Urbanizace na celém světě roste a městské oblasti představují jeden z nejrychleji rostoucích typů využití půdy. Důležitost biologické rozmanitosti pro správnou funkci celého ekosystému a dopady urbanizace na snížení jeho odolnosti již zmínila řada studií. Pro pochopení vlivu konkrétních prvků urbanizace je nutné věnovat pozornost různým typům opatření pro podporu biologické rozmanitosti.
Městská zeleň, Marche, Střední Itálie, foto Federico Morelli
Tým vedený doc. Federicem Morellim řešil standardní projekt GAČR “Vliv urbanizace na různé aspekty diverzity ptáků: vztah složení ptačích společenstev k míře znečištění, vegetaci a hustotě zástavby”. Hlavním cílem projektu bylo zhodnotit dopad různých vlastností městského prostředí na biodiverzitu, přičemž ptáci sloužili jako modelové organismy. Terénní sběr dat v 16 evropských velkoměstech, prostorová analýza a statistické modelování probíhaly od roku 2018 do roku 2020. Díky nim byly získány nové poznatky o možnostech identifikace území s vysokou kvalitou prostředí ve městech.
Emberiza citinella v Polsku, foto C. Korkosz
„Zmapovali jsme místní charakteristiky měst z hlediska způsobu využití půdy, struktury zástavby a typu a množství vegetace v městské zeleni a stanovili úroveň znečištění životního prostředí (např. světelné a hlukové znečištění). Zjistili jsme, že se vzrůstajícím zastoupením některých prvků městské zeleně jako je tráva, keře a stromy v krajině, stoupá i počet druhů ptáků, kteří se zde vyskytují. Rovněž byla odhalena souvislost mezi přítomností trávy, stromů a vodních prvků, jako jsou řeky a městské potoky, s fylogenetickou rozmanitostí ptačích komunit, tedy že s vyšší přítomností zmíněných prvků městské zeleně klesá příbuznost ptačích druhů,“ říká doc. Dr. Frederico Morelli, Ph. D. a dodává: „Naproti tomu všechny hlavní ukazatele vysoké úrovně urbanizace krajiny (např. zástavba, hustota chodců, úroveň světelného znečištění) jsou asociovány s vyšší fylogenetickou příbuzností druhů. Z hlediska fylogeneze jsou si dva druhy příbuznější, čím blíže do minulosti mají společného předka. Komunity charakterizované vysokou fylogenetickou příbuzností mají tendenci být homogennější a jsou potenciálně méně odolné, pokud čelí ekologickému stresu. Je zajímavé, že přítomnost keřů v zahradách a na zelených plochách pomohla zmírnit tento účinek.“
Městská zeleň v Praze 6, foto Federico Morelli
Hlavní význam projektu spočívá v jeho zaměření na velkou prostorovou škálu a v zapojení spolupracovníků z mnoha evropských zemí. Zásadní bylo i zhodnocení nejen taxonomické, nýbrž i funkční a fylogenetické diversity ptačích společenstev a průzkum jejich odezvy na rozličné komponenty městského prostředí, jako jsou různé typy zástavby, zeleně, ale i znečištění a hlukové či světelné zátěže. Výsledky projektu (www.urbanbiodiversity.net) mají ambici pomocí vhledu do odezvy ptačích společenstev na tyto faktory získat cenné informace použitelné v praxi, které by vedly k šetrnějšímu a přírodě bližšímu rozvoji městského prostředí. Podle zjištění projektu vede udržení diversity ptáků na jisté úrovni ke zvýšení odolnosti ekosystémů našich měst.
Passer domesticus italiae, foto Fabio Pruscini
„Naše zjištění naznačují, že udržování přiměřené úrovně ptačí rozmanitosti v městských sídlech může zvýšit potenciální odolnost městských ekosystémů vystavených stresu vyvolanému rychlými a nepřetržitými změnami. V neposlední řadě, jak bylo zdůrazněno v několika předchozích studiích, má ochrana městské biologické rozmanitosti také pozitivní dopad na život občanů,“ říká Morelli.
foto Yanina Benedetti
doc. Dr. Federico Morelli, Ph.D.
Skupina pro výzkum ekologie společenstev a ochrany biodiversity
Česká zemědělská univerzita, Praha
Federico Morelli je kvantitativní ekolog, v současné době pracující jako docent na České zemědělské univerzitě v Praze. Podílel se na několika evropských projektech modelování dopadu využívání půdy a změny klimatu na prostorové rozložení biologické rozmanitosti. Těžištěm jeho výzkumného zájmu je makroekologie, modely distribuce druhů, městská a silniční ekologie, prostorové vzory biologické rozmanitosti a bioindikátory jako nástroj plánování ochrany.
Text: ČZU
Úvodní fotka: Městský rozvoj – La Defense, Paříž, Francie, foto Federico Morelli
Formuláře průběžných odborných zpráv pro soutěž EXPRO 2019 budou zveřejněny k vyplnění společně s dílčími zprávami za třetí rok řešení začátkem roku 2022. Přesné termíny zpřístupnění formulářů a odevzdání průběžných odborných zpráv budou včas zveřejněny na webu GA ČR.
