Od Tesly bylo nezodpovědné říkat tomu Autopilot, protože ten systém ještě nebyl tak sofistikovaný. Bylo to marketingové selhání, lidé na to skočili, nezodpovědní řidiči třeba za jízdy přelezli na zadní sedadla a podobně. V tuto chvíli už je technologie jinde, dva roky jsou ve vývoji samořiditelných vozů věčnost.

- Jak vidíte budoucnost samořiditelných aut?

Myslím, že mnoho z těchto problémů budeme schopni vyřešit, i když ne tak brzy, jak se nám lidé z marketingu snaží podsunout. Podle mě jsou jejich odhady příliš ambiciózní. Řekl bych, že plně samostatná auta, do kterých jen naskočíte a ony vás někam odvezou, by mohla v USA, kde jsou volnější zákony, jezdit nejdříve za deset let. Ještě je hodně co zlepšovat. Vozy mohou udělat katastrofální chyby, které by člověk nikdy neudělal. Ale věřím, že podobným nehodám, jako se stala minulý týden, budou moci auta v budoucnu zabránit. Zvlášť s Lidarem. Ale pokud bych dnes viděl samořiditelné auto, snažil bych se mu nestát v cestě.

- Myslíte si, že bude mít nehoda dopad jen na Uber, nebo na celé odvětví autonomních vozů?

Měla by v lidech vyvolat zdravou skepsi. Každý, kdo trochu rozumí technice, vidí, že Uber má v tomhle zjevně problém. Tohle je situace, kterou auto rozhodně mělo vidět. Myslím si, že je velmi nebezpečné například to, že Kalifornie teď nově umožňuje jízdu autonomních vozidel i bez toho, aby kdokoli seděl uvnitř, a vůz pouze kontroluje na dálku operátor. To přišlo, myslím, příliš brzy.

- Máte za sebou působivý životopis. Co vás přivedlo do Česka?

Když jsem pracoval v BAE Systems, řešili jsme problémy spojené s počítačovým viděním. Takže jsem často četl různé články k tomuto tématu. Sledoval jsem velké hráče na tomto poli, a tak jsem se dostal k řadě článků z ČVUT. Výzkum, který dělali, byl velmi blízký problémům, které jsem potřeboval vyřešit, takže jsem některé postupy využil ve své práci a zjistil jsem, že jsou chytré a zároveň elegantně jednoduché. Začal jsem se o tyhle chlapíky zajímat, a když jsem skončil práci na předchozích projektech, řekl jsem si, že by bylo zajímavé podívat se do Evropy. Nikdy jsem tu nebyl, a navíc na ČVUT pro mě měli místo.

---

Věřím, že podobným nehodám, jako se stala minulý týden, budou moci auta v budoucnu zabránit.

PRVNÍ SMRT CHODCE Arizonská policie zveřejnila minulý týden po smrtelné srážce chodce samořiditelným autem ve městě Tempe video z okamžiku těsně před nehodou (snímek vlevo). Ukazuje, že devětačtyřicetiletá chodkyně s kolem se na silnici objevila nečekaně a kontrolní řidička Uberu v ten moment nedávala pozor. Podle policie vůz (upravené Volvo XC90) nezpomalil ani se nesnažil předejít smrtelné nehodě. Přestože na videu to vypadá, že jí nešlo zabránit, experti upozorňují, že záznam z kamery plně neodpovídá tomu, co by mohl vidět pozorný řidič. Podle nich zjevně selhaly také senzory, které měly ženu zachytit už dříve, než vstoupila na silnici. Uber pozastavil svůj program testování autonomních vozů na veřejných silnicích v Tempe, Pittsburghu, San Francisku i Torontu. Svá testovací auta stáhla také Toyota.

Foto: James Pritts (40) Posledních sedm let působí v Centru strojového vnímání na pražském ČVUT, zaměřuje se na počítačové vidění a strojové učení. Tím se dříve zabýval ve firmách v USA. Pět let pracoval jako vedoucí softwarový inženýr ve třetí největší zbrojní firmě světa BAE Systems, podílel se na výzkumu pro americké ministerstvo obrany. V NASA vyvíjel software na rozpoznávání gest pro dálkové ovládání robotického ramene na ISS. Vystudoval matematiku na University of North Texas a informatiku na ČVUT.

24. 3. 2018; blesk.cz

"Rodiče, kupte holčičkám robota!" Odbornice řeší, jak dostat mezi ajťáky víc žen

Holky, pojďte se naučit „kódit!“ Takto láká studentka informatiky Barbora další dívky, aby si zkusily studovat a pracovat v IT. Přestože dnes jde o flexibilní, kreativní a dobře placenou práci, láká především muže. Důvodem je dlouhodobé podvědomé směřování dívek do netechnických oborů. Podle expertů za to mohou rodiče i učitelé na základních školách. Ve studiu Blesku byla hostem Dita Přikrylová z organizace Czechitas, která ženy a dívky v IT vzdělává.

Barbora Suchanová studuje informatiku na pražské univerzitě ČVUT a je šikovnější než řada jejich mužských kolegů. Je totiž součástí tříčlenného týmu studentů, kteří vymysleli unikátní glukometr o velikosti platební karty a propojili ho s mobilním telefonem. Tento počin, který propojuje elektroniku a programování, už jim dokonce zajistil vítězství v prestižní mezinárodní soutěži Imagine Cup pořádané společností Microsoft. A také ocenění českého ministerstva zdravotnictví.

Potřebnou aplikaci pro mobilní telefon, která načítá a vyhodnocuje data z miniaturního glukometru, naprogramovala právě Barbora. A na vývoji softwaru se věnuje i v rámci svého studia. V rozhovoru pro Blesk Zprávy řekla, že by studium informatiky doporučila i dalším dívkám.

„Není to tak složité, jak to na první pohled vypadá. A přestože jsem se občas setkala trochu s nedůvěrou, hlavně u učitelů, nebylo to nic dramatického,“ řekla Barbora s tím, že mnohem častější bylo, že jí spolužáci pomáhali, když něčemu nerozuměla.

Nová generace ajťaček

Barbora patří mezi rostoucí počet dívek, které se rozhodly vyzkoušet kariéru v IT. Třeba brněnská fakulta informatiky na Masarykově univerzity loni zaznamenala 17 procent přihlášek od žen. To je trojnásobek oproti počtu před 10 lety. Je to nový trend, protože v Česku dnes pracuje v oblasti IT jen minimum žen a vůbec nejméně v Evropě. A to přesto, že platy v tomto oboru jsou už na juniorních pozicích vyšší, než tuzemské průměrné mzdy.

„Panují tady stereotypy spojené s prací ajťáka, se kterou se ženy neztotožňují. Je to dáno i výchovou a kantory, kteří jsou na středních školách a podvědomě směřují ženy do jiných pozic než technických,“ pro Blesk Zprávy Dita Přikrylová z organizace Czechitas, která ženy a dívky v IT vzdělává. „Musíme sklidit novou generaci, která teprve přichází do škol. Tedy děti, které s technologiemi vyrůstají, hrají si s počítači, tablety nebo telefony,“ dodala.

Programování s hračkami

Přikrylová věří, že během 10 let stoupne počet žen v IT o pět procent. A čím více takových žen bude, tím více to bude lákat nové zájemkyně. „Dnes stačí dát dětem možnost si technologickými hračkami hrát. Bez ohledu na to, jestli je to kluk nebo holka, je dobré pořídit domů třeba lego robota. Ukazuje se, že programování je nejlepší učit prostřednictvím programovatelných hraček, kterých je na trhu spousta,“ vysvětluje Přikrylová s tím, že děti se při hraní automaticky učí základy algoritmizace.

„U holčiček je důležité nebránit jim a třeba je i povzbuzovat,“ říká Přikrylová s tím, že nejvíce u nich zájem o technologie opadá mezi 12. a 13. rokem. „Rodiče je mohou vzít třeba na veletrh vědy. Nebo poslat na kurz, letní školy a příměstské tábory, které si mohou kluci i holky vyzkoušet, jestli by je IT mohlo v budoucnu bavit,“ dodává v rozhovoru.

22. 3. 2018; Instinkt

Robot šatnářka? Možná...

Kybernetik Michal Pěchouček

Blíží se revoluce, která může současný svět obrátit naruby. Ač je s námi umělá inteligence už stovky let, začíná člověka silněji vytlačovat z pracovních pozic. Proč? Ona je rychlejší, přesnější a čím dál levnější. Uznávaný profesor a kybernetik Michal Pěchouček z ČVUT varuje, že časem může o práci přijít polovina světové populace. Co s tím? "Stát musí být na změny připraven," říká jednoznačně. byznysy, vynálezy, obchodní modely…

- Začneme z nástupu umělé inteligence hloupnout?

Ne. Numeriku, datovou analýzu, statistiku či predikci už v běžném životě potřebovat nebudeme. Na druhou stranu se od člověka bude vyžadovat, aby byl kreativnější, schopen kritického myšlení, měnit stávající stav, vymýšlet nové

- Bude toho ale schopna celá populace?

Myslím, že ano. Stejně jako dnes, kdy většina lidí umí počítat. Umělá inteligence nás nezpohodlní, stále budeme muset uvažovat. Jen nad jinými věcmi. Budeme také muset více pracovat s lidmi a rozumět jim.

- Co budou dělat lidé, kteří se dosud věnovali spíše manuální práci, jež už nebude potřeba?

Od nástupu umělé inteligence do pracovního trhu si slibuji, že s ním zatřese a uspořádá ho úplně jinak. Jsem optimista. Věřím tomu, že pokud se lidstvo přizpůsobí a tuto revoluci zvládne, vytvoří pracovní místa, která budou lidem lépe pasovat na tělo. Pevně věřím, že nová práce bude mnohým lidem lépe vyhovovat, bude je bavit a přinášet jim větší uspokojení.

- Jak se rozdělí pracovní trh?

Roboti a umělá inteligence nahradí datovou, manuální, výpočetní práci. Práci s lidmi a kreativní pozice pak bude zastávat člověk. Hluboce totiž věřím, že umělá inteligence je velmi daleko tomu, aby v těchto ohledech dokázala člověka nahradit. Domnívám se, že jak bude populace stárnout, zvyšovat se průměrný věk dožití a zlepšovat medicína, bude potřeba stále více osob, které se o tyto lidi postarají - sociální služby, sociální práce, ale i pohostinství, turistika, výuka, vzdělávání, včetně třetího věku.

- Nebojíte se sám o jednu ze svých profesí? Děti se ve školách často už dnes vzdělávají pomocí počítačových aplikací…

To je komplikovaná otázka. Profesorské povolání se bude hodně měnit a také bude mizet. Tato změna však bude souviset s celkovým tlakem na změnu vzdělávacího systému. Stávající výuka, kdy učitel vyžaduje data, informace a fakta, bude čím dál víc zbytnější. Děti v našem vzdělávacím systému bohužel nejsou trénovány k tomu, aby nalezená data dokázaly analyzovat a uměly o nich kriticky uvažovat, debatovat, zpochybňovat je. Takovéto uvažování zvyšuje jednak kreativitu, na druhou stranu také svobodu a nezávislost. Tam, kde lidé informace jen přejímají, se daří manipulaci. Bohužel český vzdělávací systém manipulaci spíše nahrává.

- Co se změní?

Učitelé a profesoři se začnou transformovat do role koučů a průvodců. Budou provádět studenty v rámci jejich individuálních vzdělávacích iniciativ, pomáhat jim v kritickém myšlení a učit je pracovat se zdroji. Budou s nimi dělat experimenty, vytvářet věci, zkoumat… Už nebudou frontálním způsobem předávat objemná fakta. Učitelé budou muset lidi inspirovat a zapalovat. Takových učitelů bude potřeba čím dál tím víc. Učitelů, kteří jen předávají data, potřeba v budoucnosti nebude. Úplně stejně nebudou potřeba manažeři, kteří umějí jen rozdávat práci a kontrolovat termíny. To zvládne AI lépe. Budou ale nezbytní lídři a inspirátoři, kteří budou rozumět budoucnosti a povedou k ní své zaměstnance.

- Odhady říkají, že kvůli robotům a umělé inteligenci do dvaceti let zmizejí dvě miliardy pracovních míst, což je polovina veškeré práce na planetě. Stihne se na to lidstvo připravit?

Nebude to jednoduché. Změna přijde hodně rychle. V nějakém okamžiku se prostě utrhne a přijde to. Ve Spojených státech například identifikovali, že výrazně větší potenciál pro nahrazení lidské práce už není ve výrobě a manuálních oborech, kde roboti nastoupili již dříve, ale v kancelářské práci.

- Proč zrovna tam?

Na světě je ohromná masa lidí, kteří de facto posouvají papír na papír, kopírují soubory, vyřizují e-maily… To je práce, jež bude mizet hrozně rychle. Roboti na manuální práci jsou v dnešní době desetkrát levnější než před deseti lety. U duševní práce bude nástup ještě jednodušší - nebude potřeba větší množství robotů, jedním programem se nahradí mnohem větší množství osob. Stačí vyvinout aplikaci nebo službu. To bude stát velkou investici, ale až budou hotové, peníze ušetří. Mnohé kancelářské profese jsou dobře placené.

- Napadají vás vedle bankovnictví, administrativy, diagnostiky v medicíně a sekretariátů i další ohrožené segmenty?

Řidiči, manipulátoři, technici… Nejohroženějším povoláním je ale podle mě politik, jenž nebude chtít porozumět změnám, které přijdou. Lidé změny pochopí brzy, přijdou noví prvovoliči, kteří umělé inteligenci budou rozumět více než současní politici. Voliči od nich budou mít velké očekávání, budou požadovat, aby země participovala na technologické vlně. Když se v ní začnou topit, tak je smetou.

- Kde je naopak budoucnost? Máte tři dcery, kam byste je směroval?

Budoucnost je v odpovědnosti. Dnes už se nedá spolehnout, že nějaké povolání bude mít perspektivu i za dvacet let. Výraznější roli budou hrát schopnosti se učit v libovolném věku a adaptovat se. Chtěl bych, aby se mé dcery něco do hloubky naučily a byly poté schopny své odvětví měnit. Aby nebyly mezi těmi, které trpí změnami, ale aby samy svět měnily. Když bude společnost nastavena vůči technologickým změnám pozitivně, bude moct využít spousty nových příležitostí, jež změny přinesou. Samozřejmě ale bude mnoho zemí, regionů, společenských skupin a komunit, které budou technologickou změnou zavaleny a bude pro ně obtížné se přeorientovat tak, aby mohly mít také ze změn výhody.

- Bude se umělá inteligence a robotizace implikovat spíše do povolání, kde selhává člověk, nebo kde to bude finančně výhodnější?

Rozhodně tam, kde to bude výhodnější. Umělá inteligence neefektivitu časem vyhladí. Příkladem může být doprava, kde se inovace začaly používat ve velkém. Nebo maloobchod. Než ztrácet čas v obchodech, je časově efektivnější si nechat zboží zavézt až domů.

