Fuzzy aneb co mají vážky společného s matematikou

UPOZORNĚNÍ: Platnost této informace již vypršela.

Ústav pro výzkum a aplikaci fuzzy modelování (ÚVAFM) existuje na Ostravské univerzitě již 13 let. Zeptal jsem se RNDr. Martina Štěpničky, Ph.D. (30), absolventa Ostravské univerzity a zástupce ředitele ústavu, co to vlastně to  fuzzy je? Kde se dá použít v praxi? A čím je ÚVAFM tak zvláštní, že stojí mimo Přírodovědeckou fakultu.

Matematika není obecně moc populární obor. Co vás tedy vedlo k tomu studovat matematiku a proč právě na Ostravské univerzitě? Proč jste nešel třeba na Karlovu univerzitu?
Matematika byla jediný předmět, který jsem se nemusel moc učit a který mě bavil. Ostrava mi nepřišla horší než třeba Brno a v Praze bych nedostal koleje, protože jsem z Pardubic. Pro rodiče by to bylo navíc finančně náročné, takže jsem zvolil Ostravu, kde jsem koleje dostal.

Vy jste zástupce ředitele Ústavu pro výzkum a aplikace fuzzy modelování, můžete vysvětlit co to vlastně fuzzy je?
Fuzzy je přesná věda o nepřesných jevech, které nás obklopují. Pracujeme s pojmy, u kterých není přesná hranice jako třeba velký a malý. S těmito pojmy nelze v klasické matematice založené na teorii množin pracovat, protože tam je vždy nutné, aby objekt jednoznačně byl či nebyl prvkem množiny. Do fuzzy množiny lze patřit s nějakým stupněm příslušnosti. V důsledku toho lze definovat např. množinu vysokých lidí, kde s rostoucí výškou bude růst i stupeň příslušnosti do takové fuzzy množiny.

Jak jste se k fuzzy dostal?
V prvním ročníku jsem měl předmět Základy matematické metody, ve kterém prof. Novák nastínil základy fuzzy. Potom jsem se fuzzy zabýval, když jsem psal diplomovou práci a pak jsem ve stejném tématu pokračoval na doktorském studiu, během kterého jsem dostal pracovní nabídku v ÚVAFM.

Mohl byste uvést nějaký příklad z praxe kde se fuzzy metody používají?
Obecně kdekoliv, kde se snažíme formalizovat expertní usuzování, expertní rozhodování apod. Vlastně jde o nahrazeni odborníka systémem, který bude odvozovat závěry jako by byl tím odborník v ideálním případě. Tudíž vyloučí se vnější vlivy jako špatné rozpoložení, psychika, únava anebo například korupce mezi lidmi. Není složité modelovat privatizační proces pomocí automatického systému bez možnosti, aby ho ovlivnili jednotliví členové komise. Podobně lze vyloučit chybu osob řídících složité procesy, pokud je nahradíme automatizovaným řízením. Zde se fuzzy modely staly již standardním nástrojem, jejich jednodušší varianty najdete ve zcela běžných pračkách, složitější modely jsou například v automatických převodovkách od Volkswagenu. Pýchou ústavu je konkrétní aplikace v oblasti těžkého průmyslu. Náš software a naše báze expertních fuzzy pravidel, již více než 10 let, úspěšně řídí kovohutě společnosti AL INVEST v Břidličné, což je zásluha především našeho ředitele prof. Nováka.

Kdo se zasloužil o to, že zrovna na Ostravské univerzitě je Ústavu pro výzkum a aplikace fuzzy modelování?
Ústav pro výzkum a aplikace fuzzy modelování byl založen 1. září 1996 za podpory MŠMT a u jeho založení stáli prof. Močkoř a prof. Novák. Pouze na Ostravské univerzitě je v takto čisté podobě, nikde na světě tomu tak není. Jinde dělají lidé vědu jen v rámci svého úvazku na katedrách. Pokud už jsou zakládány ústavy výzkumného charakteru, mají většinou mnohem širší záběr. Poměrně těžko se podaří najít více než 3 nebo 4 vědecké pracovníky z jednoho oboru, proto musí podobné ústavy své zaměření rozšířit. Takové ústavy jsou pak nekonzistentní, pracovníci spolupracují v malých skupinkách a příliš nevidí do práce ostatních. Je poměrně těžké získat dostatečný počet vědeckých pracovníků v jednom oboru nebo si je vychovat. V tom je ÚVAFM jedinečný.

Vím o vás že jste spoluautorem zajímavého článku, který jste napsal spolu s RNDr. Alešem Dolným, Ph.D. a Mgr. Pavlem Drozdem, Ph.D. z katedry biologie a ekologie. O čem konkrétně je?
Článek se věnuje ochraně druhů, konkrétně jde o vážky, kterými se Aleš Dolný dlouhodobě zabývá a nedávno o nich vydal knihu ve spolupráci se zpěvákem Danem Bártou. Text se zabývá modelováním expertního usuzování o ohroženosti vážek v určité lokalitě. Doposud ekologové řešili tento problém různými tabulkami, kde však přiřazené bodové hodnoty mohly v jistých případech dávat nevhodné výsledky. Mohlo pak dojít k mylnému označení lokality za bezproblémovou a následně např. ke schválení stavby řekněme továrny v těsné blízkosti takové lokality. Proto si problematika zaslouží sofistikovanější přístup, který by mohly fuzzy modely nabízet.

Jak jde matematika a ekologie dohromady? Koho napadlo napsat společný článek?
Ta iniciativa přišla od Pavla Drozda, který původně vystudoval aprobaci matematika-biologie. Takový člověk je velmi cenný, protože vidí věci z obou stran, zná problémy a vidí potenciál. Matematika je abstraktní a obecná. Její výsledky jsou obecně platné kdekoliv a pro cokoliv. Navíc náš obor je aplikovanou matematikou, možná by se mělo přesněji hovořit o „aplikovatelné matematice“. Největší problém interdisciplinární spolupráce je přílišná uzavřenost pracovníků v jednotlivých oborech. My neznáme problémy z praxe jiných oborů a odborníci z jiných oborů nevidí potenciál nových matematických přístupů a teorií. Stačí se více otevřít.

Máte čas i na něco jiného kromě matematiky?
Kromě matematiky se zajímám o sport, hraji fotbal, tenis, mám rád lezení a to jak na cvičné stěně, tak v přírodě na skalách a věnuji se také degustaci vína.

Degustace vína? To je celkem zajímavý a nezvyklý koníček, jak jste se k němu dostal?
K příjemným věcem se člověk dostane snadno (úsměv). Navíc máme v rodině dvě vinotéky, což je čistě shoda náhod, žádné předky vinaře nemáme.

Bc. Lukáš Novotný

Zveřejněno / aktualizováno: 18. 11. 2022