Grantové agentuře České republiky (GA ČR) se podařilo uzavřít dohodu o vysoce prestižní spolupráci s americkou vládní agenturou National Science Foundation (NSF). Jedná se o dosud nejrozsáhlejší spolupráci v oblasti vědy mezi oběma zeměmi. Vědci z ČR a USA budou moci za podpory obou agentur společně zkoumat témata v oblastech umělé inteligence, nanotechnologií nebo věd o plazmatu.
„To, že se nám podařilo dohodnout spolupráci s USA, je ohromný úspěch, protože NSF si velmi pečlivě vybírá, s kým dohody uzavírá. Díky tomu budou čeští vědci moci budovat spolupráci například s univerzitami jako je Harvard, Stanford a dalšími světově uznávanými výzkumnými pracovišti,“ řekl předseda GA ČR prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc.
„Navázat spolupráci GA ČR a NSF jsme pomáhali přibližně dva roky. Je to nejrozsáhlejší spolupráce v oblasti vědy mezi Českou republikou a Spojenými státy, která kdy byla dohodnuta,“ řekl český velvyslanec v USA Hynek Kmoníček.
Díky spolupráci budou podpořeny výzkumné projekty z oblastí základního výzkumu, které mají v současné době velký potenciál k aplikovanému využití – z oblasti umělé inteligence a nanotechnologií. Návrhy projektů bude možné podávat také z oblasti věd o plazmatu či astronomie a astrofyziky a v některých oblastech společenských věd.
Výzva pro podávání návrhů projektů se otevře ještě letos. O náklady na jednotlivé projekty se budou agentury dělit – českou část projektu bude financovat GA ČR a americkou NSF.
O Grantové agentuře ČR
Grantová agentura ČR jako jediná instituce v ČR poskytuje z veřejných prostředků účelovou podporu výhradně na projekty základního výzkumu – v roce 2021 ve výši přibližně 4,2 mld. Kč. V rámci vyhlášených programů financuje vědecké projekty jak pro erudované vědce a týmy, tak pro mladé a začínající vědecké pracovníky. Každý rok podpoří stovky výzkumných projektů, a to na základě několikastupňového transparentního výběrového procesu.
O National Science Foundation
National Science Foundation (Národní vědecká nadace) je nezávislá vládní agentura v USA odpovědná za podporu základního výzkumu. Založena byla v roce 1950. V roce 2021 hospodaří s cca 8,5 mld. USD, její granty jsou zdrojem pro cca 25% univerzitního základního výzkumu v USA. V rámci vysoce prestižních soutěží podporuje agentura zhruba 11 000 projektů ročně. Financování NSF stálo u zrodu mnoha ve své době revolučních technologií, za dobu své existence podpořila 236 pozdějších držitelů Nobelovy ceny.
Eukaryotické organismy, mezi něž řadíme i lidi, jsou velmi složitou soustavou tvořenou eukaryotickými buňkami, která je v neustálém dynamickém kontaktu s vnějším prostředím – musí na něj reagovat a zároveň si zachovat svou vnitřní integritu. Existuje řada regulačních a komunikačních mechanismů, které chod celé této soustavy zajišťují, a jedním z těchto mechanismů je působení elektrického pole.
Tento fakt si při svých pokusech s elektřinou uvědomil již v 18. století Luigi Galvani. Od této doby lidé dokázali popsat a pochopit obrovský význam vlivu elektrického pole na jednotlivé buňky a v důsledku toho i na lidskou fyziologii. To dalo vzniknout celé řadě přístrojů a technik, které elektrické pole využívají. Můžeme vzpomenout například kardiostimulátor, elektroencefalograf (EEG) či elektrokardiograf (EKG).
V této oblasti je jednou z klíčových otázek dneška, jak přesně elektrické pole chování buněk ovlivňuje a jaké elektricky vodivé materiály je v biomedicíně možné využít. Klasické elektrické vodiče, tedy kovy, vynikají vysokou vodivostí, ale jejich použití v biomedicíně má své limity, jelikož je jejich vodivost založená výhradně na toku elektronů. Rovněž jejich mechanické vlastnosti jsou značně vzdálené vlastnostem řady tkání. Buňky a tkáně naopak využívají k elektrické komunikaci ionty, což může při kontaktu mezi klasickým vodičem a tkání působit problémy.
„Tyto limity mohou být částečně odstraněny pomocí elektricky vodivých polymerů. I když jsou elektricky vodivé polymery známy již po desetiletí, a jejich potenciálnímu využití v oblasti biomedicíny bylo věnováno hodně úsilí, zůstává v souvislosti s jejich využitím v biomedicíně řada otázek stále nezodpovězených. Odpovědi na tyto otázky by přitom mohly významně přispět k nalezení způsobů efektivní regenerace tkání skrze tkáňové inženýrství či léčby a diagnostiky některých onemocnění,“ vysvětluje prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D., z Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně, jehož projekt Biomimetické materiály na bázi vodivých polymerů finančně podpořila Grantová agentura České republiky.
