Česko je špičkou ve výzkumu umělé inteligence
Česko je špičkou ve výzkumu umělé inteligence
autor: Filip Černý - ilustrace

Společnost Facebook zapojila české univerzity ČVUT a VUT do programu FAIR (Facebook Artificial Intelligence Research), který má za cíl urychlit pokrok v oblasti umělé inteligence. Oběma univerzitám Facebook poskytne výkonné servery, jež mají pomoci výzkumným skupinám k rychlejšímu zvládnutí výpočetních operací.

"Nové servery nám pomohou významně urychlit výzkum v oblastech počítačového vidění a strojového učení," říká docent Ondřej Chum z Fakulty elektrotechnické ČVUT. To doplňuje i docent Jan Černocký, vedoucí Ústavu počítačové grafiky a multimédií na Fakultě informačních technologií VUT v Brně. "Díky výkonným serverům zvýšíme výpočetní výkon a výzkumné skupiny budou moci provádět datově náročné výpočty, především v oblasti získávání dat z řeči, zpracovávání obrazu a videa, počítačové grafiky či výpočetní fotografie."

Naučit stroje, aby uměly rozpoznávat lidskou řeč a na základě toho vykonávaly zadané úkoly, je v současnosti velikým trendem. Viditelné je to zejména u firem jako Apple, Google a Microsoft, jež své "umělé inteligence" integrují přímo do mobilních operačních systémů (Siri a další). Ale možnosti reálného využití jsou daleko větší - zajímají se o ně armády, call centra a podobně. Česko patří mezi velké tahouny celého oboru. Výzkumníci z VUT založili společnost Phonexia, jejímž hlavní úkolem bylo "vzít na škole vytvořené technologie, vytvořit program a ten následně přenést do komerčního prostředí". Phonexia za užívání technologií platila licenční poplatky a škola projekt považuje za ukázku praktického přenosu technologií. Firma funguje a produkty na rozpoznávání řeči dodává i americkým tajným službám. Na VUT dělali i na jiném projektu, když ministerstvo vnitra potřebovalo technologii pro identifikaci řečníka.

TECHNIKA NA ŠPICI - PRAHA, BRNO, LIBEREC A PLZEŇ

Kromě VUT se výzkumy zabývají i na univerzitách v Liberci a Plzni a IBM v Praze provozuje vlastní výzkumnou laboratoř. Není proto divu, že se objevil nový program FAIR společnosti Facebook v polovině loňského roku. Má za cíl urychlit výzkum umělé inteligence, jenž se často potýká s nedostatečnou infrastrukturou, nástroji a technologií. Facebook se tímto způsobem snaží pomoci s řešením technických a infrastrukturních problémů při výzkumu. Facebook celkem poskytne 22 vysoce výkonných serverů s GPU výpočetními akcelerátory 14 nejvýznamnějším výzkumným skupinám v devíti evropských zemích. Dar má podobu extrémně výkonného počítače. "Ve výzkumu umělé inteligence panuje obrovská rozmanitost. Jsme přesvědčeni, že významně urychlíme pokrok a inovace v celém odvětví, pokud předním výzkumným týmům poskytneme potřebnou technologii," řekl Yann LeCun, ředitel programu FAIR.

UMĚLÁ INTELIGENCE A ZPRACOVÁNÍ OBRAZU

Profesor Jiří Matas působí v Centru strojového vnímání ČVUT v Praze. Titul Ph.D. získal na University of Surrey a publikoval více než 200 článků v recenzovaných časopisech, účastní se nejprestižnějších světových konferencí v oboru.

Co se týče odborného zájmu, jeho pracoviště zkoumá právě rozpoznávání objektů, vyhledávání obrazových informací atd. Matas je i spoluautorem několika patentů. Jde o odborníka, který si získal mezinárodní renomé v oboru, přesto uvádí, že i v Praze lze dělat špičkovou vědu. "Málokdo si uvědomuje, že vysoká škola má čtyři nohy. První je výuka, pak výzkum, třetí nohou by mohl být přenos výsledků výzkumu do praxe a podpora domácího průmyslu. Někdy to ani není výzkum, ale spolupracujete s malou firmou, která nemá vlastní vývojové oddělení. Tou čtvrtou nohou je podpora odborné komunity," říká Jiří Matas. Poskytují i odborné konzultace lidem ze státní správy. Právě v oblasti IT se nyní většinou uzavírají ty nejlukrativnější smlouvy, poměrně dobře se daří i chemikům.

