„Egy életen át meghatározó tapasztalatokra és szakmai kapcsolatokra tettünk szert”

A PANTHER-projekt több BME-s résztvevője nemrég tért haza külföldi kutatói ösztöndíjáról. Élménybeszámolóik, és a program műegyetemi koordinátora szerint is hasznos egy ilyen tanulmányút.

„A világ legjobb egyetemein, prominens szakmai tekintélyek mellett és kutatócsoportjaikban tanulhatnak a programra sikeresen pályázó fiatal műegyetemi szakembereink. Ösztöndíjasként bekapcsolódtak a nemzetközi tudományos vérkeringésbe, és kísérleteiket olyan egyedülálló eszközpark segítségével végezhették el, amelyekre Magyarországon kevesebb lehetőségük adódott volna. Megismertek egy új, az európaitól számos aspektusában eltérő felsőoktatási struktúrát és társadalmi kultúrát, amelynek tapasztalatait későbbi életpályájuk során is felhasználhatják” – összegezte a végéhez közeledő PANTHER-program (Pacific Atlantic Network for Technical Higher Education and Research) hasznát a Gépészmérnöki Kar Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék egyetemi tanára, a projekt egyik intézményi koordinátora. Kiss Ritát azután kérdeztük, hogy három műegyetemi doktorandusz, Berke Dávid, Péter Gábor, Szemenyei Márton is visszaérkezett a közelmúltban a Föld másik feléről.

A PANTHER-program az Erasmus Mundus projekt részeként kifejezetten a műszaki területen oktatók, kutatók és diákok számára meghirdetett csereprogram, amelyben Ausztrália, Új-Zéland és az Európai Unió nyolc felsőoktatási egyetemének fiatal szakemberei vesznek részt.

Lengyel, francia, ír, spanyol és magyar egyetemi partnerek a déli félteke olyan kiemelkedő oktatási intézményeivel állnak kapcsolatban, mint az ausztráliai brisbane-i Griffith Egyetem és Új-dél-walesi Egyetem, valamint az új-zélandi Műszaki Egyetem. A kapcsolat szakmai területekre is kiterjed, mint például az energetika, a környezetvédelem, a biomechanika, a villamosmérnöki és az informatikai tudományok. A program célja a hosszú távú partnerség megalapozása, amelynek keretében az európai partnerek Ausztráliába vagy Új-Zélandra utazhatnak, illetve e távoli országok kutatói és diákjai is jöhetnek Magyarországra. (A PANTHER-projekt első műegyetemi tapasztalatairól a bme.hu korábban is beszámolt – szerk.)

A felhívás keretében a hazai oktatók és kutatók 2-3 hónapos, míg a PhD-hallgatók és a posztdoktorok 6-12 hónapos időszakra utazhatnak a programban résztvevő ausztrál vagy új-zélandi intézménybe. A legutóbbi kiírás díjnyertes pályázóinak névsora előző írásunkban olvasható.

Sportfelügyeleti rendszerek informatikai modellezésével foglalkozik Berke Dávid, a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar (VIK) Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszékének doktorandusza, aki a PANTHER-program ösztöndíjasaként fél évet töltött el az Aucklandi Műszaki Egyetemen.

A PhD-hallgató olyan modelleken és alkalmazások kifejlesztésén dolgozik, amelyeket hosszútávú futóversenyeken használhatnak a sportolók és a szervezők a jobb teljesítmény elérésére, a folyadékveszteség minimalizálására vagy a frissítőpontok helyének előnyösebb kiválasztására. A fiatal mérnök-informatikus kutató valós fiziológiai és helyközi adatokra (például idő, távolság, sebesség, nyilvános eredménylisták) alapozza számításait; ehhez informatikai és matematikai módszereket használ. Elemzéseinek különlegessége, hogy ez idáig a témában folytatott hasonló vizsgálatok szinte kivétel nélkül a versenysportokra és a profi versenyzőkre fókuszáltak, ám Dávid inkább a szabadidős sportolókra koncentrál a tudományos munkája során. Elmondása szerint egyedi informatikai módszerekkel modellezi a hosszútávú tömegfutóversenyek versenyzőinek folyadékvesztését az erőpróba közben. A BME-n ezért egyedülállónak számítanak a doktorandusz és témavezetőjének, Kovács Kálmánnak, a VIK Irányítástechnika és Informatika Tanszék egyetemi docensének, valamint a BME VIK Egyesült Innovációs és Tudásközpont igazgatójának vizsgálatai, amelyek eredményeit az új-zélandi egyetem szakemberei is érdeklődve fogadták.