Na Univerzitě Tomáše Bati ve Zlíně začal jeho tým vodivé polymery systematicky studovat v roce 2010. „Naši kolegové z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR s nimi pracují již mnohem déle. Obě pracoviště tedy měla v době podání projektu řadu zkušeností s tím, jak variabilními materiály elektricky vodivé polymery jsou a jak krásná práce s nimi může být,“ říká profesor Humpolíček.
V rámci přípravy projektu se tým Petra Humpolíčka rozhodl využít dosavadních zkušeností a posunout znalosti dále ve směru přípravy materiálů, které budou kombinovat elektrickou vodivost s vysokou biokompatibilitou, tedy jít cestou přípravy komplexních kompozitů. A právě díky podpoře GA ČR se mohl tým řešení tohoto problému intenzivně věnovat.
Největší výzva: příprava vodivých trojrozměrných materiálů
Výzkum biomateriálů je interdisciplinární vědní obor. Jednou z prvních velkých výzev bylo vytvoření mezioborového týmu, který si bude rozumět nejen profesně, ale i lidsky. Po odborné stránce pak velkou výzvu představovalo nalezení způsobu přípravy elektricky vodivých a zároveň trojrozměrných materiálů. Samotné vodivé polymery je možné připravit v různých podobách, jako jsou tenké filmy o síle několika set nanometrů, prášky se zrny v řádech desítek mikrometrů nebo koloidní disperze. Nejsou však schopny vytvořit robustní materiál, který můžete uchopit do ruky a snadno zpracovávat do potřebných tvarů. „Jednou z věcí, která se díky podpoře GAČR podařila, bylo právě vyřešení tohoto problému, a to skrze přípravu unikátních kryogelů, které jsou nejen vodivé, ale i elastické a porézní a jsou tedy svými vlastnostmi blízké struktuře mnoha tkání,“ uvádí profesor Humpolíček. Příprava elektricky vodivého materiálu, který vyvolává cílenou odezvu buněk, byla pak další výzvou, se kterou se tým potýkal. Při řešení tohoto úkolu vědci využili několika různých přístupů a zapojili do řešení i několik spolupracujících zahraničních pracovišť, například z Finska, Itálie či Slovinska. Z testovaných postupů se pak nejslibněji jevila příprava kompozitů z vodivých koloidních disperzí s komponenty mezibuněčné hmoty využitými jako stabilizátory. Materiály založené na tomto principu totiž vykazují dostatečnou elektrickou vodivost a zároveň užitečné biologické vlastnosti.
Našemu týmu se jako prvnímu podařilo připravit několik nových kompozitních materiálů s unikátními vlastnostmi. Popsali jsme i nové způsoby přípravy biokompatibilních a zároveň elektricky vodivých materiálů na bázi stabilních koloidních disperzí.
Spolupráce vědců na mezinárodní úrovni
Ve vědecké literatuře se po dlouhou dobu tradovalo, že dva často studované elektricky vodivé polymery, polyanilin a polypyrrol, se významně liší z hlediska základních biologických vlastností. V rámci řešení projektu náš tým provedl srovnávací studii, do které se zapojilo několik laboratoří. Jedním z výsledků pak bylo zjištění, že tyto vodivé polymery se z hlediska cytotoxicity, i některých dalších znaků biokompatibility, jako jsou například vybrané znaky embryotoxicity, ve skutečnosti téměř neliší. Ve vztahu k biokompatibilitě je klíčová spíše forma přípravy polymerů a jejich následné úpravy než samotný polymer. Dalším příjemným překvapením pak byla variabilita kompozitů, které lze z vodivých polymerů připravit. Toto zjištění nám ukázalo další cestu do budoucna, která umožní vlastnosti finálních materiálů lépe řídit.
Tým Ústavu makromolekulární chemie AV ČR
„Samotný projekt byl koncipován jako tříletý. Vytvoření znalostní a zkušenostní báze, nezbytné k jeho řešení, je však dlouhodobou záležitostí. Dr. Jaroslav Stejskal, který vedl spoluřešitelský tým na Ústavu makromolekulární chemie, pracuje s vodivými polymery po desetiletí. Právě jeho zkušenosti stály v roce 2010 u zrodu naší spolupráce. Po mnoho let jsme pak schopnost spolupráce, výměny ‚know how‘ a zkušeností rozšiřovali a prohlubovali. Jsem přesvědčený, že v oblasti elektricky vodivých polymerů a jejich biologických vlastností se naše týmy dostaly na vysokou mezinárodní úroveň, což se odráží i v ohlasech na naše publikované práce a v rozrůstajícím počtu spolupracujících týmů po celém světě,“ říká prof. Ing. Petr Humpolíček. Na projektu pracovaly dva týmy, a to výzkumná skupina Biomateriály z Centra polymerních systémů Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně a oddělení Vodivých polymerů z Ústavu makromolekulární chemie AV ČR. Kromě zkušených akademiků a výzkumníků se na řešení podílela také řada studentů.
Výsledky projektu tým publikoval v prestižních a zároveň úzce zaměřených oborových časopisech. Díky tomu si práce našly rychle své čtenáře. Počet citací publikací vzniklých v letech 2017–2019 se již nyní pohybuje ve stovkách. „Z mého pohledu jsou však důležitější ohlasy ve formě nových kontaktů a spoluprací, které se podařilo ustanovit díky prezentaci výsledků na mezinárodních konferencích. Počet zahraničních pracovišť, se kterými aktivně spolupracujeme, např. formou studentských stáží, se i díky řešení tohoto projektu významně rozšířil,“ uvádí Petr Humpolíček.