Výraz umělá inteligence se dlouhá léta používal jen ve sci-fi románech, v posledních letech se ale stále intenzivněji prosazuje také v realitě. Foto: Wiki ilustrační

Reputaci si česká pracoviště získala proto, že publikují na zajímavých konferencích. Facebook například vloni založil v Paříži velikou významnou laboratoř na výzkum umělé inteligence, jmenuje se Faire. Nabírá spoustu lidí. Dostali i peníze na to, aby podpořili výborná výzkumná pracoviště v Evropě. Facebook a Google, když se v oblasti umělé inteligence něco nového vyvine, mají páky na to, aby z nápadu vytěžily ekonomický zisk. Když někdo zjistí, jak rozpoznávat třeba obličeje, Facebook dokáže prakticky označovat fotky, přeposílat je kamarádům atd. Takže vědci něco vymyslí a Facebook přijde s novou službou. Podobně se chová třeba i Google ve Standfordu.

Umělá inteligence se rodí i v univerzitním start-upu

Témata výzkumu umělé inteligence se na ČVUT natolik rozšířila, že tam funguje i špičkové středisko Artificial Intelligence Center. Šéfem jeho týmu je profesor Michal Pěchouček. Jeho ambicí je vybudovat výzkumné pracoviště mezinárodního stylu. Chce, aby jeho studenti byli světová "třída" a cena ze jejich práci byla co nejvyšší. Centrum má být i líhní univerzitních firmiček a start-upů.

Za tímto novým centrem je i veliký byznysový příběh. Michal Pěchouček s Martinem Rehákem, kybernetici z ČVUT, založili asi nejznámější univerzitní start-up v Česku. Jejich IT firmu Cognitive Security, jež přišla s převratným využitím umělé inteligence v prevenci před viry a útoky hackerů, odkoupil v roce 2013 americký gigant Cisco. A zatímco Rehák v pražské pobočce šéfuje vývoji, profesor Pěchouček se vrátil na školu.

"Máme široký záběr: agentní technologie, teorii her, kyberbezpečnost, robotiku i dopravní systémy," říká Pěchouček, jenž vede vědce, kteří už léta spolupracují s americkým letectvem či námořnictvem. Jeho studenti už pracují třeba na londýnské King's College, na Edinburské univerzitě nebo na MIT. V cizině uspěl třeba Antonín Komenda, který pracoval v Technionu v Izraeli a v Praze buduje skupinu automatického plánování. Jan Faigl byl zase Fulbrightovým stipendistou v Kalifornii a věnuje se tématu šestinohých robotů (podobných slavné robotické "mule" od firmy Boston Dynamics) a problematice mapování okolí a sběru informací.

Jak je vidět, i malá země může být ve vědeckých oborech na špičce, pokud se ze zahraničí vrátí profesionálové se zahraniční zkušeností a podporují svoji "alma mater" a vědu a podnikání v tuzemsku.

ROZVOJ HLUBOKÝCH SÍTÍ

V posledních letech rozvoji umělé inteligence pomohl rozvoj hlubokých sítí, což je metoda strojového učení. "V minulosti měl obor umělé inteligence několik období mrazu, v posledních třech letech začala řada věcí fungovat. Ne dokonale, ale třeba Google, Amazon či Tesla nabírají spoustu lidí, protože tyto technologie se budou objevovat například v autonomních autech," vysvětluje Jiří Matas. "Výzkum není ještě hotový, protože třeba v autech, kde je spousta šumu nebo mluví tři lidé přes sebe, problém trvá. Ale třeba ovládání hlasem v mobilu už funguje celkem dobře. Dalším směrem vývoje jsou i simulace budoucí dopravy aut bez řidičů a zkoumání, jak dlouho budou koexistovat s těmi řiditelnými, čímž se zabývá Michal Čáp - "fulbrightista" se zkušeností z MIT.

SPOLUPRÁCE S FIRMAMI

Matas pracoval deset let v Anglii, měl možnost se porovnat se světovými špičkami. Je příkladem toho, že i český vědec může mít zdravé sebevědomí. "Jsem spokojený a nic mi nechybí. Mluvil se mnou šéf výzkumu v Amazonu a nabízel mi místo. Od jisté chvíle mám ale peněz dost. Tudíž na mě peníze jako motivace nefungují, takže by mě muselo přitáhnout třeba inspirativnější prostředí nebo zajímaví spolupracovníci. Na fakultě je prostředí, kde každý může pracovat tak dobře, jak umí," říká. Nevýhoda je, že nemají tolik skvělých studentů jako třeba na MIT nebo na Stanfordu, ale i na ČVUT se prý najde dost talentů. "V informatice a počítačové vědě máme výhodu, že nejsme závislí na tom, že nám někdo musí zaplatit materiály, chemické sloučeniny apod. Vlastně nám stačí počítač a nějaký cloud a nemáme problém s náklady na výzkum. U nás jsou rozhodující hlavy a počítače," podotýká Jiří Matas. Třeba v medicíně nováčky musí nějaká autorita pustit k odborným věcem. "My nemáme problém typu, že nějaký profesor na něčem "sedí" a ostatní čekají, až umře. Protože když bude v našem oboru šikovný kluk, tak odejde jinam nebo si založí firmu," říká Matas. Na ČVUT si prý odborníci dokážou vydělat peníze na grantech nebo při spolupráci s průmyslem. "My nevíme, kam dřív skočit," říká Matas. Zmiňuje spolupráci se Samsungem v Polsku, větší spolupráci s Toyotou. Matas ale umí dobře hlídat, aby z výzkumů prosperovala i škola a netunelovalo se její know-how.

