Tři nové mezinárodní projekty

GA ČR od příštího roku podpoří společně s německou agenturou Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) dva nové mezinárodní projekty, a navíc jeden trilaterální projekt ve spolupráci s polskou agenturou Narodowe Centrum Nauki (NCN). Trilaterální projekt zhodnotila polská agentura NCN, ostatní dva projekty německá agentura DFG.

Podpora proběhne v rámci iniciativy  WEAVE, v rámci níž projekt vždy hodnotí jen jedna ze zapojených agentur a další od ní hodnocení přejímají. Je to možné díky robustnímu hodnoticímu procesu u všech zapojených agentur. Každá agentura financuje tu část výzkumu, kterou provádí badatelé z institucí na jejím území.

Německo-české projekty (DFG – GA ČR)

Reg. č. Navrhovatel Název projektu Uchazeč Doba řešení
25-18868L Dr. Shih-Cheng Chien From induction to movement – a detailed biophysical model of TMS motor activation (TMSModel) Ústav informatiky AV ČR, v.v.i. 3 roky
26-24728L Mgr. Martin Boháč, Ph.D. Optimisation of clinker melt for sustainable cement production (OptiMelt) Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s. 3 roky

Polsko-česko-německý projekt (NCN – GA ČR – DFG)

Reg. č. Navrhovatel Název projektu Uchazeč Doba řešení
26-19946L Mgr. Zuzana Štefková, Ph.D. Visualising the Invisible: The Maternal Turn in Contemporary Artistic and Curatorial Practices in Central Europe Univerzita Karlova, Filozofická fakulta 3 roky

 

Projekty se začnou řešit v příštím roce. Zapojení vědci na nich budou pracovat tři roky.

GA ČR přispěla k získání dalších dvou prestižních ERC grantů

Evropská výzkumná rada (ERC) je nejprestižnějším evropským poskytovatelem grantů na podporu špičkového výzkumu. O její podporu se ucházejí vědci nejen z členských zemí Evropské unie, ale i z dalších zemí. Grantová agentura České republiky (GA ČR) se ve svých principech inspiruje ERC a dlouhodobě podporuje české vědce v jejich snaze uspět v těchto mimořádně náročných soutěžích. Nejnovějším úspěchem jsou dva podpořené projekty v nejprestižnější soutěži ERC Synergy Grant, které získali řešitelé projektů EXPRO GA ČR. Jeden z projektů ERC bude řešit Leoš Valášek s Juliem Lukešem a druhý Jiří Macháček.

 „GA ČR podporuje špičkový základní výzkum v České republice. Mám vždy radost, když se českým vědkyním a vědcům podaří uspět i v zahraničí. Zkušenosti s přípravou projektů do soutěží GA ČR se ukazují jako výborná průprava – řada vědců právě díky nim uspěla i v nejprestižnějších grantových soutěžích ERC. Věřím, že i díky soutěži EXPRO se v příštích letech dočkáme dalších českých úspěchů,“ říká předseda GA ČR prof. Milan Jirsa a uzavírá: „Získání ERC Synergy Grantu je mimořádný úspěch, všem třem vědcům srdečně gratuluji a přeji jim, aby jejich výzkum přinesl mnoho nových objevů – o ty jde především.“

Projekt „3Stops2Go“ Leoše Valáška a Julia Lukeše

Představte si křižovatku se semafory a auty, která jezdí sem a tam po vzájemně se protínajících ulicích. Většina z nás projíždí životem na „zelenou vlnu“, jen tu a tam jsme nuceni podle pravidel zastavit. Ale některým z nás byla zelená vlna zcela odepřena a většinu svého života tak musí stát na červenou. Patří mezi ně lidé trpící specifickými genetickými chorobami. Jejich zdravotní stav je velmi vážný, ačkoli příčina jejich genetické choroby je obvykle velmi prostá. Na řešení projektu „3Stops2Go“ se Leoš Valášek a Julius Lukeš z České republiky spojili s Olivierem Namym z Francie a Markem Osbornem z USA, aby se pokusili najít cestu, jak jednou provždy odstranit permanentní červenou stopku ze složité životní pouti těchto lidí.

Mezi takto geneticky podmíněná onemocnění patří například cystická fibróza, Fanconiho anémie, Hurlerův syndrom, Duchennova svalová dystrofie a epidermolysis bullosa. Jejich společným jmenovatelem je specifický typ genetické poruchy, známé jako předčasný terminační kodon (PTC); t.j. ona červená stopka. PTC způsobují předčasné ukončení syntézy bílkovin z klíčových lidských genů tím, že neplánovaně zastaví rozjetý ribozom. Výsledkem jsou zkrácené, nefunkční bílkoviny. Obecně PTC způsobují přibližně 11 % genetických onemocnění člověka.

„Ve standartním genetickém kódu existují tři stop kodony, které značí konec syntézy bílkovin. Název našeho projektu „3Stops2Go“ odkazuje na tyto tři stopky, které je nutné překonat, aby si i tito pacienti mohli užívat jízdy na zelenou vlnu,“ přibližuje s úsměvem vedoucí projektu, Leoš Valášek z Mikrobiologického ústavu AV ČR. Jeho laboratoř se zabývá regulací genové exprese – konkrétně překladem genetické informace, ve kterém hraje jednu z hlavních rolí transferová RNA (tRNA). „tRNA je takový nosič stavebních bloků pro bílkoviny. Naším cílem je vyvinout vysoce účinné a specializované tRNA, které budou schopny do PTC místa přinést původní stavební blok. Tím se zamezí zastavení ribozomu, což umožní tvorbu nepoškozené bílkoviny“, dodává vědec.