Naděje pro budoucnost
Pochopení komplexních vztahů mezi materiály a živými organismy je klíčové pro rozvoj společensky významných odvětví, mezi které bezesporu patří i tkáňové inženýrství. Celosvětově se výzkum v této oblasti zaměřuje nejen na možnost přípravy tkáňových náhrad, ale také na jejich schopnost cíleně interagovat s živými subjekty. Cílem těchto snah je umožnit individualizovaný přístup k pacientům. Nezbytným předpokladem pro splnění tohoto cíle je pak pochopení vztahů mezi materiály reagujícími na vnější stimuly a živými organismy. V rámci projektu byly jako možné responsivní složky studovány elektricky vodivé polymery a výsledky projektu prokázaly možnosti využití jejich různých forem. Řešitelský tým například jako první systematicky popsal vzájemné rozdíly mezi vybranými vodivými polymery a definoval oblasti jejich možného využití s ohledem na chování v biologických systémech.
„Projekty GAČR jsou ze své podstaty zaměřeny na základní výzkum, ale věřím, že některé naše výsledky v budoucnu přispějí k praktickým aplikacím v oblasti biomedicíny,“ dodává prof. Humpolíček.
Prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D., je vedoucím výzkumné skupiny Biomateriály na Centru polymerních systémů Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. Tým se zabývá výzkumem a vývojem biomateriálů, především pak s ohledem na stanovení jejich interakcí s eukaryotickými organismy. Specializuje se na elektricky vodivé polymery, koloidní systémy a chytré kompozitní materiály. Jeho tým spolupracuje s řadou prestižních pracovišť v zahraničí, a to nejen v oblasti řešení konkrétních problémů, ale také skrze dlouhodobé studentské stáže.
Na úvodní fotce vidíte tým Univerzity Tomáš Bati ve Zlíně.
Snaha minimalizovat výskyt chyb v počítačových programech je velmi aktuální téma, jak v komerční, tak v akademické sféře. Chyby, které se nepodaří najít a odstranit před jejich reálným nasazením, přitom mohou způsobit velké ekonomické ztráty, a dokonce i ztráty na lidských životech – příkladem mohou být dvě havárie letadla Boeing 737 MAX v letech 2018 a 2019, kde chyba v počítačovém systému způsobila špatnou ovladatelnost stroje a jeho pád.
Zájem o automatizované techniky odhalování chyb proto roste ve všech sférách průmyslu, což stimuluje intenzivní vývoj nových metod a nástrojů pro hledání chyb. „Verifikace a hledání chyb v pokročilém softwaru“ bylo i tématem projektu vědců pod vedením prof. Ing. Tomáše Vojnara, Ph.D., z Fakulty informačních technologií Vysokého učení technického v Brně a doc. RNDr. Jana Kofroně, Ph.D., z Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy. Projekt byl financován Grantovou agenturou České republiky.
„Automatické hledání chyb v programech je velmi těžký problém a v úplné obecnosti lze říci, že víme, že nemůže existovat automatický nástroj, který by v libovolném programu našel všechny chyby. V některých programech je hledat a případně nalézt chyby snazší, v jiných je to velmi těžké, a typicky se to odvíjí od složitosti a velikosti analyzovaného programu. Naším cílem je v tomto směru zejména (i když nejen) první zmíněný aspekt, tedy umožnit analyzování složitějších programů, než jaké bylo možné analyzovat doposud,“ vysvětluje profesor Tomáš Vojnar.
Záhadné chyby v programech
Vědci se ve svém projektu zabývali například analýzou a verifikací paralelních programů, které jsou v současné době velmi populární. Udržet „na uzdě“ řadu současně běžících výpočtů však není snadné a vznikají při tom „záhadné“ chyby, kdy program většinou běží správně a pak neočekávaně selže. „Najít takové chyby, respektive garantovat jejich absenci v reálných programech představuje jeden ze zvláště obtížných problémů pro automatickou verifikaci,“ říká profesor Tomáš Vojnar.
Další oblastí, kterou se vědci zabývali, byly programy s tzv. dynamickými datovými strukturami vázanými ukazateli. „V tomto případě je zapotřebí efektivně pracovat s nekonečnými množinami složitých grafových struktur neomezené velikosti. Pro takové a další podobné problémy, jako např. automatická analýza výkonnosti programů, bylo zapotřebí navrhnout nejen vhodné formální nástroje z oblastí automatů či logik, umožňující modelovat chování analyzovaných programů, ale také efektivní algoritmy pro práci s takovými modely. Tyto algoritmy následně prototypově implementovat a ověřit na vhodných případových studiích,“ uvádí doc. Jan Kofroň.
Při řešení projektu si výzkumníci mimo jiné „vlastnoručně“ ověřili, že velmi jednoduché techniky jsou mnohdy efektivnější než přístupy výrazně složitější. „V našem případě se to projevilo například u použití poměrně jednoduchých úprav formulí jedné z logik používaných při verifikaci před jejich dalším zpracováním,“ vysvětlil Vojnar.