- Lidé se k této revoluci staví spíše skepticky. Nevznikne ale i spousta nových povolání, podobně jako po průmyslové revoluci?

U té byla změna pomalá a lidé se dokázali rekvalifikovat. Jednalo se o desítky let. Nešlo navíc o nahrazování zaměstnání kognitivně více náročným. Zemědělství byla poměrně intelektuálně náročná práce, naopak práce u pásu byla o poznání jednodušší. Představa, že dnes řidiče autobusu přetrénuji na vývojáře umělé inteligence, je absurdní. Kvůli rychlosti a extrémně rozevřeným nůžkám ve vzdělání a schopnostech bude tato změna těžká. Práce pro lidi ale bude vždy hodně. Jednu z rolí v přípravě na změnu musí hrát společnost jako celek. Společnost by měla investovat, nikoli do udržování daného stavu, ale do změny ve vzdělávání, vytváření míst a byznysů s extrémní přidanou hodnotou.

- Pokud tak neučiní?

Budeme zemí závislou na jiných státech. Když ano, budeme nezávislí a vytvářet si hodnoty sami.

- Z vašich slov cítím, že nás přerod bude bolet více než jiné, připravenější státy.

Spousta zemí už na tom aktivně dlouhá léta pracuje. Velká Británie, ač má problémy sama se sebou, v posledním schváleném rozpočtu přidala 500 milionů liber výhradně na výzkum umělé inteligence. Vědí tam, že je to klíčová věc, kterou nemohou zanedbat. I v Kanadě vědí, že umělá inteligence je ropou tohoto století. I proto se velké společnosti stěhují do jižní Kanady. Masivně investuje i Čína. Když budeme nadále řešit své umělé problémy, může se stát, že za jedno dvě volební období už změny nerozchodíme.

- Lidé v Česku patří k největším dříčům Evropy, pracují v průměru 40 hodin týdně. Zkrátí umělá inteligence pracovní dobu?

Myslím, že lidé ve Spojených státech nebo v mnohých asijských zemích by z našeho pracovního nasazení nijak ohromeni nebyli. Když ale vše dopadne dobře, měli bychom mít po této revoluci výrazně více volného času. Pracovat by se mohlo jen polovinu až třetinu dnešního času. Více času zbude na kontinuální vzdělávání. Neustále se budeme rekvalifikovat, připravovat na nové změny na pracovním trhu. Myslím, že už nebude fungovat vzorec, kdy se prvních šestnáct let života učíme a padesát let děláme to, co jsme se naučili. Po prvních osmi letech studia se budou střídat práce s dalším studiem.

- Promítne se umělá inteligence i do našich sociálních vztahů? Budeme se méně potkávat tváří v tvář?

Myslím, že v tomto ohledu jsme aktuálně na vrcholu, už to snad nemůže být horší. Naopak by měla vzrůstat doba, kdy budeme moci pracovat na sociálních vztazích. Teď jsme v tomto ohledu na jakémsi lokálním minimu.

- Co naopak umělá inteligence zhoršuje? Může pokazit vztah k pravdě. Lidé se fragmentují do svých zájmových skupin, kde si sdílejí informace, které už nepotřebují ověřovat. Vytrácí se hlad po pravdě a objektivitě. I novinářské povolání má už jiný charakter než před sto lety. Tehdy byly noviny klíčové, dnes si z nich lidé utahují, protože vše, co chtějí, se dočtou na sociálních sítích, které straní svým názorovým skupinám.

- Co by mohlo vámi popisované změny v lidském životě zastavit?

Pokud nepřijde válka nebo větší mezinárodní konflikt, mohou tyto změny nastat rychleji, než si sami myslíme. Bude to fičák. Svět se mění hrozně rychle. Doma dětem vyprávím, že když jsem byl malý, nebyly mobilní telefony a internet. Dcera, které je deset, mi zase říká, že když byla malá, byly ještě prodavačky v Tescu. Už i malé dítě vnímá rychlost těchto změn.

- Před dvaceti lety vám profesoři tvrdili, že počítač nikdy neobehraje člověka ve hře Go (počet kombinací je větší než počet atomů ve vesmíru) a nebude umět řídit auto. Co tvrdíte dnes studentům, že počítač nikdy nedokáže?

Také říkali, že žádný robot nikdy nenahradí ovčáckého psa. To se opravdu ještě nepodařilo, není to třeba. Na rozdíl od aut. Díky samořiditelným autům zemře méně lidí, budeme mít více času, to jsou ekonomicky opravdu silné důvody. Co umělá inteligence nedokáže, nevím. Nevěřím na obecnou umělou inteligenci, nahrazení člověka, kterého se obávají například Elon Musk či Stephen Hawking. Možná to někdy přijde, ale pro mě je důležité řešit současné možnosti a příležitosti a zároveň si být vědom hrozeb umělé inteligence.

- Jakých?

Těch výše zmíněných. Že nám opravdu sebere polovinu práce. Nemusí dojít k žádné válce robotů, kteří po nás budou střílet. Stačí, že nebudeme připraveni na změny, pak se možná postřílíme sami. Bojím se i privátnosti, bezpečnosti, manipulace. Už dnes jsme manipulovatelní.

- Můžete uvést příklad?

Už si neotevřeme určitý zpravodajský server, ale Google, který nám určí, co by nás mohlo zajímat.

- Může umělá inteligence získat inteligenci přirozenou či lidskou empatii?

Umělá inteligence se umí velice dobře učit chování člověka, napodobovat ho, rekonstruovat jeho stavy, dokáže rozpoznávat, jakou má člověk náladu. Říká se, že už dokáže napsat knihu, což trochu zpochybňuji - myslím, že se nedá úplně dobře číst. Na člověku bude vždy vymýšlet podnikání, nové byznysové příležitosti, nápady, změny či směřování vědy. Roboti asi nebudou mít touhu zlepšovat svět kolem nás…

- Co považujete za největší technologickou změnu současnosti?

Strojové učení je největší vynález, který poslední dobou hýbe světem. Filozofie hlubokých sítí, díky nimž jsme schopni určit čím dál lepší algoritmy a modely, díky skoro nekonečnému výpočetnímu výkonu jsme schopni sbírat obrovská data.

- K čemu je to v praktické rovině dobré?

Třeba k diagnostice ve zdravotnictví. Lékař si vás projede v datovém centru. Počítač bude mít možnost obrovského srovnání s dalšími uživateli. Díky tomu spočítá podobnost vašich symptomů a pošle vás třeba na dva testy místo současných patnácti. To by mělo přijít brzo, protože zdravotní péče patří mezi nejméně efektivní byznysy ve společnosti. Peníze se tu utrácejí velmi neefektivně a pro umělou inteligenci jde tak o skvělý cíl. Komplikací jsou ale regulace omezující sdílení dat v těchto oborech. S tím je potřeba se naučit pracovat. Čína je v tomto ohledu už dál, ale hlavně díky tomu, že k privátnosti informací a soukromých dat mají Číňané odlišný vztah než my Evropané.

- Budeme k tomu muset být v budoucnu osázeni čipy?

Ani ne čipy, stačit budou chytré hodinky, které toho o uživateli hodně řeknou.

- Experti neustále vydávají různé odhady, jak bude vypadat společnost za dvacet let. Pro příklad: summit Abundance 360 v Los Angeles: 2034 - díky umělé inteligenci vzniknou nová vědecká odvětví, v nichž se budou orientovat jen lidé, kteří si pořídí patřičné "rozšíření" mozku. Věříte tomu?

Ne. Myslím, že je to oblast, která se bude regulovat a jen tak se nepovolí. Podobný případ byly chytré brýle Google Glass. Všichni po nich před čtyřmi lety šíleli, ale pak zjistili, že jde o věc, která leze lidem do soukromí. A zmizely, alespoň prozatím. Sám byste asi nechtěl být napojen mozkovými implantáty do Googlu a neustále kontrolovat, jestli uvádím při rozhovoru přesné citace.

- Rok 2024: poštu budou dodávat drony.

To je zajímavý problém, nedotažená technologická změna kvůli legislativě. Ještě nikdo na světě nevymyslel, jak zajistit bezpečí.

- Rok 2022: roboti mají být běžnými pomocníky v domácnostech střední třídy…

To je možné. Určitě se bude měnit způsob, jakým trávíme čas, abychom jej trávili co nejpříjemněji.

- Rok 2020: v některých městech uvidíme v provozu létající auta. Tedy už za dva roky.

Nevím, zda to budou létající auta, ale v dopravě dojde k velkým změnám. Nepůjde o auta, jaká známe dnes. Už si nebudeme honit ego s ferrari či BMW, lidé si budou auta více sdílet mezi sebou.

---

Prof. Dr. Michal Pěchouček, MSc.

- 29. června 1972 v Kolíně

- vystudoval kybernetiku na ČVUT a umělou inteligenci na Edinburské univerzitě

- profesor na ČVUT, vedoucí katedry počítačů na Fakultě elektrotechnické

- na stejné škole vede Centrum umělé inteligence

- působil na několika zahraničních univerzitách

- spolupracoval mimo jiné s vesmírnou agenturou NASA či Letectvem Spojených států amerických

- je spoluzakladatelem bezpečnostní firmy Cognitive Security, kterou v roce 2013 koupil síťový gigant CISCO, kde poté působil tři roky jako ředitel vývoje

- spoluzaložil start-up AgentFly Technologies specializující se na řízení letového provozu bezpilotních prostředků

- v roce 2015 byl zařazen na seznam výjimečných inovátorů New Europe 100

- je ženatý, má tři dcery

20. 3. 2018; E15

Čeští baterkáři bojují o místo na slunci

V Česku pořád chybí zakotvení akumulace elektřiny v energetickém zákoně. Dvě velkokapacitní baterie proto nemohou dodávat elektřinu do sítě. Dveře pro instalaci akumulátorů se otevírají jen pro teplárny.

V Česku už stojí dva kontejnery s megawattovými bateriemi. Každý za více než 20 milionů korun si pořídily společnosti E. ON a Solar Global. Jenže na rozdíl od původních předpokladů je pořád nemohou v síti používat a podnikat s nimi. Chybějí jim licence, podle nichž by mohly elektřinu ze sítě odebírat a zase ji dodávat zpět. Energetický regulační úřad jim ji nedá, dokud nebude akumulace elektřiny zakotvena v energetickém zákoně. Jenže příprava příslušných paragrafů se na ministerstvu průmyslu a obchodu zasekla.

E. ON zprovoznil bateriové úložiště letos v únoru vedle rozvodny v jihočeských Mydlovarech. Solar Global instalaci dokončil už loni na podzim. "Hledáme nyní s provozovatelem distribuční sítě přechodný právní způsob jejího provozu," říká ředitel Solar Global Energy Jan Fousek.

Pokusy s bateriemi

E. ON zatím bude baterii s kapacitou 1,75 megawatthodiny provozovat v testovacím režimu. "Chceme baterii nyní vyzkoušet, jak funguje v síti. Získáme tím i provozní data, která by mohla posloužit pro změnu energetického zákona," říká generální ředitel českého E. ON Martin Záklasník. Proto E. ON akumulátor umístil vedle rozvodny, kde bude moci chování baterie podrobně měřit.

Kromě testování bude moci firma baterii použít pro vykrývání části odchylek mezi skutečnou a nasmlouvanou spotřebou elektřiny u svého obchodníka E. ON Energie. Ten nebude díky baterii muset část přebytečné energie prodávat a tu chybějící kupovat na krátkodobém trhu s elektřinou. "Do okamžiku změny zákonů je ale předčasné uvažovat o detailech dalších obchodních modelů pro baterii," dodává Záklasník.

Další způsoby využití baterie v české síti nejsou do novelizace energetického zákona možné. E. ON hovoří třeba o eliminaci nežádoucích přetoků takzvaného jalového výkonu z distribuční do přenosové soustavy. V budoucnu bude distributor za tyto přetoky platit pokuty. "Ekonomicky nejzajímavější je regulace frekvence v přenosové síti, což je jedna ze systémových služeb, které nakupuje její provozovatel ČEPS," vysvětluje Michal Jurík, který projekt bateriového úložiště v E. ON vede.

Zálusk na regulaci sítě

Experti tvrdí, že velké baterie jsou vhodné právě pro rychlou stabilizaci elektrické sítě a její frekvence. Vzhledem k tomu, že se jejich kapacita dá použít jen v řádu minut, uplatní se při vyhlazování špiček při výrobě nebo odběru. "Budou fungovat třeba patnáct minut, než naběhnou další regulační zdroje. Nebo se ukáže, že za čtvrt hodiny špička sama odezní," uvádí Pavel Hrzina z Elektrotechnické fakulty ČVUT.

ČEPS do budoucna s bateriemi, které se budou podílet na stabilizaci sítě, počítá. Donutí ho k tomu také připravovaná evropská pravidla. "Baterie je ale limitována svou kapacitou a my potřebujeme aktivaci podpůrných služeb kdykoliv, i několikrát za sebou," uvádí slabinu baterií člen představenstva ČEPS Svatopluk Vnouček. Nejdříve musí také vláda novelizovat energetický zákon, který pro baterie vytvoří pravidla hry.

Pravidla pro teplárny

Přípravu pravidel pro akumulaci řeší vládní Národní akční plán pro chytré sítě. Podle něj měly být modely pro technické analýzy pro připojování velkokapacitních baterií hotové už v roce 2016.

Licence na akumulaci měla být připravena do konce loňského roku. Jenže pracovní skupina, v níž ministerstvo připravuje opatření pro plnění akčního plánu spolu s distribučními společnostmi, tento harmonogram posunula. Nově má být vše hotovo do konce letošního roku.

ČEPS letos změnil pravidla pro poskytování podpůrných služeb, v nichž pustil k regulaci soustavy jen baterie připojené ke klasické výrobě elektřiny. Tím provozovatel přenosové soustavy otevřel dveře k instalaci baterií teplárnám. Zatímco ještě před půl rokem se o baterky teplárníci nezajímali, teď se do přípravy investice pustilo až pět tepláren.

U tepláren přicházejí v úvahu akumulátory do výkonu pěti megawattů, což je pětinásobek velikosti baterií, které si v Česku už postavil Solar Global a E. ON. "Baterie je vhodná tam, kde teplárna například nedokáže upravit výkon generátoru tak rychle, jak požaduje ČEPS. Akumulátor tuto dobu pokryje. Teplárně se tak rozšíří škála poskytovaných podpůrných služeb," vysvětluje Petr Čambala z EGÚ Brno, který se podílel na zpracování pilotních studií na využití baterií v teplárnách.

