Vojtěch Mrázek obdržel prestižní grant GA ČR JUNIOR STAR pro excelentní začínající vědce

Na Fakultu informačních technologií VUT míří pětiletý projekt a s ním i významná finanční dotace pro řešitelský tým. Vojtěch Mrázek z Ústavu počítačových systémů získal se svým týmem podporu Grantové agentury ČR v podobě GA ČR Junior Star. Jde o mimořádný úspěch, což dokládá i náročnost výběrového řízení, v němž uspěly na poli technických věd v rámci celé republiky jen 3 týmy a jediný z nich pochází z VUT. Granty Junior Star jsou určeny excelentním začínajícím vědkyním a vědcům do 8 let od získání titulu Ph.D., kteří již publikovali v prestižních mezinárodních časopisech a mají za sebou významnou zahraniční zkušenost. O jejich udělení rozhoduje porota složená výhradně ze zahraničních výzkumníků. Odměna za náročný proces výběru stojí za to: Díky pětiletému trvání s možností čerpat až 25 milionů Kč a bez potřeby dofinancování mateřské instituce získávají řešitelé příležitost vědecky se osamostatnit, založit či podpořit výzkumný tým a přinést do české vědy nová výzkumná témata.

Výzkumné osamostatnění i zapojení studentů

Výše uvedené potvrzuje i sám Vojtěch Mrázek. „Velmi si vážím tohoto projektu, protože mi umožní budovat tým a bez týmu to vzhledem ke komplexnosti technologií dnes nejde. Toto není práce pro jednoho člověka.“ Výzkumný tým proto odborně doplňuje doktorka Marcela Zachariášová a Ing. Martin Hurta. Mrázek současně dodává, že podpořený projekt umožní využít také potenciál studentů fakulty, jejichž dobré znalosti z oblasti počítačového inženýrství jsou pro úkol příslibem. „Na týmu by se měli podílet i studenti v rámci svých bakalářských a diplomových prací – tyto práce mohou k tématu přistupovat ze softwarového pohledu.“

Vítězný projekt Vojtěcha Mrázka a jeho týmu "EvoML-EDA: Synergy of Evolutionary Algorithms and Advanced Machine Learning Algorithms for Digital Circuit Design" si klade za cíl propojit výhod evolučního návrhu elektronických obvodů a pokročilých metod strojového učení pro zlepšování designu čipů. K návrhu a optimalizaci obvodů využívá Mrázek se spolupracovníky evoluční algoritmy fungující na principu postupných neplánovaných změn vedoucích ke zlepšování fungování. Nevýhodou těchto algoritmů je poměrná časová náročnost, odměnou jsou ale transformace, které, pokud se propojí s algoritmy strojového učení, vedou k jejich vylepšení. Ovlivňování evolučních algoritmů a AI algoritmů je přitom oboustranné – také evoluční návrhové algoritmy se v interakci zdokonalují. Výsledkem je pak třeba zvýšení efektivity výpočtů a s tím související snižování energetické náročnosti výpočetních operací. Což je, jak poznamenává Mrázek, podmínkou toho, abychom dokázali držet krok se stále rychlejším zlepšováním technologií a byli je schopni lépe využívat. Mrázek současně připomíná, že vzhledem k délce trvání projektu je třeba zajistit, aby se výsledné algoritmy daly použít i na ty technologické novinky, které v mezidobí začnou hrát zásadní roli. A konkrétně zmiňuje kvantové počítání nebo třeba související aspekty bezpečnosti čipů.

Electronic Design Automation: obor, v němž jsme silní

Představit si celý proces návrhu čipů je pro neodborníka výzvou. Vojtěch Mrázek při vysvětlování svého výzkumného tématu používá obraz tří vrstev procesu: „Máme vlastní softwarovou architekturu čipů, např. pro zpracování internetového provozu nebo videa, což jsou témata, které na fakultě řeší jiné výzkumné skupiny. A pak je rovina technologie čipů, ‚stavba‘ hardwaru, na niž se zaměřují například na FEKTu. A mezi nimi existuje vrstva, které se říká EDA, Electronic Design Automation.“ Tuto „prostřední“ vrstvu si lze představit jako tvorbu softwarových nástrojů pro návrh integrovaných elektronických systémů, zde tedy čipů. „My jsme uprostřed, rozkročeni, obrazně řečeno, mezi softwarem a hardwarem, můžete si nás představit jako překladatelský článek mezi hardwarem a softwarovou architekturou čipů. Já bych měl zajistit co nejefektivnější a energeticky nejúspornější komunikaci obou rovin. A právě v tomto směru čipového průmyslu je FIT úspěšný a silná je na tomto poli i samotná Evropa.“ Mrázek připomíná, že FIT VUT a výzkumná skupina Evolvable Hardware patří v oblasti Electronic Design Automation mezi desítku nejlepších v Evropě, jak dosvědčuje i žebříček databáze Computer Science Ranking a jak dokládá i spolupráce se zahraničními partnery.

Pokud jde o samotný projekt, Mrázek zmiňuje inspiraci a cennou zpětnou vazbu kolegů při sestavování jeho návrhu. Konkrétně zazní jména prof. Lukáše Sekaniny, doc. Milana Češky nebo doc. Ondřeje Lengála. Váží si také pomoci pracovnic Ekonomického oddělení fakulty. Sám opakovaně připomíná, že projekt zdaleka není jen o jeho práci, je to záměr kolektivní. Skupina mladých vědeckých pracovníků, doktorandů a studentů zajistí kompletní výzkumné téma, které sahá od návrhu algoritmů přes návrh obvodů po samotnou testovatelnost.

Doplňme, že Vojtěch Mrázek zaznamenal v nedávné minulosti vícero velkých úspěchů. Jejich symbolickým vyjádřením je nejprestižnější české veřejné ocenění za vědu a výzkum, cena Česká hlava, kterou za svůj výzkum záměrných chyb v integrovaných obvodech dostal v roce 2019.

Přehled dalších úspěšných řešitelů a vítězných projektů najdete na oficiální stránce grantové soutěže GA ČR Junior Star.