Od prvoků k pacientům – pracovní schéma projektu 3Stops2Go

Od prvoků k pacientům – pracovní schéma projektu 3Stops2Go.

Příjemci grantu 3Stops2Go se inspirovali v přírodě, kde objevili několik druhů jednobuněčných organismů zvaných prvoci, které mají tzv. alternativní genetické kódy.

Nedávno jsme objevili a popsali unikátního prvoka, Blastocrithidia nonstop, který obrátil genetický kód vzhůru nohama. Většina jeho genů je plná stop kodonů, tedy pomyslných červených stopek. Aby mohl vytvářet bílkoviny, a zůstal tak plně životaschopným, vyvinul strukturně jedinečnou tRNA,“ říká Julius Lukeš, parazitolog z Biologického centra AV ČR a dodává: „Způsob, jakým to přesně dělá, jsme společně popsali v časopise Nature (tisková zpráva). Dílem osudu nás tato studie svedla dohromady s kolegy z Francie a USA, se kterými jsme zhruba dva roky pracovali nejen na přípravě tohoto společného grantu, ale i na předběžných pokusech“.

Vědci plánují společné testování nově vyvinutých tRNA molekul na buňkách s PTC, které pocházejí přímo od pacientů trpících těmito onemocněními. V neposlední řadě budou tyto nástroje testovat na myším modelu s PTC způsobujícím Hurlerův syndrom. Dlouhodobou vizí, přesahující rámec tohoto výzkumného záměru, je využít nabyté poznatky k léčbě pacientů (obr. 1).

„Budu hovořit za nás za oba, když řeknu, že náš velký dík patří důmyslným grantovým programům EXPRO od Grantové agentury České republiky a Akademické prémii od Akademie věd, které mají vědeckou obec svou velkorysou podporou připravit právě pro úspěšné uchazečství o ERC granty, což se v obou našich případech podařilo zcela naplnit, zdůrazňuje závěrem Leoš Valášek.

ERC Synergy jsou granty podporující úzkou a vzájemně se doplňující spolupráci odborníků. Každý z příjemců grantu 3Stops2Go je odborníkem v jiné oblasti: biologie prvoků, tRNA biologie, syntéza bílkovin, patologie onemocnění, genová terapie a vývoj léčiv. Aby dosáhli stanoveného cíle, vytvořili mezinárodní, interdisciplinární tým (obr. 2) na obou stranách Atlantického oceánu, jehož nápad uspěl v této velmi prestižní evropské soutěži, s procentuální úspěšností kolem 9 %. A nejen to, 3Stops2Go projekt byl navíc ERC komisí vybrán jako jeden ze tří projektů nejvěrněji naplňujících myšlenku vědecké synergie k veřejné propagaci.

Projekt: Three stop codons to get over to flourish (3Stops2Go)

Researchers: 

  • Leoš Valášek, Mikrobiologický ústav, AV ČR, Česká republika
  • Julius Lukeš, Biologické centrum, AV ČR, Česká republika
  • Olivier Namy, Université Paris-Saclay, CEA, CNRS, France
  • Mark Osborn, University of Minnesota, USA

ERC podpora: €9.8 milionů na 72 měsíců

Projekt „Propojené komunity v raně středověké Evropě“

Grant, který získala skupina výzkumníků v čele s archeologem Jiřím Macháčkem z Filozofické fakulty Masarykovy univerzity, určený na výzkum vývoje Evropy po pádu Římské říše, konkrétně na dosud málo prozkoumaný, ale významný přínos širokých vrstev běžného obyvatelstva pro rozvoj post-římské Evropy.

Co se stalo s Evropou po pádu Římské říše? Na tuto otázku hledají vědci odpověď již dlouhou dobu. Při výzkumu tohoto období (450 až 900 n. l.) se dosud důraz kladl na politické dějiny a činy králů, biskupů, aristokratů a jejich nadvládu nad různými národy, které byly zaznamenány v písemných zprávách z té doby. „Také archeologové se zaměřovali na bohaté hroby a jiné atraktivní nálezy. Existuje však i jiná archeologie. Archeologie, která dokumentuje život obyčejných lidí, kteří tvořili 99 % celé populace a kteří dosud zůstávali ve stínu elit, přestože pro vznik nové společnosti po rozpadu Římské říše byli stejně důležití, ne-li důležitější než králové a knížata,“ uvádí Jiří Macháček, vedoucí Ústavu archeologie a muzeologie FF MU. Do výzkumu se zapojí také italská Università Cattolica del Sacro Cuore, belgická Katholieke Universiteit Leuven a nizozemská Leiden University, která výzkum koordinuje.

Kresebná rekonstrukce lokality Pohansko u Břeclavi, kterou od roku 1959 systematicky zkoumají archeologové Filozofické fakulty Masarykovy univerzity v BrněKresebná rekonstrukce lokality Pohansko u Břeclavi, kterou od roku 1959 systematicky zkoumají archeologové Filozofické fakulty Masarykovy univerzity v Brně. 