Metody automatizovaného hledání chyb se zdokonalují, ale vyhráno není
V průběhu projektu se vědcům podařilo vyvinout a implementovat metody, které skutečně přispěly k rozšíření skupiny programů, které je možné analyzovat. Tyto metody byly implementovány v prototypech softwarových nástrojů, které je možno experimentálně nasadit i v praxi.
„Některé z našich metod vyvinutých v projektu byly implementovány v dynamickém analyzátoru ANaConDA určeném pro odhalování chyb v paralelních programech. Při experimentálním nasazení v jedné velké nadnárodní společnosti zabývající se vývojem vestavěných zařízení pak pomohly nalézt reálné chyby, o jejichž existenci společnost tušila, ale měla problém je konkrétně identifikovat,“ uvedl jako příklad z praxe profesor Tomáš Vojnar. Podle něj to ovšem neznamená, že by tímto byl problém hledání chyb v programech vyřešen. Výzkum v této oblasti nadále pokračuje a dochází k dalšímu vývoji a vylepšování existujících metod.
Projekt prof. Tomáše Vojnara a doc. Jana Kofroně byl řešen po dobu tří let a podílelo se na něm 12 výzkumných pracovníků ze dvou spolupracujících týmů (FIT VUT a MFF UK) a asi 20 studentů, převážně doktorských studijních programů. „Pro studenty je účast na projektu cennou zkušeností, kdy si mohou vyzkoušet vývoj prakticky použitelných prototypů, stejně jako vývoj nových, prakticky motivovaných metod analýzy programů,“ říká Jan Kofroň.
Publikace výsledků projektu získaly několik ocenění. Například článek o výše zmíněném nástroji ANaConDA, jehož hlavním vývojářem je Ing. Jan Fiedor, Ph.D., z projektového týmu z FIT VUT, získal cenu za nejlepší článek o nástroji na prestižní konferenci ISSTA 2018 (27th ACM SIGSOFT International Symposium on Software Testing and Analysis). Ocenění za nejlepší článek získali vědci také na významné konferenci CADE 2019 (27th International Conference on Automated Deduction), na kterém se významně podíleli Ing. Vojtěch Havlena, Ing. Ondřej Lengál, Ph.D. a Mgr. Lukáš Holík, Ph.D. rovněž z projektového týmu z FIT VUT.
Prof. Ing. Tomáš Vojnar, Ph.D. Profesor Tomáš Vojnar působí na Fakultě informačních technologií Vysokého učení technického v Brně (FIT VUT), kde absolvoval inženýrské i doktorské studium a aktuálně zde působí jako proděkan pro vědu a výzkum. Po dokončení doktorského studia pobýval dva roky v laboratoři LIAFA (nyní IRIF) na Université Paris Diderot v Paříži. Zabývá se metodami automatizované statické i dynamické analýzy a verifikace, formální analýzy a verifikace a také souvisejícími aspekty teorie jazyků, automatů a logik. Na FIT VUT založil skupinu zabývající se automatizovanou analýzou a verifikací, jejíž členové pravidelně publikují na řadě špičkových mezinárodních konferencí a spolupracují s výzkumníky z řady zemí světa (např. Německo, Rakousko, Švédsko, Velká Británie, Tchaj-wan, USA či Francie).
Doc. RNDr. Jan Kofroň, Ph.D. Docent Jan Kofroň je členem Katedry distribuovaných a spolehlivých systémů na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy. Po absolvování doktorského studia strávil sedm měsíců v Německu ve Forschungzentrum Informatik Karlsruhe. Se svou skupinou se věnuje výzkumu a vývoji v oblasti metod pro symbolickou verifikaci software. Se členy skupiny pravidelně publikuje na mezinárodních konferencích a v impaktovaných časopisech a spolupracuje se zahraničními výzkumnými pracovišti.
Vážení řešitelé, v aplikaci pro podávání a správu grantových projektů (GRIS) byly zveřejněny protokoly hodnocení závěrečných zpráv. Hodnocení najdete v detailu projektu v záložce „Progress Reports, Final Reports“ na řádku závěrečné zprávy za rok 2020 ve sloupci „Protocol (Public)“.
Optimalizační modely se využívají pro maximalizování či minimalizování určených funkcí při splnění omezujících podmínek. Příkladem může být logistika: úkolem je navrhnout nejlevnější způsob přepravy zboží tak, aby byla splněna řada omezení – například, že nesmí být překročena kapacita a dojezd vozidel, že řidiči vozidel nemohou pracovat déle než osm hodin a že zboží musí být doručeno do cíle nejpozději do zadaného termínu.
Maximalizace či minimalizace funkcí velkého počtu proměnných za daných omezujících podmínek je tradiční problém, jenž se v operačním výzkumu, v matematice a v teoretické informatice studuje dlouhá desetiletí. K optimálnímu rozhodování je třeba mít kvalitní vstupní data. Jestliže vstupní data optimalizačního modelu přesně neznáme (může to být například v důsledku toho, že cena některého vstupu se může měnit), vzniká při rozhodování nejistota či neurčitost. Otevírá se pak základní otázka, zdali nepřesnost vstupních dat – třeba zdánlivě zanedbatelná – může způsobit významnou chybu při „optimálním“ rozhodování.
