Potřebuji vidět hlubší smysl své práce, říká absolvent FEL v rozhovoru o svém studiu na Oxfordu a výzkumech v oblasti strojového učení

Z FEL na Oxford

Odkud jste na FEL původně přišel? Byl jste už během středoškolských studií nějak oborově vyhraněný?

Přišel jsem z gymnázia, konkrétně z pražského Gymnázia na Vítězné pláni. Nebyl jsem si jistý konkrétním zaměřením, ale bavily mě počítačové vědy i matematika a dostal jsem se na program Otevřená informatika. Pomohl mi také kurz, který vedl pan docent Habala z katedry matematiky. Velmi dobře na něm vysvětloval i pokročilejší matematiku, což mi pomohlo jak při přijímačkách, tak později během studia. Pan docent byl mým nejoblíbenějším učitelem během bakalářského studia, uměl skvěle vysvětlovat a obecně učil velmi příjemně.

Jak vzpomínáte na své studium na FEL? Co Vám přineslo?

Na studentská léta vzpomínám rád, studoval jsem na FEL bakaláře i magistra. Bakalářský program jsem dokončil v řádném termínu, magisterské studium jsem prodlužoval kvůli studiu v zahraničí. Zahraniční zkušenost mi ale hodně pomohla rozšířit si obzory a později i při mém studiu na Oxfordu. Ale zpátky k naší škole: Rád bych FEL pochválil, mám zpětně pocit, že za mých studií byla většina obsahu dobře vysvětlována, a ač byl OI občas až trochu moc teoretický nebo komplikovaný, tak mi to v dalším studiu pomohlo. Nebylo pak tak těžké přejít k nějaké nové disciplíně, například novému programovacímu jazyku. To se mi potvrdilo zvláště ve chvíli, kdy jsem se ke konci magisterského programu zaměřil na strojové a hloubkové učení. Psal jsem o něm diplomovou práci a silný teoretický základ mi přišel vhod.

Jak je studium v cizině odlišné od studia u nás? A v čem si myslíte, že Vás studium na FEL nejlépe připravilo na studium na Oxfordu?

V teoretické rovině bylo na FEL mnoho příležitostí si vybrat svou vlastní cestu. Během studia jsem si přibíral předměty z počítačové grafiky, takže jsem se dostal i například k metodám zpracování a reprezentace 3D dat a počítačového vidění. Jedna z věcí, které mi možná u nás trochu chyběly, byly aplikované přednášky, respektive možnost lépe vidět, že co se učí teoreticky, se dá v praxi krásně využít v nějakém konkrétním odvětví. Na Oxfordu jsem si všiml třeba bakalářského programu „Computer Sciences and Philosophy“, který mne zaujal tím, že má přesah i do jiných oborů. Na druhou stranu, podobné věci jde vyřešit zapsáním volitelných předmětů (i na jiných školách) nebo právě studiem v zahraničí. Co také člověka dobře připraví pro přihlášku do zahraničí, je dobrá pověst naší školy. Například právě na Oxfordu existuje už dobré povědomí o tom, že máme velmi dobrou laboratoř pro Computer Vision a také se víceméně ví o našich laboratořích Computer Graphics.

Myslíte si, že hrají roli i osobní známosti a povědomí o výzkumu, který vedeme?

Řekl bych, že ano. Ale pozor, nejsou to vlastní kontakty, ale už jen skutečnost, že jsou naše výzkumné skupiny známé po světě, že publikují na známých konferencích a že i zahraniční vědci o nich vědí. A ještě další tip pro studenty, kteří by měli zájem inspirovat se mou cestou: Na konci magisterského studia jsem se dostal do zahraničí  díky AESTE, což je program, který pomáhá studentům nacházet práci po studiu. Já sám jsem tak měl možnost zúčastnit se výzkumu na Carnegie Mellon University. To bylo skvělé, protože jsem si tam mohl vyzkoušet doktorandský život se všemi úspěchy i slepými uličkami, jak v práci, tak v životě. Byl to v podstatě dobrý test, zda by mě výzkum bavil. A nakonec z toho vzešel i výstup, respektive článek, který jsem představil na konferenci.  Tato zkušenost mi velmi pomohla při přijímacím řízení na Oxford, protože můj budoucí vedoucí na to zavedl řeč.