A fiatal tudóst személyes tapasztalatai ihlették a kutatási terve összeállításakor: 20 évig ugyanis versenyszerűen sportolt. Kezdetben triatlonozott, majd egyetemistaként atletizált, közép- és hosszútáv-futóként mérette meg magát, közben pedig a Testnevelési Egyetemen atlétikai edző képesítést szerzett. Alapszakos hallgatóként önálló laborgyakorlat keretében készítette el alkalmazásának alapmodelljét, azután oktatója bíztatására előbb mesterszakosként, később a posztgraduális képzésben vitte tovább e témát. PANTHER-ösztöndíjasként új kísérleteket is végzett.

Az Új-Zélandon töltött fél év alatt betekinthetett az aucklandi egyetem három különböző kutatóközpontjának munkájába, saját fejlesztéseit a helyi eszközparkon is kipróbálhatta, továbbá szimulációs modelljében valós hazai és új-zélandi sporteredményeket vetett össze. „Vendégkutatóként speciális fiziológiás, sportegészségügyi elemzésre és adatgyűjtésre kaptam lehetőséget, és erre alapoztam az új információs és vizuális modellemet, amellyel különböző környezeti (meteorológiai) adottságokkal rendelkező futóversenyeket hasonlíthatok össze” – fejtette ki az ösztöndíjasként eltöltött időszak egyik fontos tudományos eredményét. Emlékezetes volt számára az intézmény időjárás-szimulátor kamrájában végzett mérési kísérlete is. A vizsgálatnak Dávid volt egy személyben a kutatás tervezője, alanya, lebonyolítója és kiértékelője is.

Az ösztöndíjas műegyetemi mérnök-informatikus részt vett három különböző szakmai konferencián, e közben megismerte az elszigetelt ország kutatási irányvonalait, két alkalommal előadást is tartott az összetett és sokszínű tudományos munkájáról, a sport és az orvostechnika kapcsolatáról, a BME-ről és Magyarországról. Az Új-Zélandon végzett elemzéseiről és élményeiről csaknem 300 oldalas szakmai feljegyzést készített, amelyeket későbbi publikációihoz használhat fel. „A kint töltött idő minden tapasztalatát és tudását hasznosítani fogom a PhD-disszertáció elkészítésekor, emellett a további kutatásaimhoz és oktatási tevékenységemhez” – fogalmazott Berke Dávid. Úgy vélte: „szakmailag és emberileg is sokat fejlődött, a kialakított munka- és baráti kapcsolatainak jelentőségét pedig az elkövetkezendő évek igazolják majd”.

A brisbane-i Griffith Egyetemen közösen töltötték fél éves ösztöndíjukat Péter Gábor és Szemenyei Márton, a VIK Irányítástechnika és Informatika Tanszékének doktoranduszai.

Gábor a nemlineáris mechatronikai rendszerek modellalapú irányítását kutatja. Mobilis robotok szimultán lokalizációjával és térképezéssel foglalkozik (az önjáró robot feladata, hogy egy ismeretlen környezetben előbb térképet készítsen a terepről és így próbálja meghatározni saját pozícióját – szerk.). Kutatásainak eredményét bányában és gyárban alkalmazható autonóm robotoknál hasznosíthatják a jövőben. „Ilyen környezetben a GPS nem használható felderítő eszközként, ezért e gépezetek infrajelzések, mágneses érzékelők vagy iránytű segítségével tájékozódnak” – árulta el fejlesztéséről.

A PhD-hallgató új eszközökön próbálhatta ki modelljét: míg itthon kerékkel rendelkező robotokon kísérletezett, addig kint 58 centiméteres és 27 mozgatható „ízülettel” rendelkező ún. humaniod robotokat vizsgált. Futballozás modellezéséhez alkalmazzák ezeket az eszközöket, amelyekbe helymeghatározó kamerát, és nyomásérzékelőt helyeztek el. „Korábban elkészített keretrendszeremet fejlesztettem tovább az ausztrál kutatólaboratóriumban: a műegyetemi kerekes robotokon bevált szoftvert a humanoid robotokhoz alakítottam. A rendszer erős és jól átgondolt, így kisebb módosítások elegendőek voltak ahhoz, hogy a program az új gépezeteken is bevethető legyen” – tudtuk meg a Péter Gábortól. Kutatótársai érdeklődve fogadták újításait, amelyet nagy valószínűséggel alkalmaznak majd a következő RoboCup versenyen. A 10 x 7 méteres focipályán két csapat önjáró robotjai mérkőznek meg egymással. „Fejlesztésemmel az ausztrál gépezetek könnyebben detektálják helyzetüket az ismeretlen terepen és javíthatnak a teljesítményükön, azaz a gólszerző és az ellenfél gólját kivédő képességükön.” Gábor a kar egyik ipari partnere kérésére kezdett foglalkozni témájával: a javarészt elektronikus eszközöket gyártó vállalat a jövőben az üzemeiben alkalmazott anyagszállító robotokhoz szeretné felhasználni a fiatal kutató elgondolását. A munkát tovább folytatja: új fejlesztéseiről szakmai publikációkat készít, és tervei szerint egy év múlva befejezi a témában készülő doktori disszertációját is.