V projektu s názvem Connected Communities in early medieval Europe (Propojené komunity v raně středověké Evropě) se odborníci zaměří na prozkoumání tisíců předmětů nalezených v hrobech běžného obyvatelstva i dobový kontext pohřebních zvyklostí, které se dodržovaly napříč Evropou. „Chtěli bychom přehodnotit tradiční představu, že po pádu Západořímské říše se původně sjednocená a propojená Evropa rozpadla na řadu izolovaných a vzájemně bojujících barbarských království ovládaných elitními etnicky definovanými skupinami. Tento obraz vytvořený historiky z pozdní antiky a raného středověku stále do značné míry určuje to, co si lidé myslí o době velkého stěhování národů, která propojovala dobu římskou a středověk. Tito autoři však patřili k politické a intelektuální elitě a svá historická díla psali v zájmu této skupiny,” říká Jiří Macháček. A shrnuje, že aktuální výzkum představí jinou středověkou Evropu – Evropu většiny obyvatelstva, která byla dosud podceňovaná. A to i přesto, že archeologické doklady o této vrstvě obyvatel jsou zcela průkazné. „Fakt, že byla tehdejší Evropa vysoce propojená i na úrovni úplně normálních lidí, dokumentuje obrovské množství předmětů nalezených v hrobech nebo rituály, které lidé sdílí navzdory velkým vzdálenostem. Potvrzuje to i výzkum starověké DNA,“ dodává Macháček.

Záměrem výzkumníků je jít ještě „nad rámec DNA“ a genetických vztahů a ukázat, jak tyto vazby vznikaly a jak byly udržovány. Důraz chtějí klást především na to, co bylo Evropě společné, než na to, co Evropu rozdělovalo. „Jsme přesvědčeni o tom, že každodenní zvyky, myšlenky a sociální vazby lidí byly pro post-římský rozvoj Evropy stejně důležité jako hrdinské činy králů, aristokratů či svatých popsané v písemných pramenech. Chceme se ve výzkumu zaměřit na konkrétní kategorie artefaktů vyrobených z dostupnějších materiálů, hlavně ze železa a skla, a na jejich distribuci v Evropě. Opírat se budeme o nově vyvíjené a inovativní chemicko-fyzikální analýzy k určení jejich původu a způsobu šíření. Budeme také zkoumat, jak a proč se myšlenky, jako například pohřební zvyky, rozšířily po celé Evropě, a jak různá místa rozptýlená v krajině, sloužící k formálnímu i neformálnímu setkávání lidí, usnadnily komunikaci a přenos myšlenek, znalostí a výrobků nebo surovin,“ vysvětluje Macháček. Výzkum plánovaný v novém projektu je podle něj silně interdisciplinární, tzn. že využívá poznatky a metody různých vědních oborů k pochopení různých cest vedoucích ke vzniku základů té Evropy, v níž dnes žijeme i my, a internacionální, spojující odborníky z různých zemí Evropy.

O projektu

Projekt Connected Communities in early medieval Europe (Propojené komunity v raně středověké Evropě) začne v dubnu roku 2026 a získá rozpočet 10 milionů euro.

Projekt je výsledkem spolupráce předních odborníků na archeologii raného středověku z různých částí Evropy, což zaručuje co nejlepší pokrytí evropského území. Partnery jsou Univerzita v Leidenu (Nizozemsko: Frans Theuws), KU Leuven (Belgie: Patrick Degryse), Masarykova univerzita (Brno, Česká republika: Jiří Macháček), Università Cattolica del Sacro Cuore (Milán, Itálie: Caterina Giostra), Uppsala University (Švédsko: Alison Klevnäs), Freiburg University (Německo: Susanne Brather-Walter), Centre national de la Recherche Scientifique (Paříž, Francie: Alexandre Disser) a National Museum Of Antiquities (Leiden, Nizozemsko: Lucas Petit).

Prestižní granty GA ČR JUNIOR STAR získalo 18 excelentních začínajících vědkyň a vědců

Grantová agentura České republiky (GA ČR) od příštího roku podpoří 18 nových projektů JUNIOR STAR za více než 425 mil. Kč. Cílem vysoce výběrové soutěže je obohatit českou vědu o nová výzkumná témata a umožnit nadějným začínajícím badatelkám a badatelům vědecky se osamostatnit.

„Začínající vědkyně a vědci jsou klíčoví pro rozvoj vědy. Nejen, že na nich stojí budoucnost výzkumu, ale jsou to často právě oni, kdo přichází s neotřelými, novými myšlenkami,“ říká předseda GA ČR prof. Milan Jirsa. „Těší nás, že o soutěž JUNIOR STAR je velký zájem, ale ještě více mě těší, že díky ní v České republice excelentní vědci zůstávají nebo k nám přijíždějí ze zahraničí.“

Pětileté projekty ze všech oblastí základního výzkumu se zaměří například na vývoj algoritmů, nových materiálů, recyklaci plastů nebo studium proteinových interakcí v boji proti rakovině. Další projekty se věnují korupci a sociálním normám v podnikání, náboženství ve starověkém Římě nebo vývoji inteligentních robotů.