Odpověď na tuto otázku zkoumal tým prof. RNDr. Ing. Michala Černého, Ph.D., z Katedry ekonometrie Vysoké školy ekonomické v Praze v rámci projektu Rozhodování při nejistotě: analýza stability a robustifikace optimalizačních modelů.
Nejistotu či nepřesnost na vstupu lze modelovat mnoha způsoby, například jako náhodnou veličinu. Pak i výsledek optimalizace je náhodná veličina, jejíž vlastnosti jsou předmětem výzkumu. Jiným příkladem je nahrazení vstupních dat, která neznáme přesně, horními a dolními mezemi. Existují ale i další přístupy, které se studují v rámci tzv. robustní optimalizace.
„Toto téma zajímá náš tým dlouhodobě. Každý z členů týmu se na něj dívá odlišnou optikou. Možná to nám dává hlavní inspiraci, navzájem se od sebe neustále učíme,“ říká profesor Černý. A jak podotýká, výzkum přinesl nejedno překvapení.
„Pěkné bylo například zjištění, že jistý problém z oblasti vícekriteriálního rozhodování má úzkou souvislost s geometrickou otázkou, které jsme začali říkat problém létajících polytopů. Lze ji ilustrovat tak, že máme množinu objektů, které se pohybují v prostoru a spojitě mění svůj tvar podle jistých pravidel. Úkolem je zjistit, kolikrát se mohou srazit. To může připomínat problémy, kterými se zabývají například odborníci na grafiku a počítačové hry,“ vysvětluje profesor Černý.
Náš projekt je teoretický, avšak motivace ke zkoumání hlavního problému – jaký vliv může mít nepřesnost vstupních dat na (ne)kvalitu „optimálního“ rozhodnutí – je velmi praktická.
Práce na problémech operačního výzkumu tým přivedla k dalším oblastem, kde je možné teorii nepřesných dat využít. Například ve statistice a v ekonometrii. „Zde se také řeší optimalizační problémy, například v regresi se často minimalizují ztrátové funkce nebo se maximalizuje věrohodnost. Tyto optimalizační problémy mají odlišnou motivaci, nicméně z matematického hlediska se na ně můžeme dívat podobnou optikou a využít pro ně již hotové výsledky, na kterých jsme pracovali v rámci operačního výzkumu,“ říká profesor Černý.
Na projektu financovaném Grantovou agenturou České republiky pracoval pětičlenný tým tři roky. V týmu byli dva doktorandi, kteří již obhájili svou disertační práci. „Důležité je, že takto talentované osobnosti zůstávají ve výzkumu a pracují na vlastních projektech,“ dodává s potěšením profesor Černý. „Třetí kolegyně bude obhajovat doktorskou disertaci záhy. Poté odjíždí na půlroční zahraniční stáž. Doufám, že se k nám vrátí a bude také mít zájem pokračovat v akademické sféře.“
Tým profesora Černého nyní pracuje na dalším projektu Grantové agentury České republiky s názvem Streamovaná finanční data a související optimalizační a identifikační problémy.
Prof. RNDr. Ing. Michal Černý, Ph.D., je profesorem ekonometrie a operačního výzkumu na Katedře ekonometrie Fakulty informatiky a statistiky Vysoké školy ekonomické v Praze. Je absolventem oboru Diskrétní matematika a optimalizace na MFF UK a Mezinárodní ekonomické vztahy na VŠE. Zabývá se především speciálními optimalizačními problémy a jejich složitostními vlastnostmi. Kromě toho pracuje v oblasti statistické analýzy speciálních typů dat a modelů (např. streamovaná data, intervalová data, modely zatížené parciální identifikací). Je členem Vědecké rady FSV UK, Vědecké rady FIS VŠE a Oborové rady Pravděpodobnost a statistika, ekonometrie a finanční matematika na MFF UK.
Předsednictvo Grantové agentury České republiky (GA ČR) schválilo řadu opatření, která reagují na stále komplikovanou epidemickou situaci spojenou s řadou restriktivních opatření. Tato opatření mají za cíl pomoci zvládnout situaci řešitelům projektů a jejich týmům.
„Pandemie nemoci COVID-19 zatím neustupuje tak rychle, jak bychom si přáli. Proto jsme i letos přijali řadu opatření, které mají situaci řešitelům projektů výrazně zlepšit. Změny se obdobně jako vloni týkají širší možnosti využívání přidělených prostředků, například na telekomunikace a výpočetní techniku nebo na péči o děti. Rozšířili jsme také možnost změn v pracovních úvazcích a v rozpočtu projektu,“ řekl předseda GA ČR prof. RNDr. Jaroslav Koča, DrSc., a dodal: „Věřím, že řešitelé letos končících projektů ocení možnost jejich prodloužení o půl roku, kterou jsme přijali již dříve. Vyšli jsme vstříc ale i navrhovatelům, protože jsme prodloužili lhůtu pro podávání návrhů projektů.“
Rozpočet
1. Možnost čerpání nespotřebovaných prostředků v dalších letech
GA ČR již nyní podle příslušných ZD umožňuje v souladu se zněním vyhlášky č. 367/2015 Sb., o zásadách a lhůtách finančního vypořádání vztahů se státním rozpočtem, státními finančními aktivy a Národním fondem (vyhláška o finančním vypořádání) převádět a čerpat nespotřebovanou účelovou podporu do dalších let řešení, a to v neomezené výši. GA ČR tak již nyní umožňuje prostředky poskytnuté podle návrhu projektu v některém z předcházejících let řešení využít v následujících letech řešení.
