Uskutečněné přednášky v LS 2020/21



Astrofyzika v (super)počítači

Petr Cagaš (Virginia Tech + Princeton Plasma Physics Lab)

Abstrakt: Většina rovnic, které se vyskytují ve fyzice, je příliš složitá na to, aby je šlo spočítat analyticky. Proto je nezbytné využít přibližného, numerického řešení. Jenže numerické výpočty vyžadují velký výpočetní výkon – tím větší, čím mají být přesnější. I fyzika plazmatu nebo astrofyzika jsou podobných úloh plné, ať už jde o simulace oběhů planet, předpovídání slunečního větru nebo chování Krabí mlhoviny.
Tato přednáška bude kombinovat fyziku s úvodem do numerické matematiky. Ukážeme si, proč vlastně jsou numerické výpočty tak náročné a jak se pro jejich zvládnutí využívají superpočítače. A v neposlední řadě také vyřešíme záhadu pianisty vypadnuvšího z okna.

O přednášejícím: Petr Cagaš vystudoval fyziku na MFF UK. Na doktorát odešel na Virginia Tech v USA, kde pokračuje i jako postdoc. Věnuje se fyzice plazmatu a v týmu Princeton Plasma Physics Lab vyvíjí software Gkeyll pro numerické výpočty.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Prognostický proces ČNB v období globální pandemie

Stanislav Tvrz (Česká národní banka)

Abstrakt: Aktuální globální pandemická situace je pro prognostické instituce po celém světě velkou výzvou. Národní vlády na dynamický vývoj pandemie průběžně reagují a vydávají celou řadu rozhodnutí o protiepidemických opatřeních zdravotnické povahy a návazně i o stabilizačních opatřeních ekonomického charakteru. Tato rozhodnutí, stejně jako reakci domácností a firem v ekonomice na ně, je často obtížné předvídat. Bezprecedentní povaha pandemického šoku je zároveň doprovázena zvýšenou mírou datové nejistoty a zvýšené obtížnosti při tvorbě jakýchkoliv ekonomických modelů.
ČNB pracuje v režimu inflačního cílení, a proto i nastavení její měnové politiky z velké části vychází z její makroekonomické predikce. V této přednášce si představíme tzv. g3+ model, který tvoří jádro predikčního modelu ČNB. Popíšeme si také hlavní inovace v prognostickém procesu ČNB, které pomáhají vypořádat se s výše zmíněnými výzvami.

O přednášejícím: Stanislav Tvrz pracuje jako vrchní analytik v Měnové sekci České národní banky. V roce 2020 byl vedoucím predikčního týmu ČNB. Dříve pracoval v Odboru měnové politiky Národní banky Slovenska. Jeho výzkumná činnost se soustředí na makroekonomickou analýzu s využitím strukturálních modelů typu DSGE a jejich využití v ekonomickém prognózování.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






O robotech a novinářích

Václav Moravec

Abstrakt: Automatizovaná (popř. robotická) žurnalistika začíná výrazně proměňovat redakce zpravodajských médií i vzdělávání budoucích novinářek a novinářů. Vznikají nové pozice editorů pro automatizované obsahy, jež v sobě kombinují kreativní novináře a experty na algoritmy. I vzdělávání budoucích mediálních profesionálů si dnes nevystačí bez matematiky a počítačových věd, o čemž bude přednášet člověk, který před matematikou prchal na Fakultu sociálních věd Univerzity Karlovy do oboru žurnalistika.

O přednášejícím: Václav Moravec je známým redaktorem a moderátorem diskuzního pořadu Otázky Václava Moravce. Jako moderátor spolupracuje s BBC a v minulosti moderoval pořady na ČRo, Frekvenci 1 a TV Galaxie. FSV UK sám absolvoval a dnes na ní působí jako odborný asistent.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Statistika ve vývoji léčiv

Adam Svobodník (ECRIN)

Abstrakt: Klinické studie jsou zásadní fází vývoje každého nového léčivého přípravku, vakcíny nebo zdravotnického prostředku. Pro správné naplánování, provedení i vyhodnocení studií je statistika potřebná stejně tak jako medicínské či biochemické know-how. Ve striktně regulovaném odvětví, kde jde o lidské zdraví a životy, není prostor pro chyby stran bezpečnosti, účinnosti nebo vedlejších účinků. K datům je potřeba přistupovat objektivně, racionálně a matematicky i morálně korektně.
Na této přednášce se dozvíte, jaká je role statistika v klinických studiích a zejména pak, jak probíhá vlastní plánování, průběh a statistické zpracování dat experimentů u zdravých dobrovolníků i pacientů. Posluchači poté budou moci lépe porozumět klinickým studiím týkajících se dnes tolik diskutovaných léčiv a vakcín.