Projekty JUNIOR STAR 2026

Reg. ČísloNavrhovatelNávrhUchazečDoba trváníOborová komise
26-23128MMgr. Adam Přenosil, Ph.D.Algebraizing first-order logicsÚstav informatiky AV ČR, v.v.i.5EX1
26-23430MDr. Sumit DasRedefining Landslide Dynamics: Landslide-Driven Divide Migration and Carbon SequestrationUniverzita Karlova, Přírodovědecká fakulta5EX1
26-23599MVaclav RozhonAlgorithmic Efficiency via Instance-Optimal Understanding (AEIOU)Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta5EX1
26-21794MFilipa Oliveira, Ph.D.Pioneering Tubular MXenes for Supercapacitor Energy StorageVysoká škola chemicko-technologická v Praze, Fakulta chemické technologie5EX2
26-21795MRNDr. Michal Vališka, Ph.D.STiUS: Symmetry and Topology in Ultraclean SuperconductorsUniverzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta5EX2
26-21125MMgr. Tomáš Fiala, Ph.D.Decoding Extracellular Protein–Protein Interactions with Synthetic PeptidesMasarykova univerzita, Přírodovědecká fakulta5EX3
26-23601MStella GonsalesCatalysts and Methods for Recycling Commodity PolymersVysoká škola chemicko-technologická v Praze, Fakulta chemické technologie5EX3
26-22371MAniruddha Mitra, PhDMolecular mechanisms of protein sorting in sensory ciliaBiotechnologický ústav AV ČR, v.v.i.5EX4
26-22773MPharmDr. Martin Andrš, Ph.D.Mechanisms of R-loop-mediated DNA Replication Stress: From Basic Principles to Cancer TherapyÚstav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i.5EX4
26-20529MMgr Jakub Hajný, PhDProgrammable sugar distribution in plantsÚstav experimentální botaniky AV ČR, v.v.i.5EX5
26-23464MDr. Danny HaelewatersA multiscale perspective on multitrophic interactions of bats, their parasites, and pathogensBiologické centrum AV ČR, v.v.i.5EX5
26-22987MMgr. Tibor Žingora, Ph.D.Rethinking Segregation within Schools: Ways of Spreading Positive Attitudes and Behaviors among YouthMasarykova univerzita, Fakulta sociálních studií5EX6
26-23470MKristýna Bašná, M.Sc., Ph.D.Doing business at home and abroad: Corruption & social normsSociologický ústav AV ČR, v.v.i.5EX6
26-21025MMgr. Tomáš Glomb, Ph.D.Socio-Spatial Situatedness of Roman Professions and its Impact on Religion in the Roman Empire: A Formal Modeling ApproachMasarykova univerzita, Filozofická fakulta5EX7
26-21286MMgr. et Mgr. Katarína Adameková, Ph.D.Flames of the past: Prehistoric combustion features as a mirror of palaeoenvironment, technology and culture changes in Central EuropeArcheologický ústav AV ČR, Brno, v. v. i.5EX7
26-22525MIng. Vojtěch Mrázek, Ph.D.EvoML-EDA: Synergy of Evolutionary Algorithms and Advanced Machine Learning Algorithms for Digital Circuit DesignVysoké učení technické v Brně, Fakulta informačních technologií5EX8
26-22610MMgr. Karla Štěpánová, Ph.D.PersonalRobot: Customizing Robots via Multimodal Interactive Human-Robot DialoguesČeské vysoké učení technické v Praze, Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky5EX8
26-23410MIng. Markéta Klíčová, Ph.D.Next-Generation Antiadhesive Nanofibrous Materials: Fundamental Insights into Their Design and FunctionTechnická univerzita v Liberci, Fakulta textilní5EX8

Sedm projektů se bude řešit na pracovištích Akademie věd ČR, po třech projektech na Univerzitě Karlově a Masarykově univerzitě, dva projekty na Vysoké škole chemicko-technologické a po jednom projektu na Českém vysokém učení technickém v Praze, Vysokém učení technickém v Brně a Technické univerzitě v Liberci.

 O JUNIOR STAR

Soutěž JUNIOR STAR je určena pro excelentní začínající vědkyně a vědce do 8 let od získání titulu Ph.D., kteří již publikovali v prestižních mezinárodních časopisech a mají za sebou významnou zahraniční zkušenost. Díky pětiletému projektu s možností čerpat až 25 milionů Kč získávají možnost vědecky se osamostatnit a případně založit i vlastní výzkumnou skupinu, která může do české vědy přinést nová výzkumná témata.

Návrhy projektů JUNIOR STAR hodnotí výhradně zahraniční vědkyně a vědci, kteří garantují odbornost a objektivitu hodnocení. Na každý projekt jsou vypracovány čtyři posudky od členů zahraničních oborových komisí a další od externích oponentů, na jejichž základě navrhnou hodnoticí panely nejlepší projekty k podpoře.

 

Vyhlášení výsledků soutěží Standardní projekty, POSTDOC INDIVIDUAL FELLOWSHIP a Návratové granty proběhne 28. listopadu 2025.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Model stlačitelné tekutiny předpovídá počasí i chování plazmatu

Když se běžný člověk zabývá nekorektními záležitostmi, ohrožuje svou pověst. Když však matematik zvládne nekorektní úlohy, získává za to oprávněné uznání, protože řeší významný matematický problém. Tak jako profesor Eduard Feireisl z Matematického ústavu Akademie věd ČR v Praze, který mimo jiné získal prestižní evropský grant ERC, Akademickou prémii a také byl v minulosti nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.

Nekorektní matematické úlohy jsou takové, které buď vůbec nemají řešení, nebo jich naopak mají nekonečně mnoho. Čili: nedají se v praxi použít. Profesor Feireisl však pracuje na tom, jak nekorektní modely upravit, aby přece jenom přinášely použitelné výsledky.

Jedna část jeho výzkumu se zaměřuje na pohyb stlačitelných tekutin. K tomu laik potřebuje další vysvětlení. Fyzika totiž mezi tekutiny řadí jak kapaliny (vodu a další), tak i plyny. Zkrátka látky, které nedrží stálý tvar. Plyny se obecně řadí mezi stlačitelné tekutiny. Kapaliny patří do nestlačitelných tekutin (což samozřejmě není doslovná pravda, i voda se dá stlačit, ale podstatně méně než plyn).