2. Přesuny mezi položkami základní skladby v roce 2021
Opatření: Přesuny mezi položkami základní skladby grantových prostředků přidělených příjemci, resp. dalšímu účastníkovi, a to až do výše 100 000 Kč, jsou možné do konce roku 2021 bez žádosti a není k nim zapotřebí dodatku ke smlouvě či nového rozhodnutí o poskytnutí podpory.
Změny v čerpání či přesuny musí příjemce v následující zprávě (dílčí či závěrečné) dodatečně zdůvodnit. Musí prokázat, že tyto změny či přesuny byly účelné, hospodárné, efektivní a došlo k nim v souvislosti s řešením situace vzniklé vyhlášením nouzového stavu, omezením pohybu a osobní komunikace.
Přesuny nad 100 000 Kč jsou možné na základě individuální žádosti schválené předsednictvem a dodatku ke smlouvě.
Způsobilé náklady v roce 2021
1. Do způsobilých nákladů hrazených z grantových prostředků lze do konce roku 2021 zahrnout níže uvedené náklady, pokud k nim došlo v přímé souvislosti s omezeními přijatými v souvislosti s bojem proti šíření epidemie koronaviru a onemocněním COVID-19:
Cestovní náklady
Opatření: Při cestě do zahraničí z důvodu řešení grantového projektu lze zahrnout mezi způsobilé náklady povinné testy na COVID-19. Výše způsobilých nákladů se bude příslušně krátit při cestě do zahraničí, která není zcela realizována za účelem řešení grantového projektu.
Odložené konference
Opatření: Mezi způsobilé náklady na řešení projektu lze zahrnout výdaje uskutečněné v průběhu řešení projektu (tj. uhrazené např. zálohově v době řešení projektu) související s aktivní účastí na konferenci, která byla v souvislosti s COVID-19 odložena a realizována po skončení řešení projektu, a to maximálně do jednoho roku.
Storno poplatky
Opatření: Mezi způsobilé náklady lze zahrnout storno poplatky za zrušené konference i vynaložené cestovní náklady za neuskutečněné pracovní cesty, a to až do výše 100 % za podmínky, že ke zrušení pracovní cesty došlo v souvislosti s COVID-19.
V případě, že dojde ze strany dodavatele k refundaci nákladů, popř. k realizaci náhradní cesty (např. na základě voucheru) nesouvisející s řešením příslušného projektu, bude nutné tyto částky zahrnout do výnosů souvisejících s řešením projektu.
Náklady na telekomunikace
Opatření: Do způsobilých nákladů hrazených z grantových prostředků lze do konce roku 2021 zahrnout náklady na služby telekomunikací, náklady na pořízení, opravu a údržbu přístrojů a zařízení z oblasti komunikační techniky a technologií (z položky věcných nebo investičních nákladů), vyjma nákladů na telefony, diktafony a čtečky.
2. Do způsobilých nákladů hrazených z grantových prostředků z doplňkových (režijních) nákladů lze zahrnout i další náklady vzniklé v souvislosti s řešením této krizové situace
např. náklady na péči o děti osob podílejících se na řešení projektu a další závislé osoby.
3. Do způsobilých nákladů hrazených z grantových prostředků z věcných, resp. osobních nákladů lze zahrnout další náklady vzniklé v souvislosti s řešením této krizové situace:
náklady na mzdové náhrady a to až do výše, kterou v nouzovém stavu neuhradí zaměstnavateli stát;
výpočetní techniku využívanou výhradně v přímé souvislosti s řešením grantového projektu.
Úvazky
1. Navýšení limitu pro změnu souhrnné pracovní kapacity týmu bez žádosti
Opatření: Změny v týmu odborných spolupracovníků zahrnující změnu souhrnné pracovní kapacity (úvazku) týmu nejvýše do 35 % ve smlouvě schválené souhrnné pracovní kapacity (úvazku) týmu, včetně změny úvazku řešitele, resp. spoluřešitele, se zachováním odborné kvality týmu, vyjma změny řešitele, resp. spoluřešitele jsou v roce 2021 možné bez žádosti a není k nim zapotřebí dodatku ke smlouvě či nového rozhodnutí o poskytnutí podpory, pokud není možné na projektu pracovat podle schváleného plánu v souvislosti s COVID-19.
2. Snížení limitu minimálních úvazků členů řešitelského kolektivu projektu EXPRO a JUNIOR STAR v roce 2021
Opatření: Pokud není možné na projektu pracovat podle schváleného plánu v souvislosti s COVID-19, může příjemce požádat o snížení úvazku jednotlivých členů týmu na řešení projektu podle článku 5.1 přílohy č. 4 zadávací dokumentace.