Teplárny se zatím nechtějí příliš vyjadřovat k návratnosti investic do baterií. Ekonomiku zařízení, jehož cena se pohybuje kolem 20 milionů korun za jeden megawatt, určí zejména to, jaké služby bude ČEPS prodávat. Nejlukrativnější je vyrovnávání frekvence v síti. "Díky poklesu cen baterií je ale návratnost taková, že se investice do baterie obejde bez dotace," dodává Martin Hájek, ředitel Teplárenského sdružení ČR. Výhodou tepláren je také to, že si baterii budou moci dobíjet z elektřiny, kterou samy vyrobí. Zároveň ale budou schopny odsávat elektřinu ze sítě v okamžiku, kdy jí bude nadbytek.

Baterie do firem

O baterie začínají projevovat zájem také podniky. Na jejich nákup už mohou získat dotace z operačního programu OP PIK. V podnicích mohou baterie takzvaně ořezat špičky v odběru elektřiny ze sítě. Typicky jde například o ranní rozjezd strojů nebo nahřívání technologií. Kvůli tomu musejí mít firmy s distributorem sjednaný dostatečně vysoký rezervovaný příkon přípojky, který ale využívají na maximum jen malou část dne. Baterie ve špičce potřebnou elektřinu dodají a firma si může snížit velikost rezervovaného příkonu. Například na pokrytí odběrové špičky ve výši dvou megawattů by měla stačit baterie s výkonem 400 kilowattů. Tato úspora v platbách distributorovi pokryje část investice do baterie.

Další část nákladů na baterii mohou firmy získat z úspory, která pramení z omezení výpadků elektřiny. Baterie jim slouží jako záložní zdroj, který dovolí při výpadku výrobním linkám a zařízením, aby pokračovaly v práci nebo dokončily určité technologické operace.

"Dnes je problém v tom, že při výpadku se stroje zastaví a před opětovným spuštěním je nutné je často přenastavit do startovacích poloh. Tím vznikají prostoje a zmetkovost. Příkladem může být svařovací robot. Automobilka jich má třeba tři sta. Když se každý zastaví v jiné poloze, trvá start linky mnohem delší dobu, než kdyby všechny roboty dojely do stejné pozice," vysvětluje Michal Židek, člen představenstva společnosti ČEZ ESCO. Dalším příkladem jsou papírny. Když se kvůli výpadku zastaví linka a vychladnou papírenské válce, tak po rozběhu výroby je vyšší zmetkovitost.

Výpadky nemusejí pramenit z toho, že hodinu nejde proud, ale může jít o výkyv v napětí nebo přerušení napájení v řádu zlomků sekundy, které ale dnešní citlivé stroje vyřadí z provozu. Náklady na výpadky jsou tím větší, čím dražší výrobky firma vyrábí nebo čím časově napjatější výroba je.

20. 3. 2018; itbiz.cz

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze vyhlásila novou studentskou soutěž, zaměřenou na výzkum Parkinsonovy choroby

Až do 20. května mohou studenti všech středních a vysokých škol v České republice a na Slovensku zaslat svá řešení do nové soutěže Biosignal Challenge 2018. Tu pořádá Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze, Neurologická klinika 1. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy a společnosti HUMUSOFT a MathWorks. Účastníci soutěže budou detekovat Parkinsonovu chorobu pomocí řečových promluv.

Pro vývoj léčby, stanovení přesné diagnózy a prognózy Parkinsonovy nemoci je zásadní mít k dispozici vhodná objektivní měření, takzvané biomarkery, které úzce souvisejí s přítomností nebo progresí symptomů dané nemoci. Automatizace hodnocení řeči může poskytnout tyto objektivní biomarkery a přinést tak další možnosti pro budoucí vylepšení klinické praxe a zlepšení kvality života pacientů s Parkinsonovou nemocí.

Garant soutěže prof. Roman Čmejla z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze k zadání dodává: „Hlavním cílem soutěže je návrh algoritmu detekujícího přidružené příznaky Parkinsonovy choroby v řečových promluvách při rytmickém opakování slabik a klasifikujícího promluvy na zdravý/nemocný. Algoritmus musí být realizován v programovém prostředí MATLAB a k jeho návrhu mají soutěžící k dispozici promluvy celkem od šedesáti mluvčích.“

Podrobnosti o soutěži jsou k dispozici na stránce: http://sami.fel.cvut.cz/biosignalchallenge2018/. Společnost MathWorks nabízí všem účastníkům soutěže na 1 rok zdarma licenci programu MATLAB.

Případní zájemci o studium biomedicíny na Fakultě elektrotechnické ČVUT si mohou v současné době podat přihlášku ke studiu bakalářského nebo magisterského programu Lékařská elektronika a bioinformatika, které budou nově otevřeny od akademického roku 2018/19. Podrobnosti o studiu nových programů jsou na stránce: http://bio.fel.cvut.cz/.

19. 3. 2018; flowee.cz

Proč umělá inteligence není tak inteligentní jako my

Když zjistíme, jaký je rozdíl mezi "silnou" a "slabou" AI, tak budoucnost nevypadá tak katastroficky. Nadvláda robotů se zatím nekoná.

Hana de Goeij

Ač je tomu těžko uvěřit, základy umělé inteligence (artifical intelligence čili AI) byly položeny už před více než šedesáti lety a matematické vzorce pro její použití spatřily světlo světa v 70. a 80. letech minulého století. To, co až do dnešního dne chybělo, byl objem dat, který by umožnil jejich učení. Ta dnes produkujeme dobrovolně, zdarma a mnohdy s nadšením my všichni. Internet slouží jako jedna velká sýpka, aby se kuřátka umělé inteligence mohla dobře najíst.

Jak tedy bude svět vypadat za pět, deset či padesát let? Kdy budou inteligentní stroje schopny zvládnout vše co lidé? To nikdo neví a všichni hádáme z křišťálové koule. „Nedovedu si zatím představit dobu, kdy si umělá inteligence uvědomí sama sebe. Jádro AI není nic jiného než výpočty, je to super nekreativní materiál,“ říká Michal Pěchouček, profesor na ČVUT se specializaci na umělou inteligenci, a souhlasí s ním i Ondřej Vlček, CTO Avast. „Auta sice dnes mají technologii na to, aby jezdila sama, ale doba, kdy mne někdo nechá sednout na zadní sedadlo a číst si po cestě noviny, je ještě hodně daleko.“

„Auta sice dnes mají technologii na to, aby jezdila sama, ale doba, kdy mne někdo nechá sednout na zadní sedadlo a číst si po cestě noviny, je ještě hodně daleko.“ Ondřej Vlček, CTO Avast Antivirus

Ne že by o inspiraci k přemýšlení o obrazu budoucnosti byla nouze. Máloco tak podněcuje fantazii tvůrců jako umělá inteligence a roboti. Téma vzpoury robotů a převzetí vlády nad lidstvem je nejméně tak staré jako Čapkova hra R. U. R. z roku 1920, která varovala před pokračující industrializací. V Terminátorovi se Skynet rozhodne, že lidé jsou hrozbou jeho existence, a začne je ničit. V Matrixu umělá inteligence ovládá celou lidskou rasu a společnost. A v Minority Report pomocí AI identifikují budoucí vrahy před tím, než spáchají zločin.

Co když ale ukáže prstem na nevinného člověka jen proto, že náhodou má obličej vraha? Ve skutečném světě je umělá inteligence pořád dobrá jen tak, jak dobrá jsou data, která do ní nasypeme. A za daty stojíme my.

MÍRA DŮVĚRY

Podle některých, mezi něž se počítá i nedávno zesnulý britský vědec Stephen Hawking, stojíme na úsvitu éry, kdy se zrodí stroje, jejichž inteligence předčí tu naši. Pro BBC v roce 2014 dokonce řekl, že by rozvoj umělé inteligence mohl ukončit existenci lidské rasy. „Nadvlády robotů se nebojím, spíš se bojím naší závislosti na umělé inteligenci. Naše životy jsou ve velkém ohrožení, pokud by se do ní někdo naboural a využil toho, nakolik jí důvěřujeme a potřebujeme ji."

„Tam už ale jsme a těžko tento vývoj zvrátíme,“ kontruje Michal Pěchouček. Podle něj je nezbytné, aby lidé začali rozlišovat mezi slabou a silnou umělou inteligencí. „Silná AI je pořád obor na pomezí technologie a filosofie. Jsou lidé, kteří na ni věří, ale i ti, kteří na ni nevěří. Byla by schopna sama zhodnotit, co je potřeba řešit, přicházela by s vlastními vynálezy. To všechno dnes jde z člověka a myslím si, že to je natolik obecné, že v tom člověka stroje nedokážou překonat.“

Zcela jiným odvětvím je ale slabá umělá inteligence, která nám dnes mění životy. Je to ta, co dokáže sama řídit, překládat, provádět lékařskou diagnostiku nebo mít podobu humanoidního robota, který nás ráno pozdraví při příchodu do práce.

I když to, co předvádí, je velmi působivé, každá z jejich aplikací je ušitá na míru specifickému úkolu, jehož výzkum a následná konstrukce samotné aplikace spolkne roky práce. Panel expertů z univerzity ve Stanfordu předpověděl, že nejmarkantnější postup uvidíme v oblasti dopravy, diagnostických metod v medicíně, fyzické asistenci starším či robotice v oblastech, o které není zájem ze strany mladé pracovní síly, třeba pro práci v továrnách.

„Po slabé AI je obrovská poptávka v průmyslu, jde do ní neuvěřitelné množství prostředků a zažívá bezprecedentní rozvoj. Důvodem je to, že je nám užitečná. V určitém výseku dokáže lidskou inteligenci zrychlit, zefektivnit a uplatnit na mnohem širší škále,“ vysvětluje Pěchouček. Důkazem je například průlomové použití AI na detekci rakovinových buněk či odhalení nejlepšího embrya pro oplodnění in vitro.

16. 3. 2018; chip.cz

Algoritmy na výzkum Parkinsonovy choroby

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze vyhlásila novou studentskou soutěž na detekci Parkinsonovy choroby pomocí řečových promluv.

Až do 20. května mohou studenti všech středních a vysokých škol v České republice a na Slovensku zasílat svá řešení do nové soutěže Biosignal Challenge 2018. Vedle Fakulty elektrotechnické ČVUT ji spolupořádá také Neurologická klinika 1. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy a společnosti HUMUSOFT a MathWorks.

Pro vývoj léčby, stanovení přesné diagnózy a prognózy Parkinsonovy nemoci je zásadní mít k dispozici vhodná objektivní měření, takzvané biomarkery, které úzce souvisejí s přítomností nebo progresí symptomů dané nemoci. Automatizace hodnocení řeči může poskytnout tyto objektivní biomarkery a přinést tak další možnosti pro vylepšení klinické praxe a kvality života pacientů s Parkinsonovou nemocí.

Podrobnosti o soutěži jsou k dispozici zde: http://sami.fel.cvut.cz/biosignalchallenge2018/.

Společnost MathWorks nabízí všem účastníkům soutěže na 1 rok zdarma licenci programu MATLAB.

16. 3. 2018; personalista.com

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze vyhlásila novou studentskou soutěž, zaměřenou na výzkum Parkinsonovy choroby

16. 3. 2018; helpnet.cz

Mezinárodně uznávaná navigace pro nevidomé chodce vstupuje na český trh

Letošní konference INSPO 2018 je milníkem pro sociální podnik Naviterier s.r.o., založený na výzkumu probíhajícím na ČVUT v Praze. Tento český startup na konferenci 7. dubna v Kongresovém centru Praha oficiálně spouští na trh speciální navigaci pro chodce se sníženou schopností orientace a pohybu. Doposud museli nevidomí kombinovat několik různých aplikací a služeb, aby se mohli v městském prostředí pohybovat bez závislosti na další osobě. Navigace Naviterier nejenže nahrazuje tyto kombinace, ale díky využití orientačních bodů a charakteristik terénu se stává nejspolehlivější aplikací na trhu.

Roky výzkumu specifických potřeb nevidomých chodců a pečlivé mapování detailů terénu ve spolupráci s firmou Central European Data Agency, a. s. (CEDA) se přenášejí do mobilní aplikace se specifickým algoritmem. Hlasová aplikace totiž popisuje trasu podobně, jako kdyby ji popisoval člověk.

Naviterier je řešením nedostatečné přesnosti GPS a dalších lokalizačních služeb. Ty nedokáží v městské zástavbě určit, na kterém chodníku nebo na kterém přechodu křižovatky se chodec nachází. Nepřesnost je typicky v řádu desítek metrů, což může být pro zejména nevidomé chodce vysoce nebezpečné.

Pro Naviteriera je hlavním senzorem člověk, kterého dokáže lokalizovat pomocí kombinace nepřesných údajů z GPS, kompasu a sady instrukcí, aby dosáhl dostatečné přesnosti. Experimenty vědců ukazují, že se lidé s navigací Naviterier na neznámých trasách téměř neztrácejí a dokáží je absolvovat samostatně bez nutnosti doptání se jiných osob. Aplikace prošla testováním desítek uživatelů se specifickými potřebami přímo v terénu Prahy a jejich velmi pozitivní zpětná vazba ukazuje, že Naviterier je nezbytnou pomůckou pro svobodný pohyb ve městě.

Velkým benefitem navigace je propojení do Navigačního centra SONS. Pomocí rychlého tlačítka se uživatel spojí s operátorem, ten ho dokáže lokalizovat a pomoci i v mimořádných situacích. Naviterier tak poskytuje komplexní službu a dává tak svým uživatelům svobodu, nezávislost a možnost prožívat plnohodnotný život.

V tuto chvíli Naviterier funguje v Praze, pokrytí dalších měst závisí na spolupráci s místními radnicemi. Přes intenzivní vyjednávání se prozatím nepodařilo vedení krajů a měst přesvědčit, že navigace Naviterier významně ovlivní bezpečnost chodců v městské zástavbě. Přitom aplikace má velký potenciál rozšířit se nejen do českých měst, ale také do mezinárodního prostoru.

O zmapování pěších tras a jejich přenesení do Naviteriera už projevily zájem německé Drážďany. Snad se podaří tento nadějný český startup ukotvit v českém prostředí dříve, než se jej chytnou v zahraničí.

Společnost Naviterier s.r.o. založili vědečtí pracovníci se svými studenty Fakulty elektrotechnické na ČVUT v Praze. Speciální algoritmus navigace podložili roky výzkumu a experimentů, které byly prezentovány na prestižních zahraničních konferencích a v odborných časopisech. Aktuálně je tým součástí akceleračního programu Edison v Impact HUB Praha, kde s pomocí odborníků na sociální podnikání sestavuje svou podnikatelskou strategii.

Prototyp navigace Naviterier byl představen v přednášce již na loňské konferenci INSPO, nyní tedy si zájemci již mohou navigaci vyzkoušet či zakoupit ve stánku ve výstavní části konference.

Na konferenci INSPO o technologiích pro osoby se specifickými potřebami se přihlásilo již více 450 účastníků. Kvůli velkému zájmu byla konference přesunuta v Kongresovém centru o patro výše do větších prostor, takže je možné se ještě zaregistrovat. Program konference najdou zájemci na www.inspo.cz/inspo-2018, kde je i odkaz na registrační formulář.