Právě na tom jsou postaveny matematické modely.

Model je vždy jednodušší než skutečnost

Praktickým příkladem může být předpověď počasí. Ta závisí na pohybu vzduchu, jeho teplotě a spoustě dalších činitelů. Kdyby matematický model, který ukazuje stav atmosféry a jeho budoucí vývoj, měl být dokonalý, musel by přesně popsat pohyb každé molekuly v ovzduší. Na to nestačí kapacita žádného počítače na světě.

Proto je nutné model zjednodušit. Mnohé meteorologické modely stále pracují s masami vzduchu, jako by šlo o nestlačitelnou hmotu neboli kapalinu. A to přesto, že při změnách teploty vzduch mění svůj objem.

Výpočty jsou s takovýmto modelem snazší. Je proto rozumné zanedbat stlačitelnost vzduchu, protože ta často příliš nevadí,“ vysvětluje profesor Eduard Feireisl. „Teprve ve složitější atmosférické situaci, kdy mimořádné teplo vzduch výrazně rozpíná anebo do něj zasáhne třeba tornádo, je zapotřebí model upravit, zapojit do něj stlačitelnost vzduchu, jeho tepelnou vodivost, proměnlivost pohybujících se vzduchových mas. Pak může být předpověď počasí reálnější.“

Jak Eduard Feireisl zdůrazňuje, není tím, kdo se přímo zabývá vývojem matematických modelů pro konkrétní situace. Jeho oborem je matematická analýza, kterou uplatňuje při zkoumání přesnosti těchto modelů. Zejména při zjišťování, proč je model nepřesný, a následné úpravě metodiky jeho tvorby tak, aby dokázal podávat korektní výsledky. Neboli měl řešení alespoň v určitém intervalu možností, aby se s ním dalo pracovat.

Kromě toho profesor Feireisl také zjišťuje, jak by se modely, které jsou sice přesné, ale vyžadují příliš mnoho počítačové práce, daly zjednodušit, a díky tomu pak poskytovaly použitelné výsledky.

Na Zemi i ve vesmíru

Využití modelů pohybu stlačitelných tekutin však nenajdeme jenom v meteorologii. Dají se uplatnit také při popisu pohybu plazmatu ve vyvíjených fúzních (termonukleárních) reaktorech.

V reaktorové nádobě takového reaktoru se v elektromagnetickém poli rychle pohybuje směs kladných jader atomů vodíku a z nich odtržených záporných elektronů. Tato směs zvaná plazma má teplotu desítek milionů stupňů Celsia. Atomová jádra se srážejí, vznikají z nich atomy helia a při tom se uvolňuje velké množství energie. Pokud matematické modely dokážou toto rychlé dění probíhající v přímo pekelných podmínkách dobře popsat, může to vést k lepší konstrukci reaktorů.

Obdobné modely se hodí i astronomům. To, o co se lidé snaží na Zemi, totiž už v gigantickém měřítku existuje ve vesmíru. Hvězdy na obloze, včetně našeho Slunce, jsou přirozenými fúzními reaktory, které vytvářejí a vysílají do okolí obrovské množství energie. Bez ní by ostatně nemohl ani existovat život na Zemi. K modelování vývoje hvězd tedy pomáhají i rovnice, kterými se zabývá profesor Feireisl.

Dokonce i v geofyzice se používají modely pohybu stlačitelných tekutin k popisu chování planety Země. Může to být při modelování postupu seismických vln způsobených zemětřesením, výbuchem sopky nebo jinými pohyby v zemské kůře, které nám pak něco více řeknou o povrchu Země, případně o riziku dalších katastrof.

Mezi dalšími aplikacemi jsou i modely obtékání vzduchu kolem trupů letadel, což vytváří vztlak potřebný pro udržení stroje nad zemí.

Při výzkumech profesor Feireisl spolupracuje s kolegy na celém světě. Rozhovor pro tento text se uskutečnil v den, kdy se ráno vrátil z pobytu na univerzitě Kjúšú v Japonsku. Připravoval tam se svým kolegou monografii o matematickém modelování rovnic magnetohydrodynamiky. Během pobytu v Japonsku také přednášel o svých výsledcích na konferenci v Tokiu.

Umělá inteligence versus matematická analýza

V současné době proniká do řady vědeckých oborů umělá inteligence. Uplatňuje se i při vytváření matematických modelů.

Postupy umělé inteligence v principu vycházejí z výsledků mnoha měření z minulosti. Díky jejich analýze se vytvoří predikce budoucího vývoje. Častokrát však ani tvůrci „nevidí dovnitř“, nevědí, na základě čeho umělá inteligence svou predikci sestavila.

Oproti tomu model vytvořený na základě matematické analýzy, kterou se zabývám, nám umožňuje lépe poznat, čím se ten systém řídí,“ konstatuje Eduard Feireisl. „To nám otevírá cesty k jeho lepšímu pochopení.“

 

prof. RNDr. Eduard Feireisl, DrSc.

Narodil se v roce 1957. Vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu Univerzity Karlovy v Praze, kde je od roku 2011 profesorem. V minulosti pracoval na katedře matematiky Fakulty strojní ČVUT.

Absolvoval stáž na Oxfordské univerzitě a přednášel na univerzitách ve Španělsku, Francii, Německu, Rakousku, USA, Maďarsku, Rusku, Británii, Itálii, Brazílii a Číně.