„Fiatal, mindössze három évtizedes múltra tekint vissza a brisbane-i egyetem, amelynek tagolt kampusza sokban hasonlít a Műegyeteméhez” – vont párhuzamot a két intézmény között a PANTHER-program ösztöndíjasa, aki beszámolója szerint egy nyitott és befogadó multikulturális környezetbe csöppent bele, hallgató- és kutatótársai örömmel fogadták európai mérnöki szemléletét. Jó tapasztalatai voltak a helyi felsőoktatási rendszerrel: „az ausztrál posztgraduális képzés előnye, hogy a PhD-hallgatók az idejüket teljes mértékben a tudományos munkájukra fordíthatják, oktatási feladatokat önszorgalomból, illetve ösztöndíjért vállalnak”.

Gáborral együtt fél évet töltött a brisbane-i kutatólaboratóriumban Szemenyei Márton is, aki a mesterséges intelligenciával, ún. „deep learninggel” (olyan algoritmusok, amelyek az egyre nagyobb adattömeg (big data) segítségével történő gépi tanulást teszik lehetővé; a módszert a gépi látás, a hang- és beszédfelismerés alapú döntéshozásnál, valamint játékok játszásánál is alkalmazzák – szerk.) foglalkozik. A Műegyetemen e témát a kiterjesztett valóságban vizsgálja, míg ausztráliai ösztöndíjasként modelljét a kutatólaboratórium humanoid robotjain fejlesztette tovább. Neurális háló alapú rendszert dolgozott ki az ottani önjáró gépezeteknek: „az elképzeléseim révén a korábban különálló szoftverek által végzett objektumdetektálás és az ehhez kapcsolódó információk közvetítése a processzorba ma már mindössze egyetlen programmal elvégezhető, ami jelentős teljesítményjavulást eredményezhet a focizó robotoknál”. Márton szerint az ilyen típusú robotok hátránya, hogy alacsony teljesítményű processzorokkal rendelkeznek, miközben a helymeghatározó műveletek elvégzéséhez nagyobb hatékonyságra van szükségük. Úgy vélte, igazi mérnöki kihívás volt a szóban forgó probléma megoldása, azaz a detektálás és az információközvetítés összekapcsolása a rendelkezésre álló eszközökön.

„Ausztráliai kutatómunkám eredményeit több tudományos publikációban is közzéteszem a közeljövőben. Sok támogatást kaptam a helyi, inkább szoftvertervező hallgatóktól: kölcsönösen új módszereket ismertettünk meg egymással, szélesítettük tudásunkat és egy új alkalmazási területet is kipróbálhattam” - ecsetelte Szemenyei Márton az ösztöndíjprogram nyújtotta szakmai előnyöket. A kint töltött idő alatt úgy tapasztalta, hogy az ausztráliai felsőoktatásban a mester- és a PhD-képzés inkább „párhuzamos egymással”: az alapképzésen jól teljesítő diákok a posztgraduális oktatásban, a kevésbé jó eredményeket elérők a mesterképzésben folytatják pályájukat. „Az önálló tudományos munkának és kutatásnak a Magyarországon ismertnél nagyobb szerepe van, a PhD-ra készülő BSc-s hallgatókat ’mély vízbe dobják’: jelentős publikációs elvárásokat támasztanak velük szemben, több önálló következtetést kell levonniuk, ami óhatatlanul is nagyobb stresszel járhat” – fogalmazott a doktorandusz.

Márton úgy véli, hogy számos tapasztalatot köszönhet a PANTHER-ösztöndíjprogramnak: újszerű kísérleteket végzett, eddig ismeretlen eszközparkot vehetett használatba, a disszertációjához új tézist állított fel, nem beszélve az ausztrál egyetemen kötött személyes és baráti kapcsolatokról. Hangsúlyozta: az utazással csak nyert: fejlődött a nyelvtudása, szélesedett a tudományos perspektívája, helytállt és sikereket ért el egy nemzetközi környezetben, ahol társai elismerték szakértelmét. „A pályája elején járó fiatalnak egy ilyen lehetőség nagyszerű motiváció a további kutatási irányvonalak meghatározásában” – üzente a hallgatóknak.

TZS  - GI

Fotó: Takács Ildikó, Berke Dávid, Péter Gábor, Szemenyei Márton