Bylo v zahraničí něco, co vám z FEL chybělo?

Jak jsem zmiňoval, snažil jsem se v cizině zaměřovat i na jiné obory, než byly přímo počítačové vědy, na Union College v USA jsem například studoval Fotografii, na IITM v Indii zase Indické drama. Naopak úroveň technických předmětů mi překvapivě nepřišla až tak dobrá, jako jsem ji znal z Česka. Je to asi hlavně specializací naší školy, a tím, že máme skutečně špičkové odborníky ve svých oborech. Ale myslím, že to je také tím, že jsem se ocitl na školách, které neměly počítačové vědy jako hlavní zaměření.

Dovolil byste si porovnat úroveň počítačové vědy u nás na FEL a na Oxfordu?

Omlouvám se, to bych si asi nedovolil. (smích)

Také zrovna v Deep Learning (hloubkovém učení) se toho hodně změnilo až poté co jsem odešel z FELu, a tak jsem na některé pojmy narazil až později - např. na aktuální revoluci v NLP (natural language processing = zpracování přirozeného jazyka) a větší zaměření na takzvané XAI (explainable artificial intelligence = vysvětlitelné AI). Solidní teoretické znalosti z OI a z FELu mi ale pomohly, abych se zvládnul sám učit z nejnovějších vydaných článků.

Multidisciplinární přístup a místo informatiky v reálném životě

Myslíte si, že má mnoho informatiků, respektive studentů technických oborů potřebu přesáhnout hranice svého oboru a hledat hlubší smysl své práce i v jiných oborech, potažmo vědách?

Rozhodně. Nebo v to alespoň doufám. Je to důležité i pro mne, protože potřebuji vidět smysl své práce. Podle mě je to i lék proti vyhoření a pocitům beznaděje. Samozřejmě, jeden člověk nemůže spasit celý svět, ale může vidět reálný dopad své práce. A co se týče multidisciplinarity, tak tu vidím u sebe ve dvou aspektech. Snažím se pracovat zároveň jako vědec i jako umělec, je to někdy těžké, měnit myšlení, ale je to zajímavé, protože když se „unavíte“ u jednoho, můžete si „odpočinout“ u druhého. A přináší to jednoduše nové pohledy na danou věc. Například nedávno mi promítali experimentální film vytvořený pomocí AI metod na festivalu Ji.hlava, a též se účastním tamního programu v takzvaném Labu Inspiračního Fóra. Diskuse s lidmi z jiných oborů, a šance pracovat napříč obory mi přijde důležitá a osvěžující.

Jaký je Váš názor na moc informatiky v dnešní době, vzhledem k tomu, že prolíná už do většiny ostatních oborů?

Informatika vám dá šanci uplatnit se v podstatě kdekoliv. Na problémy, které se dají řešit metodou optimalizace či podobnými postupy, narazíte všude. Pro studium informatiky tak můžete mít daleko hlubší motivaci a nemusíte se bát, že skončíte u „sezení v kancelářském boxu a ťukání do počítače“ jako na začátku filmu Matrix.

Vyhlídky do budoucna

Přesuňme se k Vaší současné práci. V polovině listopadu Vám vyšel článek “Semantic segmentation of methane plumes with hyperspectral machine learning models“. Mohl byste ho krátce představit?