Pracuje na Matematickém ústavu Akademie věd ČR v Praze. Zabývá se zde zejména parciálními diferenciálními rovnicemi, nekonečně rozměrnými dynamickými systémy a matematickou teorií mechaniky tekutin.

Je členem Učené společnosti ČR. Získal prestižní grant Evropské rady pro výzkum (ERC), Akademickou prémii udělovanou Akademií věd ČR, Cenu Neuron za celoživotní přínos vědě a byl také nominován na Cenu předsedy Grantové agentury ČR.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Na základním výzkumu stojí rozvoj poznání, představuje ho nová popularizační stránka

Grantová agentura České republiky (GA ČR) představuje stránku www.zakladnivyzkum.cz. Stránka popularizační formou seznámí návštěvníky s 25 vědeckými projekty ze všech oblastí základního výzkumu a jeho podporou ze strany GA ČR.

„Lidstvo toho nikdy nevědělo tolik, kolik toho ví dnes. Vědkyně a vědci přicházejí každý den s novými objevy, díky kterým lépe rozumíme světu. Základní výzkum stojí i na začátku většiny vynálezů, které zlepšují náš život nebo umožňují řešit nečekané hrozby,“ říká předseda GA ČR prof. Milan Jirsa a dodává: „Popularizační stránka představuje základní výzkum v jeho plné šíři. Myslím, že mnoho lidí bude překvapeno, čemu všemu se excelentní čeští vědci za podpory GA ČR věnují.“

Návštěvníci na stránce najdou pět projektů z každé z pěti vědních oblastí podporovaných GA ČR – technických věd, věd o neživé přírodě, lékařských a biologických věd, společenských a humanitních věd a zemědělských a enviromentálních věd, ale také základní informace o činnosti agentury, která jako jediná instituce v naší zemi poskytuje z veřejných prostředků účelovou podporu výhradně na projekty základního výzkumu.

Každý projekt je představen formou krátkého popularizačního textu doplněného o atraktivní grafický materiál a představení řešitelky nebo řešitele projektu. Stránka bude pravidelně aktualizována o nové projekty.

Popularizační web vznikl jako součást dlouhodobých aktivit GA ČR v oblasti komunikace vědy a informování o své činnosti. Nabízí inspirativní pohled na českou vědu, která se díky podpoře agentury podílí na řešení otázek zásadních pro současný i budoucí svět.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Světlo místo proudu: výkonnější umělá inteligence

Rozvoj umělé inteligence vyžaduje stále výkonnější technologie. S nimi roste i spotřeba energie – a ta je jedním z hlavních limitů dalšího vývoje. Právě na řešení této výzvy se zaměřuje tým výzkumníků z VUT v Brně vedený Filipem Ligmajerem, který v rámci grantu JUNIOR STAR zkoumá fotonické neuronové sítě.

Neuronová síť na světelném základu

Umělá inteligence, tak jak ji známe, funguje díky umělým neuronovým sítím. Právě díky nim dokáže generovat texty, rozpoznávat obličeje nebo třeba řídit auta. Tyto sítě běží na výkonných počítačích, které provádějí miliardy operací za vteřinu.

Jenže současný způsob, jak tyto výpočty provádíme – tedy pomocí jedniček a nul v elektronických čipech – začíná narážet na své limity. Počítače musí být čím dál výkonnější, neuronové sítě větší a výpočty náročnější. To všechno stojí spoustu energie,“ vysvětluje Filip Ligmajer. Strmě rostoucí spotřeba elektřiny v datových centrech, kde probíhá trénink moderních AI modelů, vyvolává otázky ohledně udržitelnosti dalšího budoucího vývoje.

Jednou ze slibných cest se jeví nahrazení elektroniky fotonikou – tedy místo práce s elektrickým proudem využívat světlo. V čipech by se tak místo „teče/neteče proud“ přepínalo mezi „svítí/nesvítí světlo“ a místo klasických kovových drátků by byly v čipu tenké kanálky – vlnovody, kterými by proudilo světlo.

Světlo má totiž jednu zásadní výhodu: kmitá s větší frekvencí a může tedy přenášet více informací najednou. Tak vzniká koncept fotonických neuronových sítí, tedy sítí, které místo elektřiny pracují se světlem.

nanostruktury

Nanostruktury z oxidu vanadičitého na skleněném substrátu. V každém z miniaturních čtverečků se nachází miliony různých testovacích nanostruktur, na nichž se ověřují teoretické předpovědi z numerických simulací

Klíčovou roli hrají modulátory

Aby taková síť fungovala, je potřeba světlo „ovládat“ – zapínat, vypínat, zpomalovat, měnit jeho intenzitu. K tomu slouží optické modulátory, tedy zařízení, která ovlivňují vlastnosti světla přímo na čipu. Právě na tyto modulátory se v podpořeném projektu tým Filipa Ligmajera zaměřuje – zkoumá různé způsoby, jak je vylepšit, aby byly rychlejší, úspornější a celkově efektivnější.

Zabýváme se výzkumem speciálních materiálů, jejichž vlastnosti lze řídit například pomocí elektrického napětí nebo světla. Tyto materiály pak testujeme v extrémních podmínkách – například při působení ultrakrátkých světelných pulzů nebo ve formě nanostruktur integrovaných přímo na čipu. Naším cílem je porozumět tomu, jak se v těchto podmínkách chovají, a zjistit, zda by mohly sloužit jako základ pro vývoj nových, pokročilých modulátorů,“ vysvětluje Ligmajer.