Účast na konferenci je za symbolický poplatek 300 Kč (platí se u prezence), který zahrnuje i průběžné občerstvení a oběd. Účastníci, kteří mají průkaz TP, ZTP nebo ZTP/P, zaplatí pouze 200 Kč, pro osobní asistenty je účast zdarma.

Generálním partnerem konference INSPO 2018 je Nadace Vodafone, partnery jsou AutoCont CZ, ČSOB, Teiresiás, mediálními partnery ČTK Protext a portál Helpnet, záštitu poskytl Magistrát hl. m. Prahy. Konferenci organizuje BMI sdružení. Další informace o konferenci najdete na www.inspo.cz.

16. 3. 2018; protext.cz

Navigace pro nevidomé chodce vstupuje na český trh

16. 3. 2018; parlamentnilisty.cz

ČVUT: Elektrotechnická fakulta vyhlásila soutěž, zaměřenou na výzkum Parkinsonovy choroby

Až do 20. května mohou studenti všech středních a vysokých škol v České republice a na Slovensku zaslat svá řešení do nové soutěže BiosignalChallenge 2018. Tu pořádá Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze, Neurologická klinika 1. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy a společnosti HUMUSOFT a MathWorks. Účastníci soutěže budou detekovat Parkinsonovu chorobu pomocí řečových promluv.

Podrobnosti o soutěži jsou k dispozici ZDE. Společnost MathWorks nabízí všem účastníkům soutěže na 1 rok zdarma licenci programu MATLAB.

Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 katederumístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlověnáměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky,telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí meziprvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30 % výzkumných výsledků celého ČVUTa má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Odroku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako dokladprvotřídního vzdělání. Více informací najdete ZDE.

15. 3. 2018; PRO-ENERGY

Jak by mohl vypadat moderní energetický mix v Česku?

Ve vyspělých státech Evropy jsou tradiční zdroje energie postupně nahrazovány obnovitelnými. Obnovitelné zdroje a ukládání elektrické energie by mohly být, vedle jaderných a tradičních zdrojů na fosilní paliva, základem moderně nastaveného energetického mixu ve středoevropských podmínkách.

VÝROBA ELEKTŘINY Z OZE V EU JIŽ PŘEVYŠUJE VÝROBU Z UHLÍ

V minulém roce došlo v unijní energetice k historickému předělu: Výroba elektřiny z černého a hnědého uhlí (černá křivka na grafu) byla překonána výrobou elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (OZE), především díky výrobě elektřiny z větru (modrá plocha), slunce (žlutá plocha) a biomasy (zelená plocha na grafu).

Vodní elektrárny provozujeme úspěšně dlouhé desítky let, ale dostatečně účinné větrné elektrárny v průmyslovém měřítku až od devadesátých let a sluneční elektrárny teprve od minulé dekády. V obou případech se tak děje s podmínkou státní investiční podpory při výstavbě OZE, nebo jenom s provozní podporou ve formě příspěvku ke každé vyrobené kilowatthodině elektřiny. Za nejpříznivějších přírodních podmínek již přestávají být tyto podpory potřebné a pokud existují, tak ve stále menším měřítku. Potenciál rozvoje vodních elektráren ve vyspělých průmyslových státech je prakticky vyčerpán, zdroje biomasy jsou z vícero důvodů rovněž omezeny a fosilní i jaderná paliva v nepřehlédnutelné míře dovážíme. Hlavní možností rozvoje výroby elektřiny s významnou rolí v energetickém mixu proto jsou především větrné a sluneční elektrárny.

Další prostor pro růst instalovaného výkonu OZE ve skladbě moderního energetického mixu přináší využití elektřiny v dopravě. V současné době je však rozvoj omezen malou měrnou kapacitou baterií a ještě stále i jejich vysokou cenou, i když trend významného snižování ceny baterií, podobně jako fotovoltaických panelů, přetrvává. Do budoucna by dalším krokem mohla být i další elektrizace železničních tratí a městské hromadné dopravy.

VE SROVNÁNÍ S OKOLNÍMI ZEMĚMI ČR ZAOSTÁVÁ VE VÝKONU ZDROJŮ NA OZE

Podstatným aspektem pro další růst výroby energie z OZE, u nás i u našich sousedů, je především výroba elektřiny z větru a ze slunce. Bavorsko a Rakousko mají s Českou republikou srovnatelné přírodní podmínky pro výrobu elektřiny ze slunce i větru, stejně jako počet obyvatel i rozlohu státu.

Po roce 2010 v sektoru solární výroby elektřiny a po roce 2013 v sektoru větrné výroby elektřiny u nás nebylo nadále možné realizovat ve významnějším měřítku ani malé a ani průmyslové projekty. Dle statistiky ERÚ u nás od roku 2013 instalovaný výkon, a tím i celkový podíl OZE na výrobě elektřiny, prakticky stagnuje. Jinde se však sektor výroby elektřiny z větru i slunce plynule rozvíjí a tomu odpovídá i příslušný instalovaný výkon.

Mezi námi a sousedy jsou znatelné rozdíly v množství instalovaných zdrojů i jejich instalovaných výkonů. V Německu převažují, se zhruba 80 % instalovaného výkonu ve fotovoltaice, malé instalace na střechách, zatímco u nás je tento poměr obrácený s převažujícími instalacemi na volné ploše. Zdánlivě malý instalovaný výkon ve fotovoltaice v Rakousku je dán tím, že 95 % instalací je na střechách, zatímco na volné ploše je v Rakousku instalováno jen 4,3 % a zbytek je instalován na fasádách budov. U nás máme ve fotovoltaice v malých instalacích do 30 kWp kolem 23 tisíc instalací převážně na střechách o úhrnném instalovaném výkonu 243 MWp. Bez dalších podrobnějších rozborů bychom patrně mohli očekávat, že rozumně využitelný potenciál rozvoje OZE u nás je srovnatelný, případně vyšší, než současné největší instalované výkony u zmiňovaných sousedů.

AKUMULACE ENERGIE V BUDOUCNU PŘISPĚJE K VYŠŠÍMU VYUŽÍVÁNÍ OZE

Samostatným tématem by mohlo být rozvíjející se odvětví ukládání elektřiny do bateriových úložišť. Ta kromě jiného umožňují překonávat krátkodobé výkyvy ve výrobě intermitentních (závislých na počasí) zdrojů. Kritici intermitentních OZE mají tendenci přehlížet fakt, že výroba elektřiny ze slunce a větru se v průběhu roku sezónně doplňuje a vyrovnává se i v jednotlivých dnech.

Dalším příspěvkem k možnosti rozšíření výroby z intermitentních zdrojů je vykrývání potřebného výkonu v soustavě spouštěním kogeneračních jednotek na zemní plyn vybavených přiměřenou akumulací tepla. Tutéž úlohu již začínají hrát průmyslová bateriová úložiště elektřiny, či v blízké budoucnosti baterie elektromobilů připojených k síti s možností odběru i dodávky do sítě. Osobních automobilů je u nás 5,4 milionu. Při průměrné velikosti baterie 50 kWh by to odpovídalo výrobě či spotřebě až 50 GWh na každý milion elektromobilů. To odpovídá necelým šesti hodinám průměrné celostátní spotřeby u nás. Krátkodobé předpovědi síly větru i slunečního záření v jednotkách hodin v daném místě jsou dnes spolehlivě k dispozici. Umožňují efektivně plánovat výrobu v celostátním i evropském měřítku a uzpůsobovat výkon zdrojů v soustavě jejím potřebám a možnostem intermitentních zdrojů. Ve spojení s "chytrým" řízením zdrojů i spotřeby máme již dnes možnosti nastavení energetického mixu, jež na své uplatnění čekají. Je na státní správě, aby připravila legislativu, podporující podnikatelské prostředí i kvalitu života u nás.

---

Tabulka: Srovnání ČR, Bavorska a Rakouska v instalovaném výkonu VtE a FVE k 31.12.2016

Zdroj: Energieatlas Bayern, Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie, ERÚ

obyvatel Počet [mil.] [1000 Rozloha km2] elektráren Inst. větrných výkon [GW] elektráren fotovoltaických Inst. výkon [GW]

Bavorsko 12,8 70,6 2,2 11,1

Rakousko 8,78 83,9 2,6 1

Česko 10,6 78,9 0,3 2

O AUTOROVI BOŘIVOJ KŮLA vystudoval Elektrotechnickou fakultu ČVUT a MBA na Sheffield Hallam University. Během profesní praxe působil při řízení průmyslových či energetických projektů. V Komerční bance se v rámci strukturovaného financování zabývá přípravou financování a vyhodnocováním energetických projektů. Je také energetickým auditorem a soudním znalcem v oborech OZE a hospodaření energií. Kontakt:

borivoj_kula@kb.cz

12. 3. 2018; All for Power

Decentralizovaná energetika, cesta ke svobodě nebo k závislosti?

Decentrální energetika

Dožívání konvenčních, rozmach decentrálních a obnovitelných zdrojů a zhoršující se čitelnost spotřebního chování malých odběratelů může znesnadnit (a tedy zdražit) nasazování centrálních podpůrných služeb a řízení stability soustavy. Dokážeme úspěšně předvídat chování všech zdrojů a spotřeb v systému a efektivně tak čelit těmto rizikům?

ÚVOD

Vizionáři mnohokrát deklarovaná změna zdrojového mixu zřejmě neznamená jen postupné dožívání velkých a systémových zdrojů s omezenou vidinou jejich obnovy nebo náhrady, ale i nárůst počtu a výkonu decentrálních zdrojů, investovaných a provozovaných i samotnými odběrateli.

Díky rostoucím nárokům odběratelů na komfort roste i vybavenost domácností, mění se skladba spotřebičů, požadavky alespoň částečné soběstačnosti přináší nástroje aktivního managementu energií, a to v pořízení vlastního zdroje energie, případně i úložiště.

V oblasti akumulace se dosavadní dominantní technologii, přečerpávacím elektrárnám, stává konkurentem elektrochemická akumulace energie, a to jak statická v podobě bateriových úložišť, tak i "pohybující se" v podobě elektromobility. Elektromobilita samotná však přitahuje pozornost spíše kvůli nárazovému špičkovému odběru. Doposud byli energetici zvyklí, že dispečerské řízení výroby se přizpůsobuje koncové spotřebě, resp. zatížení sítě. Spotřeba se však stává méně čitelná a je stále obtížnější přesně predikovat její očekávaný průběh. Díky decentralizaci a intermitentním zdrojům přestává být čitelná a dispečerem řiditelná i část výroby.

Fyzikální principy přenosu a distribuce energie se snad nezmění, díky výše uvedeným trendům jak na straně spotřeby, tak i na straně výroby, však dramaticky klesá efektivita stávajících způsobů predikce spotřeby (zátěže) a tedy i řízení výroby. Z matematického pohledu můžeme konstatovat, že narůstá nejistota či entropie při řízení ES ČR. Konvenčním řešením by mohlo být posílení výkonu a flexibility zdrojů pro poskytování systémových služeb. Pominemeli složitost povolovacích procesů, taková investice by se jistě citelně promítla do ceny energií. Navíc by prostá investice do zdroje nevedla ke snížení vlastní nejistoty, pouze by byla kvantitativním posílením prostředků, pomocí kterých se té nejistotě dispečer pokouší čelit.

Alternativou může být předvídání budoucích stavů energetické soustavy, hodnocení rizik souvisejících s (ne)schopností dosahovat vyvážené bilance a parametrizace požadavků na nápravná opatření. Těmi samozřejmě mohou být i nové zdroje. Díky simulacím a modelování bychom uměli přesně definovat jejich parametry, a to nejen co se týče výkonu, ale zejména ve schopnosti dodávaný výkon dynamicky přizpůsobovat výkyvům v síti. Simulace a modely mohou také ukázat, že předpokládaná nerovnováha by mohla být řešitelná i akumulací, přeshraniční výpomocí či nějakou formou ovlivnění až regulace spotřebního chování odběratelů. Metody a nástroje pro modelování budoucích stavů v síti nejsou v energetice neznámé. Jejich aplikace pro komplexní bilanční úlohy se však teprve rozvíjí zatím spíše u provozovatelů přenosových soustav. Postupně budovaný analytický aparát, doprovázený systematickým sběrem a zpracováním dat, růst komplexity řešených úloh a jejich přiblížení ke zpracování v reálném čase, to vše povede k zintenzivnění spolupráce mezi PPS a PDS, včetně koordinované práce s technickými daty o stavu sítí, aktuální spotřebě a výrobě, čímž budou zpřístupněny nové nástroje pro udržení stability energetické soustavy (ES ČR) za zhoršujících se podmínek.

ENTROPIE, NEJISTOTA, RIZIKO

Pojem (termodynamické) entropie zavedl Rudolf Clausius v kontextu klasické termodynamiky s cílem vysvětlit, proč některé procesy jsou spontánní a jiné nejsou. Z pohledu fyziky je entropie klíčová veličina pro formulaci druhého zákona termodynamiky, který klade principiální předpoklady získávání užitečné práce z termodynamické soustavy. Ale nejen ve fyzice, entropie je jedním ze základních pojmů i v teorii pravděpodobnosti, teorii informace v celé matematice. Setkáváme se s ní všude tam, kde hovoříme o pravděpodobnosti možných stavů daného systému či soustavy. Entropie bývá interpretována jako "míra neuspořádanosti" zkoumaného systému. V teorii informace se však lépe hodí její výklad jako "míra neurčitosti", tedy nejistoty konkrétní hodnoty zkoumaného parametru.