O přednášejícím: Adam Svobodník je odborným pracovníkem Farmakologického ústavu Lékařské fakulty Masarykovy univerzity. Klinickým studiím a zpracování dat se věnuje v rámci mezinárodní platformy ECRIN a její národní pobočky CZECRIN.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Boj na život a na smrt, nanečisto

Petr Mácha, Juraj Blaho (Bohemia Interactive Simulations)

Abstrakt: Simulace vojenské operace vypadá na první pohled jako obyčejná strategická počítačová hra. Jenže prostředí, techniku i obsazení je možné uzpůsobit, aby vše věrně napodobilo reálnou bojovou situaci, např. přepadení. Vojáci si tak mohou mnohokrát vyzkoušet svůj postup a vymyslet vhodnou strategii, a to bez rizika nebo zbytečných nákladů. Svou roli hrají bojové simulace zejména při výcviku, kdy výrazně šetří finance a čas, ale využívají se i při plánování konkrétních bojových akcí.
Na přednášce se dozvíte, jak fungují “hry” jež používají i armády NATO. Představíme si, jak se vyvíjí AI vojáka, mechanizované brigády nebo populace města v systému, který musí simulovat a renderovat celou planetu. Na konkrétních příkladech si ukážeme, jak se řeší problémy související s hledáním cest/navigací, taktickou analýzou terénu nebo interakcí s autonomními systémy.

O přednášejících: Petr Mácha vystudoval žurnalistiku na FSV UK, ale v BISim vede vývojářské týmy zabývající se AI. S kolegy z MFF UK vede předmět Umělé bytosti. Juraj Blaho vystudoval FIT VUT. V BISim pracuje jako vedoucí programátor AI a softwarový architekt.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Škatule, škatule, hejbejte se

David Pavlík, Karel Tesař (ShipMonk)

Abstrakt: Založit si e-shop není tak těžké. Ale v momentě, kdy přerostete prostorové možnosti svého bytu nebo své časové kapacity, se vše začíná komplikovat. Proto ShipMonk nabízí e-shopům v USA možnost kompletně se zbavit starostí s logistikou: od příjmu zboží od dodavatelů, přes skladování, automatizované vyřizování objednávek až po doručení zboží ke koncovým zákazníkům. Takto obrovský skladový systém s obratem ve stamilionech dolarů ovšem klade vysoké nároky na organizaci, přičemž každé drobné vylepšení efektivity znamená značné finanční úspory.
Na této přednášce uvidíte, jak funguje sklad a jakými způsoby se dá optimalizovat. Ukážeme si i konkrétní problémky, např. jak se plánuje práce pickerů. Detailněji si rozebereme, jak se optimalizovala sada boxů, které se používají pro balení objednávek.

O přednášejících: David Pavlík, CTO společnosti ShipMonk, vystudoval informatiku na Masarykově Univerzitě. Pracoval na technických i manažerských pozicích pro Microsoft, Amazon, Netflix, SpaceX nebo Kiwi.com. Karel Tesař vystudoval informatiku na MFF UK a pro ShipMonk pracuje jako Lead Data Scientist.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Uskutečněné přednášky v ZS 2020/21



Jak neměřit koronavirus

Tomáš Furst

Abstrakt: Selský rozum má v oblasti práce s daty svou poněkud formálnější podobu – Bayesovu větu. Tato “pravděpodobnostní trojčlenka” je bezpochyby jedním z nejdůležitějších vzorečků v dějinách a její důsledná aplikace by lidem denně ušetřila řadu problémů.
Na přednášce si Bayesovu větu představíme v kontextu letošní pandemie. Dozvíme se třeba, co říkají, ale hlavně neříkají různé studie prevalence protilátek proti koronaviru. Také si ukážeme, jak špatná práce s daty spočívající v ignorování bayesovské logiky způsobila rozsáhlou krizi v mnoha odvětvích vědy a výzkumu.

O přednášejícím: Tomáš Fürst vystudoval matematické modelování na MFF UK a nyní vyučuje na Univerzitě Palackého v Olomouci. Baví se modelováním různých přírodních jevů a zpracováním dat všeho druhu. S Halinou Šimkovou založil Centrum bayesovské inference 4BIN. Pomocí populárních článků (např. ve FinMag), přednášek aj. se snaží šířit osvětu i mezi nematematickou veřejnost.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Principy a realita kryptografické bezpečnosti

Bohuslav Rudolf (NÚKIB)

Abstrakt: Postupy, jak navrhnout bezpečné a efektivní kryptografické systémy jsou známé a osvědčené. Obvykle vychází z tzv. důvěryhodně obtížných matematických problémů, například faktorizace velkých čísel. Úspěšný útok potom znamená nutnost efektivně vyřešit příslušný obtížný problém.

A protože věříme, že to není možné, nemůže existovat ani efektivní útok na daný systém. V reálném – zejména komerčním – světě ovšem existuje řada velmi slabých kryptografických systémů. Důvody jsou různé, od diletantismu, snahy ušetřit, uměle vložených slabin, na které upozorňoval Snowden, až po vynalézavost útočníků. Na přednášce si nejprve představíme základní principy kryptografické bezpečnosti. Slabiny kryptografických systémů si poté ilustrujeme na zajímavých případech z praxe.