SMLUVNÍ VZTAHY A KNOW-HOW ŠKOLY

Profesor Matas zmiňuje třeba spolupráci s velmi úspěšnou firmou Red Hat na ČVUT, která založila laboratoř přímo v budově ČVUT na Karlově náměstí. "Součástí podmínek, které jsem definoval, je, že nesmí zaměstnat žádného studenta ani pracovníka bez našeho souhlasu. To znamená, že pokud chtějí, aby někdo pracoval pro ně, tak dohodnou hospodářskou smlouvu se školou a pracovník dělá pro ně. Ale škola ví přesně, kolik času jí věnoval. Ví také, jak je to s intelektuálním a duševním vlastnictvím," uvádí Jiří Matas.

Studentovi se spolupráce povoluje, pokud má dobré studijní výsledky. "U nás téměř všichni sedí v té škole, "hrají" za školu, vydělají si tam dobré peníze a nemá smysl, aby škola outsourcovala své nejlepší lidi ve firmě. To je nejhorší způsob, jak znalost svých lidí prodat," myslí si Matas a pokračuje: "Když se tyto věci ošetří hospodářskou smlouvou, tak si můžeme vymoci nějaká práva - například publikační - nebo můžeme závěry používat i pro výzkum. Tak vypadá spolupráce s technologickou společností Red Hat.

Moderní pracoviště na vysokých školách a prestižní projekty

Nové středisko Artificial Intelligence Center (AIC) na pražském ČVUT navazuje na bývalou laboratoř takzvaných multiagentních technologií čili na výzkum, jak spolu má komunikovat hned několik strojů, třeba dronů. Dalšími výzkumnými směry AIC jsou například:

- Chytré dopravní systémy budoucnosti (auta bez řidiče a jiné).

- Pokročilé simulace řízení letového provozu.

- Aplikace pro plánování cest přihlížející k řadě aspektů.

- Kyberbezpečnost i s ohledem na nízkou nákladovost.

- Automatické plánování a rozhodování umělé inteligence.

SPOLEČNÁ VĚDECKÁ PRÁCE S TOYOTOU

Spolupráci většího rozsahu má ČVUT s Toyotou. Jde o společnou vědeckou práci. "Píší se vědecké články, které společnost Toyota schválí a případně se patentují. Výsledky práce nám posléze patří napůl. Důvodem je, že patenty stojí peníze a v Toyotě si uvědomili, že jim stačí, aby je nikdo neobtěžoval s patentem. Aby nikdo neříkal - vaše řešení není patentováno. Na to totiž stačí publikace, protože když řešení publikujete, tak už je nikdo nemůže patentovat," říká Jiří Matas. "A Toyota ví, že když jí nikdo nebude stát v cestě, je schopná vyrábět levně, efektivně a spolehlivě. Ale nechtějí se soudit kvůli patentům."

Formou menších projektů tým profesora Matase pracuje třeba i s Foxconem nebo s Telmaxem ve Vysokém Mýtě a dalšími.

UMĚLÁ INTELIGENCE VE ZDRAVOTNICTVÍ

Experti predikují obrovské změny ve zdravotnictví. Daniel Hořínek je neurochirurg z Ústřední vojenské nemocnice. Upozorňuje, že většina chorob nás statisticky dostihne kolem šedesátky. Díky umělé inteligenci posílí diagnostika v medicíně a vyhodnocování chorob na základě analýzy většího objemu dat. Skalpel je na ústupu. Do medicíny stále více proniká robotizace, protože operace jsou stále složitější a operatér naráží na své fyzické limity. "Robotizované či robotické operace jsou za rohem," potvrzuje Jiří Matas a jako příklad neuvěřitelného technického pokroku uvádí umělé oko. Německá společnost Retina Implant uvedla na evropský trh vlastní systém implantátů, který funguje bez vnější kamery. Elektronický implantát je umístěn na sítnici a sám zachycuje obraz a stimuluje oko.

Zlepšuje se screening, kdy lékaři potřebují vyhodnotit miliony mamogramů, což je drahé a únavné. Stroj může vyhodit 90 procent obrázků, kde je zjevné, že nejde o onemocnění rakovinou prsu. Radiolog dostane jen 10 procent materiálů, a už to je velká úspora práce. "Tam, kde jsou velká data, můžete zjistit přesnější diagnózu, něco, čeho se třeba jen jediný doktor nedopátrá," říká. Strojové analýzy mohou rychleji vyhodnotit i souvislosti mezi různými nemocemi.

Autoři: Hana Kejhová