Jak entropie, resp. neurčitost vstupů, okrajových podmínek či stavů řízeného systému ovlivňuje rozhodování provozních dispečerů nebo výběr strategie v očích manažerů? Rozdělme si základní scénáře z pohledu míry nejistoty budoucích stavů: rozhodování za JISTOTY: známe jednotlivé varianty (možné budoucí stavy), ze kterých si můžeme rozhodnutím vybírat, i důsledky jednotlivých rozhodnutí. V tomto scénáři je volba varianty v našich rukách, a to s plným vědomím dopadů. Jako příklad můžeme uvést příběhy z černé kroniky -dotykem s živou částí elektrického zařízení si neopatrný člověk přivodí úraz.

rozhodování se znalostí PRAVDĚPODOBNOSTI: známe budoucí stavy, známe i jejich důsledky, avšak známe pouze pravděpodobnost realizace jednotlivých stavů. Tento scénář si lze snadno představit u hazardních her - např. pro každý jednotlivý hod "čistou" hrací kostkou je pravděpodobnost, se kterou padne kterákoliv z hodnot (kombinací ok) na kostce, stejná, a to přesně 1/6. rozhodování za NEJISTOTY: známe budoucí stavy, nejsou nám však známy pravděpodobnosti budoucích stavů. Při řešení těchto úloh se pro zjednodušení někdy používá tzv. rovnoměrné rozdělení pravděpodobnosti - všechny možné budoucí stavy mají stejnou pravděpodobnost realizace. Příklad: Za otázkou "jaké bude počasí?" se skrývá množina různých možných stavů: slunečno, větrno, zamračeno, déšť, různé teploty atd. Při rozhodování "kdy jet na koupaliště nebo na dovolenou?", zřejmě budeme, z pohledu matematiky, zvažovat pravděpodobnosti realizace jednotlivých stavů. A s nadsázkou tedy můžeme říci, že takovéto rozhodování se pro vzdálené časové horizonty je "sázka na nejistotu". Podobné otázky si však klade i energetika. Jaký bude stav energetické sítě 3. května 2030 v 15:20? Množina stavů, které by tou dobou mohly reálně nastat, je jistě konečná a spočetná, avšak sepsat všechny možnosti je nad lidské síly. Proto se při řešení podobných úloh hledají parametry s dostatečně vypovídající schopností. Při řešení této otázky nástroji Generation adequacy, jak budou popsány dále v textu, může být odpovědí např.: soustava bude s pravděpodobností 10% deficitní o 200 MW. Můžeme v této souvislosti ilustračně zmínit i laický pocit zdánlivé jistoty, že po sepnutí vypínače se automaticky rozsvítí žárovka. Avšak jak z předchozích teoretických odstavců i příkladů vyplývá, z pravděpodobnostního pohledu rozsvícení žárovky 3. května 2030 v 15:20 s úplnou jistotou předpokládat nemůžeme. Ale takovému stavu zřejmě chceme předejít.

JAKÉ NÁSTROJE PRO ŘEŠENÍ ÚLOH S NEJISTOTOU SE V OBECNÉ ROVINĚ NABÍZÍ

K řešení matematicky popsatelného problému (tedy popsatelného soustavou rovnic, vztahů, či podmínek) lze v první řadě přistoupit vyřešením daného problému analyticky (řešení bývá též nazývané symbolické), kdy analytickým řešením matematické formulace problému dospějeme k matematickému popisu závislosti výstupní proměnné na dílčích vstupech. Při analytickém řešení úloh s nejistotou odvodíme závislost pravděpodobnostního rozdělení výstupní veličiny (např. nedodávka elektřiny) na předpokládaných pravděpodobnostních rozděleních vstupních veličin - počasí, výpadky zdrojů apod. - (analytická metoda pracuje přímo s matematickou formulací daných rozdělení pravděpodobnosti, pro normální (gaussovo) rozdělení např. ).

Protikladem analytického řešení je simulace, při které se zkoumají vlastnosti nějakého systému pomocí experimentů s jeho virtuálním klonem, obvykle matematickým modelem.

Parafrázujíce Pabla Picassa bychom mohli říci, že "model je polopravda, která nám pomáhá pochopit složitou realitu". V mnoha aplikacích nemusí model realitu reprodukovat co nejvěrněji, ale naopak ji přiměřeně zjednodušuje a tím nám pomáhá pochopit alespoň část komplikované skutečnosti.

Hlavní praktickou výhodou modelování je možnost pomocí pokusů (včetně omylů) vyřešit úlohy, které nemají analytické řešení, případně kdy je analytické řešení extrémně složité či výpočetně náročné. Modely lze ověřit vlastnosti nákladných řešení před jejich fyzickou realizací (např. složité integrované obvody, letadla, dopravní systémy). Pod pojmem "experiment" si můžeme představit i analýzu reakcí systému na rozličné sady okrajových podmínek, zejména pokud analyzujeme chování systému pro dalekou budoucnost, kdy je značně obtížné přesně určit, jakých hodnot tyto okrajové podmínky nabudou. Experimentováním s modelem lze také hodnotit dopady scénářů, které nejsou v reálných podmínkách proveditelné (např. z důvodů bezpečnosti nebo rizika poškození nákladného skutečného systému).

S postupným nárůstem výpočetního výkonu v posledních desetiletích proniklo počítačové modelování do většiny technických věd a stalo se důležitou metodou i v biologii, meteorologii, geologii a dokonce v ekonomii a ve vědách sociálních.

Výhody modelů a simulací v energetice, kde se pracuje se složitými a komplexními systémy, a zároveň pravděpodobnostním charakterem vstupů a okrajových podmínek, jsou zřejmé. Jak se pak pracuje se vstupními daty? Při znalosti (tedy jistotě) vstupních hodnot tyto do rovnice či modelu dosadíme a vypočteme žádanou hodnotu. Zpracovatel výpočtu může použít mírně odlišné vstupní hodnoty a zpracovat variantní výpočty, tedy tzv. what-if analýzy. Těmto přístupům můžeme říkat deterministické.

V případě, že hodnoty vstupních veličin jsou známy pouze přibližně, nastupují metody stochastické. V ideálním případě jsou vstupní hodnoty definovány pravděpodobnostním rozdělením. Zdůrazněme, že rozdělení je vícerozměrné, protože vstupních veličin je mnoho a mohou být na sobě závislé. Při použití metody Monte Carlo je pak výpočet proveden řádově 100-10.000krát a pro každý běh výpočtu se konkrétní hodnoty jednotlivých vstupů generují v souladu s jejich pravděpodobnostními rozděleními.

Po proběhnutí dostatečného množství běhů dílčích výpočtů se výsledky zpracovávají klasickými statistickými metodami a pro výstupní hodnotu jsou spočteny vhodné statistické parametry, které charakterizují nejistotu výsledné veličiny. Můžeme konstruovat pravděpodobnostní rozložení nebo počítat obvyklé parametry jako jsou průměr (střední hodnota), směrodatná odchylka, kvantily atd. Pro vyhodnocení kvantitativních veličin ekonomického charakteru (zisk, tržby, náklady, spolehlivost dodávky elektřiny apod.) se standardně využívá metodika Value at Risk (VaR), která odpovídá na otázku, jak veliká hodnota cílové veličiny je "v riziku" (např. firma generující zisk v podmínkách nejistoty může řešit otázku: pod jakou hodnotu neklesne s pravděpodobností 95% zisk v případě zvoleného scénáře).

Dále se tedy budeme zabývat otázkou, jak tyto ověřené a aplikovatelné matematické postupy využít při řešení nejistot v energetice.

UDRŽOVÁNÍ ROVNOVÁHY V ES ČR

Dle § 24, odstavce (1), písmena a) Energetického zákona zajišťuje bezpečný, spolehlivý a efektivní provoz, obnovu a rozvoj přenosové soustavy společnost ČEPS jako provozovatel přenosové soustavy, resp. držitel licence na přenos elektrické energie. S těmito cíli a za tím účelem a) zabezpečuje podpůrné služby a dlouhodobou schopnost přenosové soustavy uspokojovat přiměřenou poptávku po přenosu elektřiny, b) poskytuje službu přenosové soustavy a c) řídí toky elektřiny v přenosové soustavě. Zároveň dle odstavce (2) téhož paragrafu EnZ nesmí být držitelem jiné licence než na přenos elektřiny.

Mimo povinnosti dané EnZ a související legislativou musí ČR, potažmo PPS naplňovat požadavky Nařízení 714/2009, která souvisí s hodnocením výkonové přiměřenosti v horizontu cca 10 let. Přenosovou soustavu, kterou provozuje ČEPS, si lze představit jako plochu mezikruží, která je na svém vnějším obvodu propojena s okolními přenosovými soustavami, uvnitř ní pak jsou vnořeny distribuční soustavy. Většina velkých systémových zdrojů je připojena přímo do přenosové soustavy, některé jsou zaústěny do páteřních vedení distribučních soustav. Drtivá většina spotřeby, obnovitelných a decentrálních zdrojů pak je připojena (umístěna) k distribuční soustavě.

V praxi tedy má ČEPS povinnost zajistit vyrovnanou bilanci elektřiny v ES ČR. A to jak okamžitou při provozu v reálném čase, tak i hodnotit schopnost soustavy (systému = sítě i zdrojů) dosahovat vyrovnané bilance v čase budoucím. Pro plnění svých povinností má k dispozici přenosovou soustavu ve svém vlastnictví, včetně příslušných technických prostředků pro sběr provozních dat a výkon řídících/regulačních zásahů. Při řízení rovnováhy v soustavě se principiálně podřizuje výroba spotřebě. Vlastní zdroje, které poskytují potřebnou flexibilitu pro regulaci výkonu v soustavě, však ČEPS nevlastní, neprovozuje a nemá ani možnost je vybudovat. PPS je tedy dnes při výkonu svých zákonných povinností odkázán na třetí strany - vlastníky a provozovatele zdrojů. O některých zdrojích a většině spotřeb nemá ani přímo dostupná data pro regulaci a musí se spoléhat na data či predikce třetích stran. Rostoucí decentralizace, nárůst OZE a změny spotřebního chování vnáší do systému rostoucí nejistotu, která ČEPSu výrazně znesnadňuje výkon svých povinností. Podívejme se v detailu na zdroje těchto nejistot i na možnosti jejího snížení.

ZDROJE NEJISTOTY NA STRANĚ VÝROBY Zdroje centrální

U centrálních (velkých) zdrojů je jejich chování ovlivňováno strategií vlastníka, efektivností zdroje, dostupností paliv, legislativními omezeními a zejména stářím (dožíváním) zdroje. Při modelování výkonové přiměřenosti jsou zohledňovány i reálné spolehlivostní charakteristiky zdrojů, při modelování síťové a systémové přiměřenosti pak i charakteristiky vedení a dalších komponent systému.

Standardní časový interval při modelování je jedna hodina. S ohledem na rostoucí rozkolísanost spotřeby i vlivy intermitentní výroby se mimo modelování statické bilance však začíná uplatňovat i simulace dynamiky zdroje, tedy schopnost modulovat výkon mezi jednotlivými hodinovými řezy.

Drtivá většina těchto zdrojů je připojena k přenosové soustavě, část zdrojů je připojena k distribučním soustavám. Dispečerské řízení zajišťuje společnost ČEPS. Při zjišťování výhledu provozního režimu je s vlastníky těchto zdrojů jednáno individuálně.

Zdroje decentrální

Definice decentrálního zdroje je vnímána různě. Z pohledu dispečerského řízení ES ČR sem patří zdroje nepřipojené k ASDŘ ČEPS. PPS k těmto zdrojům přistupuje zjednodušeně, jejich budoucí výrobu projektuje na základě agregovaných charakteristik a s využitím statistických metod. Některé tyto zdroje však mohou být připojeny k ASDŘ PDS, případně osazeny průběhovým měřením PDS. Nabízí se tedy součinnost PPS a PDS při hodnocení rozvoje portfolia decentrálních zdrojů i predikci jejich výroby.

Podíl těchto zdrojů na celkovém instalovaném výkonu, potažmo na vyrobené energii je dnes minoritní. S ohledem na formální strategické dokumenty lze však předpokládat postupný útlum zdrojů centrálních a zároveň nárůst zdrojů decentrálních, které v diagramu vytlačují "velké" zdroje. Adopce racionálních nástrojů pro zpracování potřebných dat je tedy logická.

ZDROJE NEJISTOTY NA STRANĚ SPOTŘEBY Spotřeba individuální

Tzv. "velcí" spotřebitelé většinou o charakteru svého odběru vyjednávají jak s provozovatelem sítě, ke které jsou připojení, tak i s obchodníkem, který jim komoditu dodává. Zároveň jsou (dle velikosti) osazeni většinou průběhovým měřením typu A nebo B. Lze tedy předpokládat alespoň základní znalost chování jednotlivých odběratelů a možnost získání profilových dat o jejich spotřebě.

Nejistotou je zejména běžná odchylka v rámci definovaných limitů, což je sice nástroj obchodní, ovšem vyvažování odchylek je realizováno technickými opatřeními.

Spotřeba masová

Zbylých 99% odběratelů je připojeno k napěťové hladině NN, reprezentují téměř 50% koncové spotřeby elektrické energie. S ohledem na jejich počet není individuální interakce možná, jejich chování je hodnoceno pomocí statistických metod. Typové diagramy dodávky jsou představitelem jedné z nich. Mimo klimatické vlivy však zásadně roste diverzita režimových vzorů chování a klesá jejich korelace s vnějšími podmínkami, což snižuje spolehlivost dosavadních statistických nástrojů (např. zmiňovaných TDD).

Závislost chování této masy odběratelů na vnějších vlivech je značně komplexní, přesná predikce chování je obtížná, což je základním zdrojem nejistoty. Chování segmentu obyvatelstva začínají znatelněji ovlivňovat moderní technologie a rostoucí nároky na komfort bydlení.

NOVÉ FENOMÉNY A JEJICH VLIV NA MÍRU NEJISTOTY

Základním postulátem až do dnešní doby bylo přizpůsobování výroby spotřebě. Tento model narušuje růst tzv. "neřiditelné výroby". V budoucnu lze očekávat i její "zanoření" do odběrného místa a tím stále složitější odlišení výrobního a spotřebního chování v rámci individuálního OM.

Předpokládáme i rozvoj nových fenoménů, jako jsou akumulace energie, a to jak statická, tak i "migrující" ve formě elektromobility. Zařazení na výrobní či spotřební stranu spektra je proměnné, což si vyžádá změnu přístupu k predikcím a sesouladění nástrojů projekce chování na straně výroby i spotřeby. Nástroje typu HDO, DSR či DSM ještě více znepřehlední orientaci v chování jednotlivých odběrných míst, místo direktivního řízení zřejmě dojde k adopci multiagentních systémů.

DALŠÍ TECHNICKÉ VLIVY

Mimo lokální výrobu a spotřebu má na rovnováhu v ES ČR zásadní vliv také export a import (přeshraniční tranzit). Fluktuace je dána konfigurací a chováním Evropské sítě a relevantních přispěvatelů. Z pohledu ČR jsou zásadní vlivy výroby z obnovitelných zdrojů související bilanční rovnováha v odlehlých částech kontinentu.

ČAS JAKO SAMOSTATNÝ ZDROJ NEJISTOTY

Nejistota odhadu budoucího stavu sítě je tím větší, čím vzdálenější je časový horizont, pro který jsou stavy odhadovány. Bezprostřední budoucnost nebo krátkodobé výhledy lze modelovat pomocí deterministických metod. Středně a dlouhodobé horizonty jsou predikovány stochastickými nástroji, jejichž základem ovšem je týž deterministický výpočet.

NÁSTROJE A DATA PRO SNIŽOVÁNÍ NEJISTOTY ODHADU BUDOUCÍCH STAVŮ PREDIKCE BUDOUCÍCH STAVŮ

Potřeba snížení nejistoty odhadu budoucích stavů na akceptovatelnou míru vede k budování modelů respektujících známá technická omezení a závislosti a racionální nasazování spotřeb i zdrojů - např. formou unit commitmentu. Do hry proto vstupuje nejen realistický model a racionální uplatnění akceptovatelných zjednodušení, ale i systematický sběr, hodnocení a zpracování vstupních podkladů a jejich transformace do podoby odpovídající nejen potřebám konkrétního modelu, ale i respektující okrajové podmínky jednotlivých scénářů. Uplatnění přístupu risk managementu při rozvoji a provozu sítě vede k využívání whatif analýz, včetně tvorby a zpracování široké palety scénářů s různými předpoklady a okrajovými podmínkami, což však klade vysoké nároky nejen na vlastní model, ale i na systematický preprocesing a postprocesing souvisejících dat.