Projekt se zaměří na zkoumání chování materiálů při působení ultrakrátkých světelných pulzů (kratších než pikosekundy) a na analýzu jevů, které nastávají, když tyto materiály vytvoří nanostruktury umístěné v blízkosti světelných vlnovodů. Zjištěné poznatky mohou mít uplatnění nejen ve vývoji fotonických čipů pro AI, ale i v dalších oblastech.

Vědecké osamostatnění a odpovědnost

Projekt JUNIOR STAR umožnil řešiteli vybudovat vlastní výzkumný tým, který se zaměřuje na zcela nové téma. „Vést takový projekt a vlastní výzkumnou skupinu je velká zodpovědnost – nejen vůči kolegům a univerzitě samotné, ale také protože pracujeme s drahým vybavením, složitými přístroji a vzácnými materiály. Každé selhání nás stojí spoustu času i prostředků,“ říká řešitel upřímně.

Zároveň ale přiznává, že se těší na to, co výzkum přinese: „Těším se, co se dozvíme o zkoumaných materiálech. Jak se budou chovat v podmínkách, které jsme jim připravili,“ a doufá, že jednou i v běžných mobilních telefonech najdeme čipy, které budou kromě elektrického proudu pracovat také se světlem – i díky jeho přispění.

 

Filip Ligmajer

Ing. Filip Ligmajer, Ph.D.

Filip Ligmajer působí na Fakultě strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně a také ve výzkumném centru CEITEC. Mezi hlavní oblasti jeho odborného zájmu patří laditelná nanofotonika, plasmonika a materiály s fázovou změnou. Své odborné znalosti a mezinárodní zkušenosti rozvíjel během tří zahraničních stáží na prestižních pracovištích v Hongkongu, Londýně a Sydney. Věnuje se také výuce studentů v bakalářských i magisterských studijních programech.

 

 

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Nové vrstvy lépe proměňují teplo v elektřinu

Vědcům z českých a japonských institucí se za podpory GA ČR podařilo najít způsob, jak zlepšit termoelektrické vlastnosti tenkých vrstev nitridu skandia (ScN), nanesených na substráty oxidu hořečnatého (MgO). Tento materiál dokáže přeměňovat teplo na elektřinu a a jeho vlastnosti jsou klíčové zejména při vysokých provozních teplotách. Základem jsou tzv. zdvojené (dvojčatové) domény (z angl. twin domain), speciální struktury vznikající při přípravě materiálu. Díky nim mají vrstvy ScN při vysokých teplotách až dvaapůlkrát vyšší účinnost než dosud známé téměř bezchybné varianty.

Vrstvy nitridu skandia byly připraveny nanášením na substráty z oxidu hořečnatého, a to pomocí reaktivního magnetronového naprašování. „Vzniklé mikrovrstvy kolegové detailně analyzovali pomocí různých laboratorních metod (rentgenové difrakce, mikroskopie, spektroskopie) a výsledky jsme porovnali s výpočty na superpočítačích IT4Innovations,“ vysvětluje Dominik Legut z IT4Innovations. Ukázalo se, že výsledky jsou ovlivněny uspořádáním atomů v krystalové mřížce. Přirovnat si to můžeme k pokládání parket: pokud všechny parkety směřují jedním směrem, jde o „perfektní“ vrstvu. Jakmile ale část parket otočíme zrcadlově, vzniká zdvojená doména – a právě ta je pro materiál přínosná.

Výsledky ukázaly, že vrstvy se zdvojenými doménami mají při vysokých teplotách výrazně lepší termoelektrické vlastnosti než téměř bezchybné homogenní vrstvy. Konkrétně dosahují o 30 % vyššího Seebeckova koeficientu a vykazují nižší tepelnou vodivost. To z nich dělá slibný materiál pro termoelektrické využití,“ shrnuje Urszula Wdowik z IT4Innovations.

Na výzkumu spolupracovali odborníci z Akademie věd ČR, IT4Innovations při VŠB-TUO, Západočeské univerzity, Univerzity Karlovy a ze dvou japonských institucí – National Institute of Materials Science a University of Tsukuba. Výpočty a simulace, které byly nezbytné pro pochopení chování materiálu, probíhaly na superpočítačích IT4Innovations.

Studie byla publikována v časopise Applied Surface Science Advances a podpořena Grantovou agenturou ČR (projekt 23-07228S).

Odborný článek:
Enhancing thermoelectric properties of ScN films through twin domains
https://doi.org/10.1016/j.apsadv.2024.100674

 

* Ilustrační obrázek převzat z článku: JMore-Chevalier, J., et al. (2025). Enhancing thermoelectric properties of ScN films through twin domains. Applied Surface Science Advances, 25, 100674. https://doi.org/10.1016/j.apsadv.2024.100674, Fig. 2, obrázek byl oříznut.

 

Zdroj: Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava / IT4Innovations

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Ing. et Mgr. Jiří Šmíd, Ph.D. – laureát Ceny předsedy GA ČR 2025

Jiří Šmíd je herpetolog a jeho výzkum se zaměřuje na evoluci plazů v extrémních pouštních podmínkách. Po dokončení doktorátu absolvoval dvouletý postdoktorandský pobyt v Kapském Městě na South African National Biodiversity Institute (SANBI). Od návratu působí na Katedře zoologie PřF UK a v Zoologickém oddělení v Národním muzeu. Se svým týmem studentů a s kolegy hledá doktor Šmíd příčiny úspěšných radiací plazů Saharo-Arábie. Zjišťují, jaké mechanismy formovaly vznik a evoluční historii místní unikátní fauny.