O přednášejícím: Bohuslav Rudolf vystudoval matematickou fyziku na MFF UK v Praze. V NÚKIB pracuje ve skupině matematicko-analytické, věnuje se matematické kryptologii a novým kvantovým technologiím souvisejícím s informační bezpečností. Na MFF UK učí aplikovanou kryptografii.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Epidemiologem snadno a rychle

Martin Šmíd (ÚTIA AV ČR)

Abstrakt: Epidemickými modely se z pochopitelných důvodů v současnosti zabývá spousta lidí. Běžným přístupem je tzv. SIR model (Susceptible – Infectious – Recovered), který ve své klasické podobě pracuje s obyčejnými diferenciálními rovnicemi.
Realističtější, ale mnohem komplikovanější varianta přidává do modelu prvek nejistoty. V přednášce si ukážeme, jak takové modely epidemie vypadají. A také, že i přes značnou nejistotu mohou pomoci při nastavení opatření zajišťujících, aby byla epidemie pod kontrolou.

O přednášejícím: Martin Šmíd vystudoval ekonometrii na MFF UK. Na ÚTIA AV ČR věnuje stochastickému modelování a modelům lidského rozhodování. Ve volném čase je nadšeným muzikantem v kapele Klec.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Plánování letu podle 4D počasí ze satelitních dat

Antonín Komenda (Meandair)

Abstrakt: Počasí má zásadní vliv na tvorbu letových plánů a jejich změny. Zejména pro piloty menších letadel, které nemohou disponovat drahou a těžkou radarovou technikou, je však nemožné mít detailní přehled o aktuální lokální situaci. Běžné předpovědní systémy mají totiž zpoždění v řádu hodin, což je u nepříznivých meteorologických jevů (např. bouřky) mnohdy nedostatečné. Projekt Meandair financovaný Evropskou vesmírnou agenturou proto vyvíjí aplikaci, která v takřka reálném čase tvoří vlastní detailní krátkodobé 4D předpovědi počasí a umožňuje tvorbu přizpůsobeného letového plánu. Přitom kombinuje velmi jemná satelitní data, mapy terénu, modely letadel aj.
Pro hledání optimální letové trajektorie využívá např. grafové algoritmy. Na přednášce se dozvíte, jak vypadá celý proces “od satelitu až po mobilní aplikaci a letový plán". Vysvětlíme si, jak se liší způsob generování předpovědi oproti klasickým numerickým modelů a také principy plánování trajektorií letu.

O přednášejícím: Antonín Komenda vystudoval kybernetiku na FEL ČVUT s doktorátem v oboru AI a zkušenostmi z izraelského Technionu. V Meandair má na starosti kompletní vývoj předpovědní aplikace. Je nadšený pilot dronů.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Jak se počítají ceny energií pro domácnosti?

Radim Cajzl (E.ON)

Abstrakt: Modelování energetických trhů je v současné době nelehká úloha, v mnoha ohledech složitější, než předpovídání světových akciových trhů. Velkoobchodní ceny energií totiž v průběhu dne rapidně kolísají, v řádu hodin mohou vystřelit i na pětinásobek. V takovém prostředí se může stát, že energetická firma během dvou dnů dvacetistupňových mrazů prodá více plynu než za celý únor dohromady a zároveň na tom prodělává. Ovšem koncový zákazník, jímž je např. běžná domácnost, chce platit fixní (a co nejnižší) cenu po celý rok.
Na přednášce si ukážeme, jakým způsobem se vytváří cena pro konečného zákazníka. Základem bude selský rozum, pečlivost v detailech a trocha statistiky - Value at Risk a Monte Carlo simulace.

O přednášejícím: Radim Cajzl vystudoval Matematické modelování ve fyzice na MFF UK, krátce se věnoval kvantové chemii a nyní pracuje pro innogy SE jako analytik energetických trhů.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.






Dokonalý kód aneb matematické problémy v biologii

Tomáš Pluskal (ÚOCHB AV ČR)

Abstrakt: Pokrok v oblasti biotechnologií dnes otevírá mnoho možností pro biologický a medicínský výzkum, které byly dříve nemyslitelné. Pochopení biologických a chemických procesů se dostává na zcela novou úroveň. Usnadňuje se design léčiv, začíná být možná personalizovaná léčba. To vše by ale nebylo možné bez bioinformatiky – mladého oboru, který vznikl díky potřebě využívat pokročilé matematické a informatické nástroje v biologii a medicíně.
Tato přednáška bude jemným úvodem do matematických problémů, které se vyskytují v genomice a molekulární biologii. Dozvíte se, jak funguje DNA a jakým způsobem ovládá celý organismus. Ukážeme si také, jaké možnosti nabízí strojového učení a další matematické nástroje, například při využití dat získaných sekvenací genomu nebo při predikcích struktur proteinů a jiných chemických látek.

O přednášejícím: Tomáš Pluskal vystudoval informatiku na MFF UK. Doktorát z oboru molekulární biotechnologie získal na japonské Hiroshima University. Po řadě zahraničních zkušeností ve výzkumu i praxi se vrátil zpět do Česka, kde na ÚOCHB AV ČR vede mezioborovou výzkumnou skupinu.

Náročnost pro posluchače: vhodné pro laiky.