Předpokladem komfortní práce v oblasti adequacy analýz je především racionální algoritmizace úlohy a její efektivní rozdělení do dílčích úloh, při snaze o maximální přiblížení modelu realitě. Simulační a predikční úlohy provozovateli sítí pomocí modelů a simulací lze zařadit do následujících kategorií: převážně bilanční, kam řadíme všechny adequacy výpočty a data. Jejich cílem je hodnotit budoucí zdrojovou přiměřenost vůči očekávané spotřebě, a v případě indikace zdrojové nedostatečnosti pak iniciovat orgány státní správy k zajištění korekčního opatření, síťové, kam řadíme plány rozvoje ES ČR (s tím, že tyto nástroje bilanční predikci přebírají ze zdrojových dat pro adequacy analýzy). Jejich cílem je hodnotit síťovou, případně systémovou přiměřenost/připravenost na očekávané zatížení ES (PS nebo DS), v případě indikace síťové/systémové nedostatečnosti zajišťuje provozovatel potřebnou investici sám, Risk preparedness a příprava provozu, kam řadíme nejen všechny přípravy provozu, které pro plánování provozu sítě musí zohlednit očekávané bilanční toky (přípravy provozu tedy obsahují bilanční část a síťovou část), ale i specifické detailní analýzy při indikaci rizika ve střednědobém či krátkodobém horizontu, a to včetně simulace efektu různých variant nápravných opatření. Jejich cílem je za-jistit dostatečnou operativní připravenost systému pro kritické situace v reálném provozu. Sem lze přiřadit i rozličné citlivostní analýzy a do budoucna nasazení expertních systému.

ZDROJOVÁ DATA PRO MODELY A SIMULACE

U výrobních zdrojů, ke kterým jsou data zajišťována dotazníky, je uplatňován individuální přístup. Predikce jejich budoucí výroby, resp. disponibility vychází ze specifických dat o každém jednotlivém zdroji, v mnoha případech doplněných i diskusí s provozovatelem zdroje.

U zdrojů, které dnes nejsou součástí dotazníkového šetření, se pro odhad budoucího chování uplatňují zjednodušené postupy, díky kterým lze předpokládat větší nejistotu tohoto odhadu. Tato nejistota dnes není významná z pohledu celkového podílu takto zpracovávaných zdrojů. S předpokládanou postupnou změnou zdrojového mixu je však očekáván významný nárůst podílu DECE a OZE zdrojů v celkovém mixu, adekvátně tedy naroste i podíl chyby odhadu chování těchto zdrojů na celkové chybě simu-lace. Podobně lze charakterizovat i jevy na straně spotřeby. Z pohledu sběru a zpracování dat lze vnímat následující vlivy na zvyšování nejistoty: prvním zdrojem nejistoty je zařazení zdroje či odběratele do správné množiny zdrojů/spotřeb, jež se z pohledu závislosti chování na vnějších vlivech jeví homogenně. počet zdrojů/odběratelů a jejich mezní charakteristiky (Instalované a dosažitelné výkony, rezervovaná kapacita či příkon) jsou popisnými charakteristikami, od kterých se povětšinou odvíjí modelování disponibilního výkonu/příkonu. V této části lze analytiku rozdělit následovně: získání a zpracování historických dat -jako vodítko pro určování dalšího vývoje počtu/výkonu v dané kategorii, zejména u kategorií, kde není očekáván dramatický rozvoj, lze zpracovat analýzu historických časových řad.

odhad budoucích hodnot je kritickou fází modelace budoucí výroby, zejména u kategorií zdrojů a spotřeb, kde lze předpokládat dramatický nárůst a odlišné náhledy různých zájmových skupin na tempo růstu. Nezbytné je ověřování výsledků modelu citlivostní analýzou při zásadní změně okrajových podmínek.

plausibilitu podílu kategorie v rámci celkového zdrojového mixu je třeba ověřovat vůči okrajovým podmínkám scénáře, pro který jsou výše uvedeným způsobem data generována.

identifikace a přiřazení vzoru chování je následnou úlohou pro jednotlivé homogenní segmenty. Cílem je formulovat matematickou závislost hodinové řady výroby či spotřeby dané kategorie v závislosti na čase, počtu, Instalované a dosažitelné výkony, rezervovaná kapacita či příkon a dalších okrajových podmínkách (nazýváme je parametry).

U jevů závislých na přírodních jevech (voda, slunce, vítr) lze úlohu rozdělit na dvě části: určení závislosti na klimatických podmínkách - závislost výroby FVE na osvitu, závislost spotřeby na svícení na osvitu, závislost výroby VTE na síle větru, závislost výroby VE na průtoku vody, závislost spotřeby na vytápění na venkovní teplotě a další. Závislosti lze definovat obecným modelem, v případě požadavku na vyšší přesnost pak korelovat skutečně naměřené chování se skutečným průběhem klimatických podmínek a díky tomu predikci empiricky zpřesňovat, včetně korekce v jednotlivých regionech predikce klimatických podmínek vhodným meteomodelem (teplota, osvit, proudění vzduchu, hydrologický model U jevů nezávislých výhradně na klimatických jevech (např. spalovací zdroje kategorie PE nebo PSE, režimové chování domácností apod.) je pro nalezení vzoru chování nutné provést hlubší analýzu. Předpokládáme, že chování může být determinováno např. některou z následujících závislostí/omezení: technická omezení daná charakterem vzniku paliva, např. bioplynové stanice, zdroje spalující kalový, skládkový plyn apod. technická omezení daná vybavením odběrného místa režimová daná např. provozem zdroje do teplárenské sítě, závislostí odběru na pohybu a přítomnosti obyvatel apod.

obchodní daná provozem zdroje dle určité obchodní strategie - špičkovací zdroj, poskytovatel flexibility v rámci VPP, cenová citlivost odběratele a pod Pro zpracovávání těchto analýz je předpokládán komplexní analytický aparát a sběr pří-slušných dat.

Ve všech případech je třeba také identifikovat zdroje dat pro parametrizaci vzoru chování a obchodně i technicky zajistit sběr těchto dat. Mimo zdrojů obecně dostupných předpokládáme i využití placených zdrojů dat. Nutné bude vybudovat příslušné analytické zázemí a dílčí modely pro zpracování zdrojových dat, vytváření závislostí a parametrů.

Předpokládáme růst spolupráce PPS a PDS, neboť se domníváme, že PDS disponují, resp. budou disponovat přesnějšími a podrobnějšími daty o segmentu spotřeb a výrob připojených k DS, například díky systematickému zpracovávání dat výhledově poskytovaných infrastrukturou AMM/SG.

ZÁVĚR

Na provozovatele sítí, jak přenosové, tak i distribučních, jsou kladeny rostoucí nároky na předvídání budou-cích stavů a hodnocení souvisejících rizik. Simulace a modelování jsou vhodné nástroje pro řešení těchto úloh pravděpodobnostního charakteru. Základem je robustní analytický aparát, doprovázený systematickým sběrem a zpracováním dat. S postupným růstem komplexity řešených úloh se spolupráce mezi PPS a PDS stane nezbytnou, včetně koordinované práce s technickými daty o sítích, spotřebě a výrobě.

Schopnost sledovat a následně predikovat výkonovou bilanci jednotlivých částí ES ČR, od elektráren, předacích míst se zahraničními PS, přes předací místa mezi PS a DS (uzly), rozvodny 110kV, DTS až na úroveň jednotlivých OM bude postupně nabývat rostoucího významu a povede ke sbližování predikčních systémů provozovatelů, a to jak existujících, tak i budoucích, budovaných při zavádění AMM a SG do DS a tím budování nových nástrojů pro udržení stability energetické soustavy (ES ČR) za zhoršujících se podmínek.

---

Ing. David Hrycej, CSc., david.hrycej@cvut.cz Ing. Ondřej Mamula, MBA ondrej.mamula@atos.net

Ing. Ondřej Mamula, MBA

Ondřej Mamula pracuje v energetice od roku 1998. V letech 1998 až 2004 pracoval pro poradenskou společnost Andersen Consulting, později Accenture v oblasti utilit, se zaměřením na strategii, změny podnikatelských modelů a procesní reengineering. V letech 2004 až 2014 pracoval pro Skupinu ČEZ, převážně v oblasti energetické regulace a legislativy, optimalizace a procesně-organizačních změn:

V letech 2004 až 2007 byl členem, později vedoucím Integrační kanceláře ČEZ, jejíž úlohou byla post akviziční integrace a transformace pěti REAS v nové procesně orientované společnosti.

V letech 2010 až 2013 vedl pilotní projekt WPP AMM jako business leader.

V letech 2012 až 2014 připravoval strategii smart grids Skupiny ČEZ.

Od roku 2015 poskytuje expertní poradenství v oblasti smart meteringu a smart grids jako OSVČ. Pro společnost Atos se podílel na projektu RI-SK v oblasti chytrého měření, aktuálně pracuje na projektech zvyšování energetické efektivity, zpracovává koncepty chytrých měst a regionů. Ondřej Mamula vystudoval ČVUT v Praze, fakultu strojního inženýrství. V roce 2007 dokončil postgraduální studium na Joseph M. Katz University of Pittsburg a získal titul MBA. V roce 2017 zahájil postgraduální studium na ČVUT v oboru kybernetiky.

Ing. David Hrycej, CSc.

David Hrycej pracuje v oboru kybernetiky od roku 1987, nejprve na Institutu počítačových věd Akademie věd, později jako poradce pro zahraniční společnosti, zejména v oblastech klasifikace objektů při zpracování obrazu v reálném čase a neuronových sítí. Pro české i zahraniční klienty v oboru energetiky pracuje od roku 1998 převážně na projektech optimalizace portfolia elektráren, budování matematických obchodních modelů, budování nástrojů risk managementu či modelování stavů energetických systémů. David Hrycej vystudoval ČVUT v Praze, fakultu elektrotechnickou, obor technické kybernetiky a teorie řízení. V roce 1986 dokončil postgraduální studium na AV ČR a získal titul CSc.

Atos je lídrem v digitálních službách, který zaměstnává 100 000 zaměstnanců v 72 zemích a dosahuje ro?cního výnosu ve výši 12 miliard EUR. Akvizicí spole?cnosti Siemens IT Solutions and Services v říjnu 2010 začal Atos působit v České republice pod jménem Atos IT Solutions and Services, s.r.o. Atos v České republice zaměstnává 300 zaměstnanců v Praze, Brně, Ostravě a Vysokém Mýtě.

Atos přináší poradenství a systémovou integraci, řízené služby a outsourcing business procesů, cloudové operace, Big Data a řešení pro kybernetickou bezpečnost, stejně tak jako i transakční služby prostřednictvím společnosti Worldline, evropského lídra v oblasti platebních a transakčních služeb. Díky vysoké technologické odbornosti a znalostem průmyslových odvětví společnost Atos pracuje s klienty z různých obchodních sektorů jako jsou: finanční služby, zdravotnictví, výrobní průmysl, média, telekomunikace, energetika, veřejný sektor, doprava, obrana a retailové podniky. Atos se zaměřuje na technologie, které přinášejí pokrok a pomáhají organizacím vytvářet firmu budoucnosti. Společnost Atos jako celosvětový IT partner Mezinárodního olympijského výboru dodává na olympijské hry od roku 2001 dva druhy systému. První systémem je Olympic Diffusion Systems (ODS), který je dále rozdělen na dvě části Commentator Information System, který poskytuje výsledky všech sportovních událostí v reálném čase pro média a olympijské a paralympijské fanoušky. Každý den produkuje tento systém více než 15 terabajtů dat, které doručí za méně než půl sekundy na oficiální webové stránky a mediálním agenturám po celém světě. Druhou částí ODS jsou aplikace Info a MyInfo, které mají za úkol distribuovat klíčové informace o dění na OH. Druhým kritickým systémem je potom Olympic Management Systems. Tento systém obsahuje aplikace, které vyžadují vysokou úroveň kvality, dostupnosti a zabezpečení IT. Na tyto systémy jsou kladeny ty nejvyšší nároky z hlediska zabezpečení, jelikož obsahují sportovní a kvalifikační zápisy a dále akreditace všech zúčastněných osob na OH.

11. 3. 2018; Nedělní Blesk

Umělá inteligencE už předčila lidský mozek...

VILIAM LISÝ:

Mgr. Viliam Lisý, Ph. D. (34), pracuje M Vili Li ý Ph D 34) j na katedře počítačů Elektrotechnické fakulty ČVUT v Praze. Je expertem na umělou inteligenci a jedním z tvůrců neporazitelného pokerového programu DeepStack!

- Co říkáte slovům fyzika Stephena Hawkinga, který varuje, že umělá inteligence se jednou může vymknout kontrole člověka?

"Laická veřejnost, ale i mnozí vědci toho o umělé inteligenci zas tak moc nevědí. Proto je představa o ní dosti zkreslená. A tak vnímám i slova Stephena Hawkinga, který je jinak samozřejmě vynikajícím fyzikem."

- Umělá inteligence je veřejností považována za něco velice složitého…

"Přesně tak, a já rád říkám, že umělá inteligence funguje jako kouzelnický trik. V aplikacích budí dojem, jak je systém mimořádně inteligentní. Ale je to dáno tím, že je to přesně tak narafičené, aby uživatel ze svého pohledu měl dojem, že je to inteligentní. Ale ve skutečnosti je systém za tím velmi jednoduchý a následuje sadu relativně jednoduchých pravidel. Prostě aplikuje program, který dostává. Proto si také nemyslím, že bychom byli blízko nějakým nebezpečným scénářům souvisejícím s umělou inteligencí."

- Co je vlastně umělá inteligence?

"Je to obor informatiky (computer science), který se zabývá úkoly, ve kterých je člověk momentálně lepší než stroj. Ty se samozřejmě časem mění a vyčleňují se z toho postupně různé obory, jako např. strojové vnímání a rozpoznávání obrazů."

- V čem jsou stroje roje lepší než člověk?

"Počítače jsou v některých oborech výborné, protože dokážou zpracovat hodně jednoduchých kalkulací, velmi rychle počítat komplikované vzorce. Ale třeba tak jednoduchá věc, jak rozpoznat, že na obrázku je třeba kočka nebo pes, což je i pro dítě snadné, to je pro stroj velmi obtížný úkol. A umělá inteligence se zabývá právě takovými problémy a snaží se v nich posunout počítače k tomu, aby dokázaly lépe fungovat."

- Je to softwarová záležitost?

