Dr. Josef Šivic z Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC) Českého vysokého učení technického v Praze získal prestižní ERC Advanced grant pro svůj výzkum v oblasti inteligentních počítačových systémů schopných učit se v dynamicky měnícím se světě. Projekt nazvaný FRONTIER bude vyvíjet novou generaci velkých neuronových modelů pro stroje, které fungují v dynamickém 3D světě a interagují s okolním prostředím. Udělení tohoto vysoce kompetitivního grantu v celkové výši až 2,5 milionu eur na dobu pěti let dnes oznámila Evropská rada pro výzkum (ERC). Josef Šivic dle žebříčku Research.com patří mezi nejlepší informatiky v České republice a jeho nejnovější výzkum navazuje na šestiletý projekt financovaný z evropských fondů, díky němuž se vrátil z Francie do Česka na CIIRC ČVUT.
Projekt FRONTIER spojuje počítačové vidění, strojové učení a robotiku a jeho cílem je vyvinout novou neurální architekturu, která kombinuje rozsáhlé neuronové sítě s učícími se fyzikálními simulačními komponenty. Umělá inteligence dnes umí řešit pro člověka těžko zvladatelné úkoly, jako je generování počítačových programů nebo kreativních obrázků. Naopak jiné úlohy, které člověku přijdou jako triviální a dělá je každý den, jako je vnímání okolního prostředí a interakce s ním, jsou pro stroje velmi obtížné. Běžně využívané průmyslové roboty jsou předprogramované na jednu konkrétní úlohu a nejsou schopné řešit jiné úlohy v měnícím se trojrozměrném světě. A to je i výzva pro Josefa Šivice a jeho tým.
V rámci výzkumu navrhnou nové algoritmy, které umožní učení složitých vícekrokových úkolů jen z několika málo příkladů. Tedy podobně, jako se umí učit člověk. Nejambicióznějším cílem je vyvinout algoritmy, které by umožňovaly strojům navzájem sdílet nabyté zkušenosti a tím se lépe a rychleji naučit fungovat s okolním světem. To je ale velmi těžké, protože jednotlivé stroje budou řešit různé úkoly v rozdílných prostředích.
„Naší výzvou je vyvinout primární neuronové modely pro systémy s fyzickým tělem, které zohlední fyzikální a geometrickou strukturu světa, a umožní sdílet a zobecňovat nabyté zkušenosti napříč různými systémy, úkoly, situacemi a prostředími,“ říká Dr. Josef Šivic a vysvětluje praktické využití: „Příkladem může být robot jako domácí asistent, robot v továrně, samořiditelné auto, ale i robot chirurg. Všechny tyto systémy mají nějaké fyzické tělo, proto potřebují vnímat okolní svět, uvažovat o něm a interagovat s ním. Současné velké neuronové modely toho ale schopné nejsou, nebo mají v tomto směru jen velmi omezené schopnosti.“
Průlomový pokrok v těchto problémech by měl velký dopad na náš každodenní život a ekonomiku. Výstupy z tohoto výzkumu by například mohly vést k bezpečnějším automobilům, které navzájem sdílejí své zkušenosti, inteligentním výrobním linkám, které se společně přizpůsobují novým pracovním postupům, nebo k nové generaci inteligentních asistenčních robotů, které se automaticky učí novým dovednostem z Internetu a jeden od druhého.
„Žádosti o udělení ERC grantů posuzují panely složené ze světově uznávaných vědců a konkurence kvalitních projektů zde je obrovská,“ říká profesor Vladimír Mařík, vědecký ředitel CIIRC ČVUT. „V našem institutu se snažíme vytvářet takové prostředí, které výzkumným pracovníkům umožní provádět skutečně průlomový výzkum a velmi mě těší, že Dr. Šivic bude svůj projekt FRONTIER realizovat právě u nás a s naší všestrannou podporou. Je to důležité i pro českou vědu, aby zde působily skutečně originální vědecké osobnosti.”
Udělení 218 pokročilých grantů vynikajícím vedoucím pracovníkům výzkumu v celé Evropě v rámci programu Horizont Evropa oznámila Evropská rada pro výzkum (ERC) ve čtvrtek 30. března 2023. Granty v celkové výši 544 milionů eur podporují špičkový výzkum v široké škále oborů, od medicíny a fyziky po společenské a humanitní vědy. V letošním roce se podařilo České republice získat cekem 4 tyto granty. Hodnotící panely posuzovaly 1650 podaných žádostí s celkovou úspěšností 13,2 %, přičemž Česká republika je v získávání těchto grantů dlouhodobě méně úspěšná než jiné státy.
Další informace
Dr. Josef Šivic je vedoucím výzkumné skupiny zaměřené na inteligentní strojové vnímání na Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky na ČVUT v Praze a ředitelem ELLIS Unit Prague. Od roku 2022 je také předsedou iniciativy AICzechia, která sdružuje prostřednictvím klíčových odborníků v oblastech umělé inteligence čtyři desítky předních akademických týmů a pracovišť, působících zejména na univerzitách a výzkumných institucích v České republice. Jeho výzkumná skupina také přispívá k tomu, že ČVUT se dlouhodobě řadí mezi pět nejlepších evropských institucí v oblasti počítačového vidění (žebříček CSRankings za období 2018 – 2023) a on sám patří mezi nejlepší české informatiky. (Více informací zde).
Po absolvování magisterského studia na ČVUT v roce 2002 strávil více než 15 let v zahraničí, včetně doktorského studia na University of Oxford ve Velké Británii, postdoktorského pobytu na Massachusetts Institute of Technology v USA a více než desetiletého působení na francouzském národním výzkumném institutu informatiky (Inria) v Paříži ve Francii, kde získal ERC Starting grant. Od roku 2017 působí na CIIRC ČVUT, kde vede projekt OP VVV IMPACT financovaný ve výši 111 milionů korun, který mu návrat do Česka umožnil. Je spoluautorem více než 100 odborných publikací. Jeho vědecké práce získaly Helmholtzovu cenu a cenu Longueta-Higginse za zásadní příspěvky k počítačovému vidění.
ERC – Evropská rada pro výzkum vznikla v roce 2007. V rámci ERC se udělují granty z rozpočtu Evropské unie, které mají za cíl podporovat excelentní vědu ve všech oborech. ERC nepodporuje sítě nebo mezinárodní konsorcia, ale individuální řešitele a jejich výzkumné týmy. Řešitel může být jakékoli národnosti, ale zvolená hostitelská instituce se musí nacházet v členském státě EU popř. v zemi asociované k rámcovému programu EU. Jediným kritériem hodnocení je vědecká excelence – jak návrhu projektu, tak samotného řešitele. To kromě předchozích výsledků v oboru předpokládá, že výzkumní pracovníci přijdou se zcela novou revoluční myšlenkou, jež není pouhým pokračováním jejich dřívějších úspěchů, která může výrazně ovlivnit daný obor, posunout jeho hranice či otevřít nové výzkumné perspektivy.
ERC nabízí čtyři základní grantové programy: Starting Grants, Consolidator Grants, Advanced Grants a Synergy Grants. Prostřednictvím dalšího grantového programu Proof of Concept pomáhá ERC příjemcům grantů překlenout mezeru mezi jejich výzkumem a počátečními fázemi jeho komercializace. Celkový rozpočet ERC na období 2021-2027 činí více než 16 miliard eur, a to v rámci programu Horizont Evropa, za který odpovídá evropská komisařka pro inovace, výzkum, kulturu, vzdělávání a mládež Mariya Gabrielová.