Článek vyšel v žurnálu Nature, respektive v jeho podžurnálu Scientific Reports. Jedním z rysů tohoto žurnálu je, že je koncipovaný tak, aby byly články srozumitelné i odborníky z jiných disciplín, nesmí tedy být přehnaně technické. Vzhledem k tomu, že jsem se snažil pohybovat mezi obory, mi to přišlo ideální. Tématem článku je detekce signálu metanu za použití takzvaných hyperspektrálních satelitů. V současné době existuje čím dál víc misí od různých agentur, například ESA nebo NASA, které posílají satelity s hyperspektrálními senzory, takže nezachycují jen RGB kanály, ale i mnoho dalších (místo 3 kanálů třeba až 425). To umožňuje zachytit mnohem jemnější typy signálů, ale taky přináší své specifické problémy. Detekce metanu je navíc poměrně komplikovaná záležitost, protože metan je průhledný a na obrazech z mnoha satelitů není vidět. Na druhou stranu je jeho koncentrace problém, který je v současné době velmi důležité řešit, protože úniky metanu přispívají ke globálnímu oteplování. Další z novinek v článku je, že jsou data detekována a vyhodnocována pomocí umělé inteligence, a automaticky jsou tak vyfiltrovány některé rušivé elementy. Data v článku byla zachycena v Americe, v oblasti Four Corners, kde je mnoho továren a tudíž producentů metanu, model je ale pak testován i na datech z jiného senzoru a z jiných oblastí světa. Pro mě je též důležité to, že jsme byli schopni tyto data zpracovat a vydat veřejně pro další případné vědce pracující v této oblasti.

Link na článek

Jaká bude další budoucnost tohoto výzkumu?

Příští krok, na který bych se chtěl zaměřit, bude rozšířit sbírání dat po celém světě a trénování modelů, které zvládnou diverzitu dat z celého světa. Prvně bude asi třeba používat simulace, ale rád bych, aby se tento způsob zpracování a analýzy dat rozšířil.

Mnohé z Vašich předchozích projektů se věnovaly buďto detekci požárů nebo jiných extrémních situací v přírodě. Padá na Vás vzhledem k Vašim výzkumům nějaký druh environmentální tísně?

Vidět některá data je pochopitelně docela těžké. Vědci se občas ve svých výzkumech dopouštějí jisté dehumanizace a zaměřují se na metodu a signály a ne na praktické důsledky. Je to pochopitelně způsob, jak se lépe mentálně chránit. Já jsem na druhou stranu optimistický v tom, že generace dnešních dětí a dospívajících už se ani neptá, jestli vůbec klimatickou krizí procházíme, ale mají motivaci ji řešit a budou se pokoušet toto řešení ještě více akcelerovat.

Co se týče budoucnosti, někteří studenti by možná rádi kopírovali Vaši cestu. Co byste jim ještě dalšího poradil?

Určitě mohu dát pár rad. Jedna z nich, i když to asi nebude znít populárně, je pečovat o svůj akademický průměr, i kdyby to znamenalo dělat znovu nějaké zkoušky tak, aby vyšly lépe. Pak, jak jsem zmiňoval, je důležité zkoušet zahraniční stáže i studijní pobyty v zahraničí, zvláště, pokud z nich mohou vyjít nějaké konkrétní výstupy. Mimo jiné tyto zkušenosti dodají člověku motivaci a rozhled mimo dosavadní zónu. Když se pak člověk ze zahraničí vrátí, tak si odtamtud vezme pozitivní inspiraci. Prakticky pak také, najít si více cílů a přijmout i to, že některé nevyjdou (hovořím ze zkušenosti asi dvou let neúspěšných přijímaček). Čili nenechat se odradit a trochu víc si věřit. Osobně si myslím, že někteří studenti FELu a OI by celkem snadno “obstáli” i na Oxfordské univerzitě.

A ještě jednou nazpět k Vám samotnému. Kde vidíte svou budoucnost Vy v nejbližších letech?

Vzhledem k tomu, že doktorské studium je poměrně náročné, tak ještě stále pracuji na dalších projektech, na které mám zhruba jeden akademický rok. Rád bych ale pokračoval v akademické činnosti, zjistil jsem také, že mě baví jak výzkum, tak například učení, kde můžu své nadšení předávat a motivovat další studenty pro tento obor. A také bych se jednou zase rád vrátil zpět do Česka.

Rozhovor vedla Tereza Čechová a Radovan Suk