Termíny
1. Odložení hodnocení závěrečné zprávy
Opatření: Požádal-li příjemce o prodloužení lhůty hodnocení závěrečné zprávy s termínem odevzdání závěrečné zprávy k 31. červenci 2021, prodlužuje se lhůta odevzdání závěrečné zprávy do 31. srpna 2021.
Upozorňujeme, že neuvedení osoby uchazeče, tj. instituce (v GRIS pod názvem „Organization“), u které budete projekt řešit a která Vás bude zaměstnávat po dobu řešení projektu, pokud nehodláte projekt řešit samostatně jako fyzická osoba, je formálním důvodem pro vyřazení tohoto návrhu z dané veřejné soutěže.
Institucí se rozumí uchazeč, tedy budoucí příjemce dotace, jejíž datovou schránkou musí být návrh projektu doručen Grantové agentuře České republiky.
U některých veřejných soutěží jako POSTDOC INDIVIDUAL FELLOWHSHIP (PIF) nebo JUNIOR STAR není možné, aby byl projekt řešen fyzickou osobou.
V případě pochybností se obraťte na naši telefonní infolinku +420 227 088 841 nebo +420 227 088 861, popř. písemné dotazy můžete směřovat na e-mail: info@gacr.cz.
Upozorňujeme, že při podávání návrhů projektů POSTDOC INDIVIDUAL FELLOWHSHIP (PIF) je nutné zadat uchazeče – instituci (v GRIS pod názvem „Organization“). Touto institucí je v případě PIF OUTGOING vysílající organizace, na které bude řešit poslední část projektu. V případě PIF INCOMING je touto organizací česká instituce, na které bude badatel řešit celý projekt.
Tato instituce musí návrh projektu podat ke GA ČR ze své datové schránky. (Pokud jí nedisponuje, může udělit jiné organizaci plnou moc.)
Abychom poskytli co nejlepší služby, používáme k ukládání a/nebo přístupu k informacím o zařízení, technologie jako jsou soubory cookies. Souhlas s těmito technologiemi nám umožní zpracovávat údaje, jako je chování při procházení nebo jedinečná ID na tomto webu. Nesouhlas nebo odvolání souhlasu může nepříznivě ovlivnit určité vlastnosti a funkce.
Funkční
Vždy aktivní
Technické uložení nebo přístup je nezbytně nutný pro legitimní účel umožnění použití konkrétní služby, kterou si odběratel nebo uživatel výslovně vyžádal, nebo pouze za účelem provedení přenosu sdělení prostřednictvím sítě elektronických komunikací.
Předvolby
Technické uložení nebo přístup je nezbytný pro legitimní účel ukládání preferencí, které nejsou požadovány odběratelem nebo uživatelem.
Statistiky
Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro statistické účely.Technické uložení nebo přístup, který se používá výhradně pro anonymní statistické účely. Bez předvolání, dobrovolného plnění ze strany vašeho Poskytovatele internetových služeb nebo dalších záznamů od třetí strany nelze informace, uložené nebo získané pouze pro tento účel, obvykle použít k vaší identifikaci.
Marketing
Technické uložení nebo přístup je nutný k vytvoření uživatelských profilů za účelem zasílání reklamy nebo sledování uživatele na webových stránkách nebo několika webových stránkách pro podobné marketingové účely.
Městská zeleň, Marche, Střední Itálie, foto Federico Morelli
Emberiza citinella v Polsku, foto C. Korkosz
Městská zeleň v Praze 6, foto Federico Morelli
Passer domesticus italiae, foto Fabio Pruscinifoto Yanina Benedetti
Tým Ústavu makromolekulární chemie AV ČR
Prof. Ing. Petr Humpolíček, Ph.D., je vedoucím výzkumné skupiny Biomateriály na Centru polymerních systémů Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. Tým se zabývá výzkumem a vývojem biomateriálů, především pak s ohledem na stanovení jejich interakcí s eukaryotickými organismy. Specializuje se na elektricky vodivé polymery, koloidní systémy a chytré kompozitní materiály. Jeho tým spolupracuje s řadou prestižních pracovišť v zahraničí, a to nejen v oblasti řešení konkrétních problémů, ale také skrze dlouhodobé studentské stáže.
Prof. Ing. Tomáš Vojnar, Ph.D.
Doc. RNDr. Jan Kofroň, Ph.D.
Prof. RNDr. Ing. Michal Černý, Ph.D., je profesorem ekonometrie a operačního výzkumu na Katedře ekonometrie Fakulty informatiky a statistiky Vysoké školy ekonomické v Praze. Je absolventem oboru Diskrétní matematika a optimalizace na MFF UK a Mezinárodní ekonomické vztahy na VŠE. Zabývá se především speciálními optimalizačními problémy a jejich složitostními vlastnostmi. Kromě toho pracuje v oblasti statistické analýzy speciálních typů dat a modelů (např. streamovaná data, intervalová data, modely zatížené parciální identifikací). Je členem Vědecké rady FSV UK, Vědecké rady FIS VŠE a Oborové rady Pravděpodobnost a statistika, ekonometrie a finanční matematika na MFF UK.