Jiří Šmíd

Oceněný projekt: Genomické koridory v extrémních podmínkách: historická a současná populační dynamika pouštních plazů (Když se poušť zazelená: plazi jako svědkové klimatických proměn)

Globální změny klimatu se v historii nevyhnuly ani pouštím. Během čtvrtohorního klimatického kolísání se například mnohé z nich proměnily v zelené oázy. Tyto výkyvy měly dopad na tamní faunu, která byla dokonale přizpůsobená na život ve vyprahlých podmínkách.

Vědci se v rámci projektu zaměřili na typické obyvatele pouští – plazy. Zkoumali, jak historické změny klimatických podmínek ovlivňovaly jejich druhové složení a rozšíření v rámci Arabského poloostrova. S pomocí genetických a paleoklimatických dat mimo jiné zjistili, že navzdory úzké specializaci těchto organismů na extrémní sucho byli plazi schopni přežít vlhká období v pouštních „kapsách“, které existovaly i v dobách, kdy se vyprahlá poušť změnila v savanu s jezery.

Projekt odhalil vývoj pouštní biodiverzity v delším časovém horizontu a pomohl pochopit demografickou historii jednotlivých druhů plazů. Zmapoval také přesuny jejich populací v návaznosti na měnící se podmínky prostředí.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Mgr. Matyáš Havrda, Ph.D., DSc. – laureát Ceny předsedy GA ČR 2025

Matyáš Havrda z Filosofického ústavu AV ČR se zabývá počátky vědeckého myšlení ve starověkém Řecku a pozdní antice. Zajímá ho, jak se vědecký postoj ke světu oddělil od filosofického a náboženského a v čem se tyto postoje od sebe liší. Zkoumá, jak staré žánry myšlení, ke kterým se dodnes hlásíme, zdůvodňují své výpovědi o člověku a o světě – jakou roli v tom hraje zkušenost, jakou víra a jakou logika. Zajímá ho také rozdíl mezi argumenty, jejichž cílem je něco poznat, a těmi, jejichž cílem je někoho o něčem přesvědčit.

Matyáš Havrda

Oceněný projekt: Aristotelský důkaz v teorii a praxi Galénovy lékařské vědy (Galén a vznik vědecké metody: Rekonstrukce ztraceného díla)

Naše představa o tom, co je věda a co znamená vědecké zkoumání, se postupně formovala v průběhu staletí. Jednou z klíčových osobností, která položila základ jejímu modernímu pojetí, byl slavný antický lékař a filosof Galén (2.–3. století n.l.).

Projekt se zaměřil na rekonstrukci jeho spisu O důkazu, který se dochoval pouze nepřímo – prostřednictvím citací a výpisků jiných autorů. V tomto díle Galén názorně vysvětluje, co je to vědecký problém a jak přistupovat k jeho řešení. Zabývá se klíčovými otázkami poznání: co můžeme vědět s jistotou, co pouze s určitou pravděpodobností – a co nelze poznat vůbec. Důraz klade i na roli matematiky a logiky ve vědě.

Řešitelskému týmu se podařilo identifikovat nové prameny a shromáždit a interpretovat fragmenty tohoto díla z řeckých a arabských textů. Díky tomu bylo možné rekonstruovat jeho původní znění. Výsledky, včetně publikace o Galénově filosofii vědy, byly publikovány v prestižních nakladatelstvích a vzbudily mezinárodní ohlas.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Mgr. Peter Dráber, Ph.D. – laureát Ceny předsedy GA ČR 2025

Peter Dráber se věnuje výzkumu imunitního systému na úrovni jednotlivých proteinů. Několik let působil na University College London, kde získal cenné zkušenosti s výzkumem zánětlivých reakcí. Po návratu do České republiky založil vlastní výzkumnou skupinu na 1. lékařské fakultě Univerzity Karlovy v centru BIOCEV. Jeho tým se zaměřuje na hledání nových přístupů, jak cíleně tlumit škodlivou imunitní odpověď u autoimunitních onemocnění, aniž by byla narušena přirozená obranyschopnost organismu.

Peter Draber

Oceněný projekt: Role proteinu CMTM4 v signalizaci přes IL17-receptor (Ztišení zánětlivé komunikace mezi buňkami pro potlačení autoimunitních nemocí)

Imunitní systém nás chrání před nejrůznějšími infekcemi. Pokud je však aktivován příliš silně, může začít napadat vlastní tělo – a to vede ke vzniku autoimunitních onemocnění. Aby imunitní odpověď probíhala správně, musí buňky mezi sebou komunikovat prostřednictvím malých signálních proteinů zvaných cytokiny. Jedna buňka je uvolní do okolí, jiná je zachytí pomocí receptorů a následně spustí nebo utlumí obrannou reakci. Jedním z klíčových cytokinů je interleukin-17, který upozorňuje na přítomnost infekce a aktivuje účinnou obranu. Jeho nadprodukce však může vést k autoimunitním zánětům, například k lupénce.

V rámci projektu vědci objevili nový regulátor buněčné reakce na interleukin-17, a to málo prozkoumaný protein CMTM4. Buňky, které tento protein postrádají, na interleukin-17 téměř nereagují, a v experimentálním modelu lupénky se díky tomu nerozvíjí nežádoucí autoimunitní reakce. Zaměření na CMTM4 tak představuje potenciál pro vývoj nových léčiv proti některým autoimunitním chorobám.

SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY