Stála u zrodu výuky umělé inteligence v Česku, byla jednou z prvních studentek nově vzniklého oboru Teoretická kybernetika na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy, spolupracovala s Ivanem M. Havlem a s manželem Petrem Štěpánkem rozvíjela deklarativní programovací jazyk Prolog. Svou vědeckou dráhou navázala na práci rodičů, lékařů, kteří zkoumali paměť a věnovali se i výzkumu neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova choroba.
Když mluví o svém nejnovějším projektu ECDL, který pomáhá rozvíjet digitální gramotnost, energie z ní doslova srší. Na Noci vědců obléká desítky dětí do „oblečku stárnutí“, aby si samy mohly vyzkoušet, jaké těžkosti přináší stáří.
To vše je Olga Štěpánková – vědkyně, pedagožka a popularizátorka, která vede oddělení Biomedicíny a asistivní technologie na Českém institutu informatiky robotiky a kybernetiky ČVUT. Aktuálně získala Cenu Milady Paulové za celoživotní přínos rozvoji umělé inteligence.
Dostala jsi Cenu Milady Paulové za celoživotní přínos umělé inteligenci. Byla jsi úplně na začátku výzkumu umělé inteligence v Česku. Ráda bych se nejprve zeptala na tvé současné aktivity: zabýváš se využitím umělé inteligence ve zdravotnictví, sociálních službách a pracuješ na technologiích, které mohou pomáhat lidem…
Já si myslím, že to je jeden z hlavních úkolů umělé inteligence. Ta tu není proto, aby nás zotročila, ale naopak, aby nás osvobodila.
Můžeš to trošku rozvést? Jakým způsobem s AI pracuješ a k čemu ji využíváš?
Nejen v průmyslu je spousta repetitivních prací. Tak, jako se průmysl 4.0 snaží člověka osvobodit od rutinní dřiny, tak zrovna tolik repetitivních prací je v každodenním životě a třeba sociální službě. Když si člověk uvědomí, jak může být náročné starat se o člověka, který má nějaké handicapy, např. Alzheimerovu chorobu v pozdním stádiu, je vlastně zřejmé, že i tam je velký potenciál pro použití nějaké podpory. Ale ne proto, abychom pečujícího člověka nahradili, ale naopak, abychom tomu člověku vytvořili víc prostoru být skutečně s tím, kdo ho potřebuje.
Co se osvědčilo v pomoci lidem s Alzheimerovou chorobou?
Lidé s demencí jsou často čiperní lidé, ale mohou ztrácet orientaci v čase a prostoru. Často si nejsou schopni vybavit, s kým se setkali před týdnem a v dnešním světě se cítí úplně ztraceni. Ale pamatují si lidi a události 30 a více let zpátky.
Jeden z nápadů, který jsme získali při spolupráci s Vídeňským denním stacionářem před deseti lety, byl využívat reminiscenční terapii, což je terapie, která se snaží zachytit ten okamžik v cestě časem zpět, kde se nemocný člověk bude „cítit doma". Rodiny jsme požádali o přípravu tzv. reminiscenčního scrapbooku, kde jsou třeba obrázky a fotografie z minulosti. A senior si v něm digitálně listuje a většinou se zastaví na nějakém místě, které pro něj bylo z hlediska jeho životního příběhu důležité.
Vznikla jedna velmi zajímavá situace: jeden z pacientů, který přicházel do denního stacionáře, byl hodně agresivní, byl nepříjemný, vzteklý. Nevěděli, co s ním. Rodina mu tedy připravila reminiscenční scrapbook a on se tím postupně probíral a pak narazil na fotky z páté třídy obecné školy. A najednou úplně strnul a poznamenal, to je on, to je ten, co mi vždycky bral svačiny. S tím jsem se nikdy pořádně nepopral, a to jsem měl udělat. Takže tam pracovníci stacionáře našli klíč k jeho zlobě. On vlastně hledal člověka, co ho trápil, když byl v nějaké fázi svého vývoje. Našel ho a skutečně ho to velmi zklidnilo. Takže to může přinášet docela zajímavé výsledky. Mnozí senioři se na počítačové hry, které jsme jim připravovali, nebo na reminiscenční terapii na počítači, vysloveně těšili.
Rozpad paměti se projeví v prostorové orientaci
Neurodegenerativními onemocněními se zabýváš více než deset let. Navázala jsi i na práci svých rodičů a věnuješ se jejich včasné diagnostice...
To si myslím, že je opravdu důležitý cíl, protože zatím bohužel žádná zaručená léčba na Alzheimerovu nemoc není, jsou jen léky, které její postup dokáží v některých případech zpomalit. Na léčbě se intenzivně pracuje a jsem ráda, že tu je například projekt CLARA, který se snaží hledat nějakou skutečnou farmaceutickou podporu pro to, aby bylo možno proces degenerace mozku zastavit. Ale k tomu bude ještě dlouhá cesta. V každém případě je důležité, aby lidi měli možnost nemoc odhalit včas a zbrzdit ji. (Pozn. red.: Projekt CLARA se věnuje využití superpočítačů pro vývoj nových diagnostických a terapeutických metod pro léčbu neurodegenerativních onemocnění.)
Přečtěte si také
Nové centrum Clara disponuje s celkovým rozpočtem 1,057 miliardy korun. Cílí na boj s neurodegenerativními onemocněními, zejména Alzheimerovou chorobou, prostřednictvím interdisciplinární spolupráce excelentních českých pracovišť s institucemi z Německa a Francie. Centrum v červnu představilo na konferenci nejen své cíle, ale přineslo i debatu odborníků o současném stavu a budoucnosti léčby Alzheimerovy nemoci.
Jakým způsobem ti práce tvých rodičů, kteří byli lékaři a kteří se právě neurodegenerativními nemocemi zabývali, pomohla v tvém vlastním výzkumu?
Vždy jsem měla zájem o to, jakým způsobem mozek funguje, protože se o tom doma mluvilo. Jeden z hlavních směrů výzkumu rodičů byl hledání nástrojů, které umožní vystopovat, jakým způsobem se v mozku utváří paměťová stopa a jak je možné podpořit její vznik. To mě docela zaujalo. Oni pracovali s laboratorními myšmi, měli pro ně vytvořené obohacené prostředí, jakousi modifikaci Morrisova vodního bludiště: takový velký bazén, ve kterém se měly učit najít konkrétní místo, kde si mohly odpočinout.
Od rodičů jsem věděla, že je velmi důležité mít k dispozici objektivní charakteristiky, a že schopnost zapamatovat si místo – prostorová orientace, je velmi důležitá. To byl první impuls k hledání některých typů aktivit, které zvíře nebo člověk dělají, ve kterých se neurodegenerativní změna může projevovat velmi brzy. Proto jsem se zajímala o způsoby, jak na základě toho, jak se člověk chová, identifikovat, že je něco v nepořádku.
A souvisí to nějak s výzkumem cholinergních drah v mozku člověka, na kterém jsi se podílela?
Ano, jedná se o zkoumání mozkových vláken pomocí techniky založené na magnetické rezonanci a difuzně vážené sekvenci. Jedná se zejména o práci mého kolegy a úspěšného doktoranda Milana Němého, který ve spolupráci s Nemocnicí Motol – s Jakubem Hortem a Zuzanou Nedělskou – získal velmi zajímavé výsledky. Díky nim jsme navázali spolupráci i s Karolinska institutem ve Švédsku. Společné výsledky uveřejněné v časopise Brain nabízejí zcela nový pohled na vývoj Alzheimerovy choroby.
Pokud se cholinergní dráhy na mozku rozpadají, je to svědectvím toho, že dochází ke zhoršování paměti. Dříve ale byly poškozené dráhy identifikovatelné až posmrtně pomocí barvení tkáně. A Milan přišel s velmi chytrým nápadem, jak je odhalovat za života pomocí snímků z kvalitní magnetické rezonance. Mohou se tak stát velmi průkazným svědectvím rozvoje Alzheimerovy choroby.
Kybernetika spojuje vědu, logiku a společenský přesah
Zkusme se vrátit na začátek tvého výzkumu. Tehdy jsi to neměla úplně snadné i kvůli politickým poměrům. Jak bys popsala výzkum umělé inteligence v době, kdy jsi začínala, a dnes?
Pokrok, který svět od té doby udělal, je skutečně neuvěřitelný. Turingův test, tedy pokus rozpoznat, zda na druhé straně mluví člověk nebo stroj, byl v 70. a 80. letech považován za smysluplný test. Dnes si můžeš povídat s chatbotem celé hodiny a mít pocit, že komunikuješ s člověkem. Ukázalo se ale, že tehdejší přístup – stavět chatboty podobně jako tzv. expertní systémy, které měly rozhodovat o komplexních problémech – má své limity. Tyto systémy fungovaly jen v úzce vymezeném kontextu. V dynamickém prostředí bylo třeba pravidla neustále upravovat, což bylo velmi náročné. Nakonec se ukázalo, že udržovat konzistenci takového systému stojí víc úsilí než realizovat původní úkol klasickým postupem bez umělé inteligence. Bylo tedy nutné hledat nové metody a automatizovat i proces „učení“ a aktualizace znalostí. A to už vyžaduje úplně jinou architekturu systémů, než jaké jsme tehdy znali.
Původně jsi vystudovala matematiku, konkrétně teoretickou kybernetiku. Jak ses k tomu oboru dostala?
Na Matfyzu jsem začínala na fyzice. Ale měla jsem pocit, že jí pořád úplně nerozumím – že je v ní mnoho věcí, které se musí „intuitivně zanedbat“. A to mi vadilo. Když se pak otevřela nová specializace teoretická kybernetika, přišlo mi to jako ideální spojení matematiky a nového pohledu na logiku a myšlení. Obor vedl profesor Vopěnka, velmi inspirativní osobnost. Poprvé jsem ho viděla během studentské stávky v roce 1968 – to byl pro mě silný moment. Pedagogové tehdy přicházeli diskutovat se studenty, a právě tam jsem si uvědomila, že chci být součástí oboru, který spojuje vědu, logiku a společenský přesah.
Byly v té době v ročníku i další ženy?
Ano, nebyla jsem výjimkou – v našem kruhu bylo asi patnáct studentů a z toho čtyři nebo pět dívek. Přestože to byla technická disciplína, tehdy se na ni hlásilo dost žen. U některých humanitních oborů hrála větší roli politická „spolehlivost“. Technické obory byly v tomto směru otevřenější.
Během osmdesátých let jsi už byla aktivní v odborné komunitě. Spolupracovala jsi s významnými osobnostmi, mimo jiné i s Ivanem M. Havlem. Jak k tomu došlo?
S Ivanem Havlem jsem začala spolupracovat už v sedmdesátých letech, když jsem se s ním seznámila na pravidelném semináři Petra Hájka, který byl věnován aplikované logice. V osmdesátých letech byla zahájena série seminářů a přednášek o umělé inteligenci pro odbornou veřejnost, které organizoval tým kolem Zdeňka Kotka z FEL ČVUT. Já se tehdy věnovala výzkumu deklarativního programovacího jazyka Prolog – to byla evropská alternativa k americkému LISP-u, původně vyvíjená pro zpracování přirozeného jazyka. Ukázalo se ale, že má mnohem širší využití, právě pro umělou inteligenci.
Na Prologu jsem pracovala společně se svým manželem Petrem Štěpánkem. Díky tomu jsme byli zváni na různé konference o AI, kde jsme se seznámili také s Vladimírem Maříkem. Ivan Havel zase tehdy mluvil o reprezentaci znalostí robotů, a právě Prolog mohl být k těmto cílům využit. V tom jsme si velmi rozuměli.
S Vladimírem Maříkem spolupracujete téměř 40 let. Jak bys popsala, co vám společná práce přinesla – i české vědě?
Měla jsem velké štěstí, že mi Vladimír Mařík v roce 1988 nabídl místo na elektrotechnické fakultě. Tehdy to pro mě bylo velké překvapení a důležitý krok.
Lokální komunita umělé inteligence tehdy vznikala právě kolem konferencí a seminářů, které Vladimír Mařík, Zdeněk Zdráhal a Zdeněk Kotek pořádali, byly obrovsky inspirativní. Umožňovaly osobní setkávání a výměnu myšlenek, což bylo v době bez internetu nesmírně cenné. Když jste chtěli nějaký odborný článek, museli jste si o něj napsat poštou, a často ani nedorazil. Konference tak měly zásadní roli – byly zdrojem inspirace i kontaktů. Postupně se rozrostly na mezinárodní úroveň a zásadně posunuly českou AI komunitu.
Kromě vědy ses vždy věnovala i aktivitám s širším společenským dopadem. Stála jsi například u zavádění evropského počítačového „řidičského průkazu“ ECDL. Co tě na tom baví?
Hlavně to, že z toho mám radost! (směje se) ECDL je jméno z roku 1999 – projekt od té doby získal celosvětový rozměr a nyní se označuje jako ICDL (International Certificate of Digital Literacy). ECDL/ICDL považuji za své „nejmladší a nejnáročnější dítě“. Je za tím obrovské množství práce, ale přineslo to skutečné výsledky. Byl prvním systémem, který v Česku prosazoval objektivní testování IT znalostí. Mluvíme sice o celoživotním vzdělávání a počítačové gramotnosti už třicet let, ale bez měřitelného výsledku je to jen dobrý úmysl. ICDL nabízí férový systém – testy, které hodnotí někdo nezávislý, ne váš učitel. Jsou krátké, trvají zhruba tři čtvrtě hodiny, a ověřují, co člověk skutečně umí. Tento přístup jsme prosazovali dávno před státní maturitou. A letos jsme dosáhli velkého úspěchu – Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy umožnilo využít testy ICDL jako ekvivalent nebo součást zkoušky z IT předmětů na středních školách. Z toho mám opravdu radost.
To je krásný závěr, ale přesto: máš ještě nějaké profesní přání?
Doufám, že se nám brzy podaří ověřit v reálném prostředí platnost předběžných výsledků, na kterých jsme teď pracovali s Lenkou Vysloužilovou, Milanem Němým a řadou dalších. Rozpracovaných témat je spousta a věřím, že se v nich umělá inteligence prosadí a že zde bude užitečná. Protože se AI věnuji, cítím za ni také jistou zodpovědnost.
Pozn. red.: V rozhovoru je zachováno tykání, neboť autorka rozhovoru Alena Nováková se s Olgou Štěpánkovou dobře zná.
Autorka: Alena Nováková
Foto: Roman Sejkot
Zdroj: Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT
Olga Štěpánková působí od roku 2016 na Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky (CIIRC) ČVUT, kde vede oddělení Biomedicíny a asistivních technologií. Dlouhodobě se zaměřuje na využití metod umělé inteligence v lékařské diagnostice, zpracování komplexních a neúplných dat a návrh asistenčních technologií, které mohou zlepšovat péči o pacienty. Spolupracuje se sedmi klinickými pracovišti v ČR, i se světově uznávanou Mayo Clinic v USA. Její práce přináší propojení výzkumu, medicíny a moderních technologií – oblastí, které dnes zásadně formují obor umělé inteligence i jeho společenský dopad.
- Autor článku: ne
- Zdroj: České vysoké učení technické v Praze