"Ano, je to primárně softwarová záležitost, jen občas se objeví nějaké směry, které se snaží v hardwaru implementovat některé postupy, které se původně zkoušely v softwaru, aby to bylo rychlejší. K vývoji přispívají r také stále vyspělejší v grafické karty, které se nepoužívají jen na grafi-ku, ale i na různé výpočty, které jsou časté v umělé inteligenci. Hardware je spíš o tom, jak urychlit věci, které už fungují v softwaru. Klíčový je ale software."

- Jaké má umělá inteligence limity?

"Myslím si, že žádné. Podle mě je vlastně člověk takový biochemický stroj, a čím budeme umět lépe simulovat, jak člověk funguje, tak se mu budeme umět lépe vyrovnat, a když dokážeme některé věci dělat lépe v rámci algoritmů, tak ho dokážeme i v některých ohledech překonat."

- Dokážete už simulovat činnost lidského mozku?

"Ještě nejsme tak daleko, abychom rozuměli lidskému mozku natolik, abychom ho dokázali simulovat. Ale základní principy, na kterých funguje, se často přenášejí do umělé inteligence a pokoušíme se problémy řešit a přenášet do algoritmů pomocí těchto principů."

- Asi je těžké si představit, že vlastně simulujete biochemické pochody v mozku…

"Ano, je to primárně softwarová záležitost, jen občas se objeví nějaké směry, které se snaží v hardwaru implementovat některé postupy, které se původně zkoušely v softwaru, aby to bylo rychlejší. K vývoji přispívají také stále vyspělejší grafické karty, které se nepoužívají jen na grafi- ku, ale i na různé výpočty, které jsou časté v umělé inteligenci. Hardware je spíš o tom, jak urychlit věci, které už fungují v softwaru. Klíčový je ale software."

- Jak fungují takové neuronové sítě?

"Základní koncept je, že mozek je složený z neuronů, které jsou hustě propojené. V těchto propojeních je zachycená paměť a tím, jak navzájem interagují tyto jednotky, mozek počítá. Tyto základní principy se přenášejí do matematických modelů, na základě kterých fungují umělé neuronové sítě."

- Jak vypadá taková neuronová síť?

"Z 99 procent je to software. Existují firmy, které se snaží vytvořit hardware, který opravdu vykonává některé tyto operace, ale primární důvod je, aby to bylo rychlejší. Není to nějaký biochemický umělý mozek, jestli myslíte to.

- Je reálné, že se jedou jednou kompletně nasimuluje lidský mozek?

"Myslím si, že je to reálné, ale ne v blízké budoucnosti. Podle mě to bude možné minimálně za desítky, možná ale až za stovky let. Postupně budeme stále lépe rozumět chemickým procesům probíhajícím v mozku, tak budeme umět stále lépe nasimulovat, jak to funguje."

- Ale možná ani dokonalá simulace neznamená mená nejlepší řešení?

"Přesně tak! Dokonalé simulace mozku nemusí být tím nejefektivnějším způsobem, jak vytvořit umělou inteligenci. Protože už nyní dokáže počítač některé věci řešit lépe a rychleji než lidský mozek."

- V čem počítače stále zaostávají za mozkem?

"Je to především o výpočetním výkonu. Mozek je masivně paralelní, děje se tam strašně moc věcí najednou, v jednom okamžiku, a naše počítače stále do nějaké míry fungují sekvenčně. Představa Předsta simulace mozku v jeho va komplexní složitosti je zatím z výpočetního hlediska nemožná, ale nemusí nemožná to být ani nutné, jak jsem už řekl."

- Dá se říct, že jsme ještě mozek v celé jeho složitosti nepochopili?

"Ano, nevíme proto, ani co předně chceme simulovat, a i kdybychom to věděli, tak na to nemáme dostatečný výkon. Takže na to, abychom dokázali vytvořit vytvo velmi výkonné počítače, nepotřebujeme úplně pochopit mozek, třeba dokážeme i jinými způsoby kážeme vytvořit velmi inteligentní stroje."

- Spolupracujete při využívání neuronových sítí s biology a lékaři?

"My přímo ne, protože my sítě využíváme a snažíme se nad nimi stavět další technologie. Ale vědci, co se zabývají vývojem těchto sítí, samozřejmě úzce spolupracují s biology právě kvůli tomu, jak lidský mozek funguje a jaké inspirace by odtud mohli získat."

- Bude jednou lidský mozek překonán stroji, co se týče schopností?

"Už nyní je v mnoha ohledech překonán, počítač dokáže prohledávat obrovské databáze, dokáže s i zapamatovat velké množství informací, což by lidský mozek nikdy nedokázal. Takže stroje budou v nějakých úzkých oblastech člověka překonávat, ale že bychom komplexně mozek stroji překonali, to mi přijde jako věc hodně daleké budoucnosti."

- V čem je největší síla lidského mozku?

"V obecnosti, a to je také aspekt, kterého se lidé lid obávají, tedy te obecné umělé inteligence. Pokud Po by se podařilo vyvinout vyv umělou inteligenci, která bude rychlejší a efektivnější k než lidský mozek a bude autonomní, tak z toho mohou plynout rizika. A dává smysl, že se tím už lidé začali zabývat. Abychom něco nepřehlédli…"

- A stroje nás pak neodstavily…

"Něco v tom smyslu. Ale hysterie rozhodně není namístě, jen to nesmíme podcenit. A třeba Stephen Hawking a další vynikající vědci předkládají katastrofické vize právě z toho důvodu, abychom to nepodcenili a opravdu se jednou něco takového nestalo. Snaží se zburcovat lidi."

- K takovým katastrofickým vizím asi vedou představy o systémech, které se samy zdokonalují…

"Ano, tímto směrem se nyní pracuje, ale většinou jsou to jen velmi úzké no oblasti specializované na jednu věc. Když máme oj systém na rozpoznávání hlasu, tak ten systém bude umět stále dokonaleji rozpoznávat hlas a přepisovat ho s méně a méně chybami do textu. Ale když od něho budeme chtít rozpoznat i obrázky, tak to absolutně nezvládne."

- A umí se tento systém sám učit?

"Ano, systém má základní strukturu, která je uzpůsobena pro řešení jednoho problému, má data na vstupu a výstupu, a z těch dat se pak sám učí. Trvá to velmi dlouho a je to jen jedna specializovaná oblast."

- Váš tým už takovou specializovanou umělou inteligenci sestrojil v podobě systému hrajícího poker…

"Ano, DeepStack je právě taková úzce specializovaná umělá inteligence. Skvělý pokerový algoritmus, ale kdybychom chtěli, aby podobně skvěle hrál třeba bridž nebo šachy, tak se sice dají opětovně použít některé základní myšlenky, ale museli bychom vyřešit mnoho dalších problémů, udělat hodně výzkumné práce, aby to dokázalo hrát také bridž a šachy."

- Jak dlouho vzniká takový umělý pokerový šampion?

"Pracoval na tom rok desetičlenný tým lidí."

- Jak jste ho vytvořili?

"Vymysleli jsme systém, který umí dobře hrát poker. Dali jsme mu neuronovou síť, algoritmus, jak tu síť trénovat, bylo tam hodně strojového učení, ale zároveň hodně věcí, které jsme tam nenaprogramovali, ale nechali jsme ten systém se to naučit. Ale to stále znamená, že jsme museli připravit data, ze kterých se bude učit, nějakým způsobem navrhnout algoritmus, kterým se bude učit, a potom mít velké množství výpočetního výkonu. Zdaleka to ještě není tak, že bychom měli nějaký obecný systém, který můžeme naučit úplně cokoliv."

- Proč je váš systém lepší než pokeroví šampioni?

"Hraje výrazně lépe a rychleji než člověk, protože lidé jsou relativně špatní, co se týče statistik, a ta je v pokeru hodně důležitá. A náš systém přesně vyhodnocuje, jak hrát s pravděpodobnostmi v určitých situacích, což lidský mozek tak precizně nedokáže. Náš systém odhalil v jednoduchých pokerových situacích zákonitosti, na jejichž základě se naučil odhadovat, jak je ta která situace pro něj výhodná."

- Vy jste naučili počítač i blafovat, jak jste to dokázali?

"To se naučil on sám, protože poznal, že je to důležité a jen tak může zvítězit. A naučil se to tak, že hrál velké množství partií sám proti sobě. My jsme mu jen řekli, jaká jsou pravidla, a nechali ho hrát. A on se metodou pokus - omyl a projížděním statistik her naučil blafovat. Pokud by nikdy neblafoval, jeho kopie hrající za oponenta by se naučila po zvýšení vždy slabší karty složit. Proto zkoušel občas zvyšovat i se slabými kartami. A pokud to nedělal příliš často, oponent slabší - karty složil. l. Postupně se pak ak naučil, jak často sto je optimální blafovat často a jak často a s jakými kartami na druhé straně hrát dále."

- Takový softwarový softwarosystém musí být velice složitý!

"Systém byl tvořen více než 100 000 řádky programu. Samotná neuronová síť, která tvoří jen jeden komponent systému, je datová struktura, jejíž každá jednotlivá jednotka byla relativně jednoduchá. Složitost ale vzniká z toho, že těch jednotek bylo propojených sedm vrstev po 500 jednotkách, takže 3500 těchto jednotek. A mezi jednotlivými vrstvami byly ty jednotky plně propojené."

- Když se takový umělý inteligentní systém napojí na internet, jaká jsou rizika?

"Vycházíme z toho, že musíme takovému systému nejprve naprogramovat nějaký cíl, který se bude snažit plnit, a nějaký základní algoritmus, jakým způsobem bude ten cíl plnit. Lidé často dodávají umělé inteligenci lidské vlastnosti, že třeba bude závistivá, že bude chtít ovládat svět, že má prostě emoce. Ale žádné emoce stroje nemají, pokud se to do nich samozřejmě nepokusíme naprogramovat."

- Myslíte si, že se jednou nebude chtít umělá inteligence zbavit člověka?

"Může se stát v horizontu stovek let, že u nějaké takové vyspělé obecné inteligence nastane nějaká chyba, teroristé do ní zadají zlovolné cíle a podobně. Ale věřím, že budou existovat další mocné umělé inteligence, které budou schopné ji zastavit."

- Největším nebezpečím umělé inteligence asi bude možnost jejího zneužití?

"Ano, největším rizikem jsou lidé, kteří takovou techniku zneužijí ke svým cílům…"

---

POZNAT PSA JE PRO POČÍTAČ HODNĚ SLOŽITÉ... UMĚLÁ INTELIGENCE SE NESMÍ PODCENIT!

KDO JE VILIAM LISÝ

Je odborným asistentem na katedře počítačů Elektrotechnické fakulty ČVUT. Nejprve studoval na matfyzu v Praze, magisterské studium dokončil v Amsterodamu, doktorát na ČVUT v Praze. V rámci doktorátu byl na zahraničních stážích mimo jiné v USA, po doktorátu působil na University of Alberta v kanadském Edmontonu. NÁŠ SYSTÉM SE NAUČIL BLAFOVAT V POKERU SÁM.

11. 3. 2018; letistecr.cz

ČVUT otevírá Drone Academy

Od 5. března 2018 se studenti ze všech součástí Českého vysokého učení technického může zapisovat do ČVUT Drone Academy. Ta bude probíhat na Fakultě elektrotechnické v nově zrekonstruované laboratoři katedry měření T2:H1-34. Cílem ČVUT Drone Academy je poskytnout studentům zajímavou mimoškolní činnost zaměřenou na oblast bezpilotních létajících prostředků. ČVUT Drone Academy zahrnuje nejen praktickou výuku pilotáže, ale i soutěže, zajímavé přednášky na aktuální témata a mnoho dalšího. Přednášky jsou určeny i široké veřejnosti. Posluchači se naučí např. postavit a provozovat vlastní dron či získají přehled o aktuálních užívaných technologiích.

ČVUT Drone Academy je určena všem zájemcům a to jak pilotům začátečníkům, tak i pokročilým.

Další informace na stránce http://aerospace.fel.cvut.cz/droneacademy.

8. 3. 2018; E15

Školy vstupují do světa digitálních her

Už několik let v České republice fungují a stále přibývají studijní obory určené výhradně budoucím autorům herní tvorby, od středoškolských kurzů až po magisterské programy. Vzdělání pro uplatnění v herním průmyslu nabídne například i pražská FAMU. Poptávka po absolventech těchto oborů rychle roste.

Vzdělávací programy pro oblast tvorby počítačových a jiných her reagují na rychlý růst a rozvoj české herní produkce s velkým zpožděním oproti západním zemím, ale o to s větším nadšením a odhodláním. Svou hravost a talent tak mohou studenti a studentky rozvíjet a uplatnit v oboru, který je v mnoha případech jejich splněným snem.

Střední školy

První maturanty se specializací vývoj her a multimediálních aplikací vyslala do světa Střední škola filmová, multimediální a počítačových technologií ve Zlíně. Vedle základů programování, operačních systémů a počítačových sítí si zde studenti osvojují například i sociální sítě, robotiku a mobilní aplikace či základy marketingu.

Druhým středoškolským oborem je animace a Game Art na Střední umělecké škole grafické v Jihlavě. Denní forma studia má za cíl připravit absolventy na samostatnou práci v oblasti animovaných filmů a počítačových her a případně umožnit pokračování ve studiích na vyšším typu škol.

Na tento obor lze přímo navázat na Vyšší odborné škole grafické Jihlava, oborem multimediální umělecká tvorba se zaměřením herní tvorba. Studenti získají nejprve obecné základy a poté se dva ročníky věnují pouze předmětům zaměřeným na vývoj her a vypracovávají závěrečný absolventský projekt.

O herní tvorbu se začínají zajímat i další střední školy, příkladem může být letní dílna o vývoji her pořádaná "Kybernou" v Hradci Králové (střední škola a vyšší odborná škola aplikované kybernetiky).

Vysoké školy

Uchazeči o studium herní tvorby na vysokých školách si mohou vybrat hned z několika technicky i umělecky zaměřených bakalářských a magisterských programů. Nejvíce výsledků má za sebou obor vývoj počítačových her na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Tento prozatím jen navazující magisterský program se kromě vybraných technik počítačové grafiky zaměřuje především na znalost softwarového inženýrství nutnou pro vývoj rozsáhlých herních projektů a na umělou inteligenci a inteligentní agentní systémy. Klíčovou součástí studia jsou praktické kurzy a dílny, kde studenti vyvíjejí vlastní herní prototypy, často spolu se studenty jiných oborů a pod vedením profesionálů z hlavních českých herních společností.

Technicky orientované vzdělání nabízí i Fakulta elektrotechnická v rámci ČVUT v Praze ve formě bakalářského oboru počítačové hry a grafika, za kterým stojí zejména lidé z katedry počítačové grafiky a interakce. Studenti v týmech společně pracují na vývoji svých vlastních her a během studia získávají základy z oblasti programování 2D a 3D grafiky, umělé inteligence a uživatelského rozhraní.

Umělecky zaměřeným zájemcům o studium herní tvorby je určen Ateliér animované a interaktivní tvorby na Fakultědesignu a umění Ladislava Sutnara při Západočeské Univerzitě v Plzni.

V první polovině tříletého bakalářského programu si studenti osvojují tradiční i digitální technologie 2D a 3D animace včetně přípravných prací a postprodukce, ve druhé polovině získají základy historie her, herního designu, vývoje a propagace a součástí je i vytvoření jednoduchých her v rámci týmů. V navazujícím tříletém magisterském programu pak mají studenti větší prostor věnovat se vývoji vlastních herních projektů.

Úspěch každého herního průmyslu vychází zejména ze schopností herních producentů vyrábět komerčně úspěšné hry a z nadání herních designerů pro navrhování populárních titulů. Překvapivě nejdelší tradici ve vzdělávání herních producentů má pražská Filmová a televizní fakulta AMU, kde už přes deset let funguje seminář o produkci a distribuci her.

Magistr herního designu

V příštím roce navíc FAMU otevře dlouho připravovaný dvouletý magisterský obor herní design určený bakalářům kteréhokoli oboru. Studenti získají důkladnou průpravu v navrhování her od úspěšných českých designerů i základy ostatních tvůrčích oblastí (scenáristika, zvuk, animace, produkce…), budou absolvovat praxi v herních studiích a vytvářet své vlastní projekty s podporou vedoucích dílen. Na konci prvního ročníku vytvoří funkční prototyp hry a jako závěrečný projekt druhého ročníku dokonce celou hru, kterou bude možné publikovat.

Ke spolupráci při přípravě tohoto oboru byly přizvány české herní společnosti, které uspěly díky hernímu designu, často zde budou přednášet i úspěšní zahraniční tvůrci a studenti budou moci pobýt jeden semestr v rámci výměnného programu na některé ze zahraničních univerzit s výukou herního designu.

FAMU zatím vybavuje univerzitní knihovnu všemi aktuálními publikacemi o herním designu, plánuje pořízení potřebných nástrojů i rozsáhlé sbírky her. Koordinátoři oboru se inspirovali podobnými studijními programy při návštěvách finské Aalto Univerzity, holandské University of Applied Sciences, Gobelins v Paříži, IT University a Royal Danish University v Kodani a University of Art and Design v Berlíně.

Magistři herního designu by měli být schopni navrhovat a prototypovat hry pro všechny platformy, všech žánrů a velikostí, měli by umět vést tým a zajistit financování, produkci, publicitu a distribuci a také by měli mít ambice iniciovat vlastní projekty a zakládat nová studia. Skutečný úspěch všech těchto oborů bude ale nakonec záviset na tom, nakolik lektoři dokážou své studenty inspirovat a motivovat. ?

8. 3. 2018; Vesmír

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze

Lékařská elektronika a bioinformatika

Rozvoj nových technologií s sebou přináší řadu možností, jak zlepšit náš každodenní život. Bez moderní techniky si už jen málokdo dokáže představit svůj běžný den. Na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze vznikají i aplikace, které mohou pomoci odhalit příznaky závažných nemocí a následně přispět k jejich úspěšné léčbě. Například pro pacienty s Parkinsonovou chorobou vzniká díky biomedicínskému výzkumu naděje na zmírnění jejich obtíží.

Jedním z hlavních proudů biomedicínského výzkumu, ve kterém dosahuje špičkových mezinárodních výsledků tým Ing. Jana Rusze, Ph. D., je zpracování biologických signálů pro účely vývoje inovativních diagnostických a terapeutických postupů u neurologických onemocnění, jakými jsou například Parkinsonova nemoc či roztroušená skleróza (viz také Vesmír 95, 22, 2016/1).

Pro vývoj léčby, stanovení přesné diagnózy a prognózy onemocnění je zásadní mít k dispozici vhodná objektivní měření, tzv. biomarkery, které úzce souvisejí s přítomností nebo progresí symptomů charakteristických pro danou nemoc. Mezi tyto biomarkery patří například měření očních pohybů, chůze, stability, jemné motoriky horních končetin či kvality řeči.

Naši schopnost mluvit tvoří dokonalá souhra velkého množství svalů řízená několika mozkovými centry. Hodnocení kvality řeči má proto dobrý potenciál být extrémně citlivým biomarkerem neurodegenerativních změn, neboť charakter poruchy řeči úzce souvisí s oblastí postižení mozku. Přesná lokalizace postižené oblasti pak může napomoci k diferenciální diagnostice mezi různými typy neurologických chorob. Například řeč u pacienta s Parkinsonovou nemocí se běžně projevuje monotónním hlasem, zatímco u pacienta s roztroušenou sklerózou dochází k naprosto opačnému jevu, to jest k přehnané dynamice řeči.

Hlavním cílem výzkumu je vývoj nových technologií založených na metodách digitálního zpracování signálu pro identifikaci různých řečových dimenzí, jako je například chrapot, koktavost, zrychlené tempo řeči či nepřesná artikulace. Jedná se o vysoce interdisciplinární spolupráci mezi obory biomedicínského inženýrství, neurologie a lingvistiky. V praxi to vypadá zhruba tak, že pacient přijde na kliniku, kde s ním nejprve neurolog a neuropsycholog provede základní motorické a kognitivní testy, a poté je odeslán na vyšetření řeči za logopedem, který s ním nahraje jednoduchý patnáctiminutový řečový test. Pořízené signály pak zpracovávají a analyzují inženýři s využitím moderních metod strojového učení.

V současnosti je o výsledky výzkumu mimořádný mezinárodní zájem, což potvrzuje i získaný prestižní americký grant Michael J. Fox Foundation, na němž spolu s FEL ČVUT spolupracuje sedm medicínských univerzitních pracovišť z Kanady, USA, Německa, Rakouska, České republiky, Itálie a Francie. Cílem projektu je vytvořit jednoduchý screeningový test na bázi řeči pro zachycení Parkinsonovy nemoci již v jejích počátcích, což je základní předpoklad pro úspěch budoucích klinických studií zabývajících se vývojem neuroprotektivní léčby.

Dalším zajímavým tématem se ve spolupráci s lékaři z 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy zabývá prof. Dr. Ing. Jan Kybic. n

Nový studijní program propojuje obory

Vedle studijních programů Elektrotechnika, energetika a management, Elektronika a komunikace, Kybernetika a robotika, Otevřená informatika, Otevřené elektronické systémy, Softwarové inženýrství a technologie, Elektrotechnika, elektronika a komunikační technika, Inteligentní budovy, Biomedicínské inženýrství a informatika, Letectví a kosmonautika je v plánu na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze od akademického roku 2018/2019 otevřít také nový program Lékařská elektronika a bioinformatika. Absolventi bakalářské etapy programu Lékařská elektronika a bioinformatika budou mít široký teoretický matematicko-fyzikální základ a rovněž hluboké znalosti z elektrotechniky, elektroniky, informatiky a počítačových věd, doplněné o biomedicínské základy a znalosti lékařských aplikací. V magisterské etapě studia si pak mohou vybrat specializaci v oblastech bioinformatiky, lékařské techniky, zpracování obrazů nebo zpracování signálů. bio.fel.cvut.cz

Špičkový výzkum propojený s praxí

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze, která se dlouhodobě řadí mezi první desítku výzkumných institucí v České republice, byla založena v roce 1950 a v dnešní době se skládá ze sedmnácti kateder. V oblasti výzkumu se podílí na konkrétních výzkumných a inovačních projektech na objednávku průmyslových partnerů a bezpečnostních a vojenských institucí. Účastní se kosmických projektů a pracuje pro státní agentury. Řeší řadu mezinárodních i tuzemských grantových projektů základního i aplikovaného výzkumu. V roce 2017 zahájila řešení devatenácti nových projektů Grantové agentury České republiky. Při posledním hodnocení nejlepších výsledků českého výzkumu vybraly expertní panely RVVI 276 českých prestižních publikací a patentů - z toho 14 patří autorům z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze. Důležitou činností Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze je také výchova nových odborníků a vědců. Na jednoho pedagoga na fakultě připadá v průměru jen sedm studentů, což umožňuje přímé osobní kontakty učitelů s každým studentem. Studenti se zapojují do výzkumných projektů často již během bakalářského studia. Fakulta má také rozsáhlou spolupráci se zahraničními institucemi, a proto mohou její posluchači využít širokou nabídku výměnných studijních pobytů a stáží.

Foto: Změny v akustickém signalu vlivem neurodegenerace - časový průběh (nahoře) a spektrogram s vyznačenými formantovými frekvencemi (dole). (Formant je frekvence charakteristická pro danou pozici jazyka a rtů.)

Foto: Co se děje v mozku? Nezačínají se v něm projevovat neurodegenerativní změny směřující k Parkinsonově chorobě nebo k jinému onemocnění? Analýza hlasu nás může varovat v předstihu.

8. 3. 2018; Vesmír

Automatická detekce nádorového onemocnění kostní dřeně

Mnohočetný myelom je závažné nádorové onemocnění bílých krvinek. Jeho nejčastějšími příznaky jsou únava, opakované infekce a bolesti kostí, neboť nádorové buňky se vyskytují zejména v kostech a v kostní dřeni, kde narušují krvetvorbu, vyplavují vápník a destruují kost.

Toto onemocnění je nejčastěji diagnostikováno pomocí krevních testů a kostní dřeně.

V případě pozitivního výsledku je pak provedeno celotělové vyšetření pomocí rentgenu, výpočetní tomografie (CT), pozitronové emisní tomografie (PET-CT) nebo magnetické rezonance (MR) ke stanovení rozsahu kostního postižení. Ve zhotoveném vyšetření radiolog hodnotí zejména nádorová ložiska v kosti, případně v kostní dřeni.

Hodnocení je časově náročná a vysoce odborná činnost, kterou může usnadnit počítač. Na katedře kybernetiky Fakultyelektrotechnické ČVUT ve spolupráci s lékaři z 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy vyvíjíme program pro automatickou detekci mnohočetného myelomu z CT vyšetření. Náš postup se skládá z více kroků: nejprve na obrázku metodami analýzy obrazu ohraničíme samotnou kost a kostní dřeň a po kompenzaci individuálních anatomických rozdílů sestavíme ze snímků zdravých pacientů statistický model kosti. U nově zkoumaného snímku pak detekujeme místa s významnými odchylkami od tohoto modelu. Počítač označí přítomnost infiltrace na základě počtu a rozsahu detekovaných odchylek (viz obr.), a to za použití metod strojového učení.

Zajímavostí naší metody je, že na rozdíl od klasického postupu nevyžadujeme, aby nám lékařiexperti v trénovacích datech přesně označili jednotlivá ložiska. To by totiž bylo extrémně časově náročné, a navíc je pro samotné lékaře obtížné hranice ložisek jednoznačně určit. Místo toho nám stačí celková informace, zda je, či není postižení přítomno. Obecně se tomuto typu klasifikačních úloh říká Multiple instance learning, tedy učení z více instancí, a jedná se o velmi perspektivní třídu postupů zejména v oblasti počítačového zpracování lékařských dat, kde je na rozdíl od jiných oblastí aplikací umělé inteligence získání většího množství kvalitně označených trénovacích dat zpravidla problematické.

Již naše současná verze metody dosahuje přesnosti klasifikace lepší než 98 %. Skýtá tak možnost pomoci jak při hodnocení skeletálního postižení u pacientů s mnohočetným myelomem, tak při detekci postižení u dalších CT vyšetření provedených za jiným účelem.

Náš výzkum je podpořen grantem Grantové agentury ČR a byl již publikován v časopise Computers in Biology and Medicine.

6. 3. 2018; Root.cz

Ondřej Žára - async/await v praxi - jsDevMeetup

Přijďte 13. března na přednášku vývojáře ze Seznamu Ondřeje Žáry. Na přednášce s názvem Async/await v praxi se dozvíte o výhodách a úskalích používání funkcí async a await v JavaScriptu. Další přednáška z cyklu jsDev Meetups se koná od 18:30 v posluchárně T9:111 na FIT ČVUT v Praze. Na akci je nutné se zaregistrovat na stránce meetup.com. Tématem přednášky je případová studie desktopové aplikace, konkrétně tvorba asynchronního IO pomocí funkcí async, await a frameworku Electron. Přednáška se bude zabývat kvalitami a záludnostmi při používání JavaScriptových funkcí async a await na konkrétní ukázce desktopové aplikace s názvem "cfo". Ondřej Žára se zabývá JavaScriptem a souvisejícími webovými technologiemi již velmi dlouho, v Seznamu pracuje více než 11 let. Kromě toho o webových tématech přednáší na FEL ČVUT. Předminulý rok napsal také knihu o JavaScriptu pro středně pokročilé.

4. 3. 2018; root.cz

Foto galerie: neděle na konferenci InstallFest 2018

V neděli pokračuje desátý ročník konference InstallFest. Nahlédněte s námi do budovy FEL ČVUT na Karlově náměstí, kde probíhají přednášky, workshopy a setkání geeků a lidí kolem open source.

Obsah textu je dostupný na adrese https://www.root.cz/galerie/installfest-2018-nedele/.

3. 3. 2018; root.cz

Foto galerie: sobota na konferenci InstallFest 2018

Dnes začal desátý ročník konference InstallFest. Nahlédněte s námi do budovy FEL ČVUT na Karlově náměstí, kde probíhají přednášky, workshopy a setkání geeků a lidí kolem open source.

Obsah textu je dostupný na adrese https://www.root.cz/galerie/installfest-2018-sobota/.

2. 3. 2014; Root.cz

InstallFest proběhne už tento víkend na Karlově náměstí

Už během tohoto víkendu 3. a 4. března proběhne v Praze na Karlově náměstí v budově FEL ČVUT desátý ročník obnovené konference InstallFest. Čeká nás 29 přednášek ve dvou sálech a k tomu 11 prakticky zaměřených workshopů, program je opět nabitý zajímavými tématy. "Letos jsme se v programu zaměřili více na začátečníky a chceme jim umožnit si věci prakticky vyzkoušet, proto jsme prodloužili sekci workshopů," říká hlavní organizátor Petr Hodač. InstallFest 2017 sobota Čeká nás stavba domácí Wi-Fi sítě, bezpečná správa hesel, správa virtuálního serveru, základy e-mailové netikety a první nesmělé krůčky po příkazové řádce. Na své si přijdou ale i pokročilí uživatelé se zájmem o hodně technická témata: automatické síťové instalace, vývoj na Linuxu či analýza síťových měření v Pythonu. Kromě toho potkáte spoustu zajímavých lidí a můžete si dát i výbornou kávu. Registrujte se a pak hlavně přijďte. Root.cz je mediálním partnerem akce.

Za obsah odpovídá: Ing. Mgr. Radovan Suk

Fakulta elektrotechnická

České vysoké učení technické v Praze

ČVUT v Praze

Spojujeme elektrotechniku a informatiku.