Twoja wyszukiwarka

MICHAŁ MIŚ
NAUKOWIEC Z DUSZĄ ROMANTYKA
Wiedza i Życie nr 8/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 8/2000

Perfekcyjna znajomość komputera jest podstawową umiejętnością każdego automatyka. Prawdziwe wyzwanie stanowi jednak zmuszenie maszyny, aby dostosowała się do wymagań użytkownika. To właśnie stara się robić prof. Zdzisław Kowalczuk - laureat "Polskiego Nobla".

Studenci uznają automatykę za niezmiernie trudną naukę. Może dlatego, że ściśle opiera się na matematyce i fizyce. Czerpie z elektroniki, informatyki, mechaniki, wymagając od osób, które się nią zajmują, ciągłej otwartości i chęci uczenia się nowych metod i technologii. "Automatyka jest w dużej mierze dziedziną interdyscyplinarną - twierdzi profesor. - Może być uważana za niewdzięczną, ponieważ jej efekty są na pierwszy rzut oka niedostrzegalne. Niewielu zastanawia się, w jaki sposób, na przykład w zwykłym samochodzie, odpowiednie systemy sterują klimatyzacją, spalaniem paliwa czy zespołem bezpoślizgowego hamowania (ABS). A tym m.in. zajmują się właśnie automatycy. Dlatego młodzież zazwyczaj wybiera bardziej popularne kierunki studiów związane z elektroniką, informatyką czy telekomunikacją. Wbrew temu, chciałbym gorąco polecić młodym czytelnikom Wiedzy i Życia moją profesję jako naukę wymagającą, która jednocześnie może dostarczyć olbrzymiej satysfakcji".

Prof. Zdzisław Kowalczuk, laureat Nagrody Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej za 1999 rok, nazywanej powszechnie "Polskim Noblem", otrzymał ją za badania dotyczące projektowania adaptacyjnych układów sterowania procesami czasu ciągłego. Próbując zrozumieć zakres tych badań, trzeba wytłumaczyć techniczne sformułowania. Od początku więc. Układy sterowania projektuje się w celu zautomatyzowania pracy urządzeń bez konieczności ingerencji człowieka w ich działanie. Właściwością adaptacyjnych układów sterowania jest natomiast nie tylko zdolność do automatycznej pracy, ale również do samoczynnego przystosowania się do zmiennych właściwości otoczenia.

Od wczesnych lat siedemdziesiątych, kiedy w procesie sterowania zaczęto masowo wykorzystywać komputery, pojawił się problem związany z tym, że mogą one nadzorować jego przebieg jedynie metodą dyskretną, posługując się próbkowaniem. Można ją porównać do przysypiającego kierowcy, który co pewien czas otwiera oczy. Informacje, które do niego docierają, są wyrywkowe, niepełne, mimo że jazda i kierowanie samochodem mają charakter ciągły. Istotna część danych może zatem zostać utracona. Prof. Zdzisław Kowalczuk w swoich badaniach nad procesami ciągłymi stara się omijać tę pułapkę. "Najkrócej rzecz ujmując, filozofia moich prac zawarta jest w koncepcji dostosowania komputera do własnych wymagań, a nie zawężania swego sposobu myślenia do możliwości komputera. Zgodnie z tą ideą staram się zmusić to urządzenie, aby pracowało w czasie ciągłym, nie tracąc nic z pełnej informacji o zachodzącym procesie".

O wadze problemu świadczy fakt, że większość procesów podlegających sterowaniu ma charakter ciągły różny od dyskretnego sposobu działania komputera. Powstaje więc naturalna sprzeczność związana z dążeniem do "uczynienia ciągłym procesu dyskretnego". W praktyce oznacza to zmuszenie komputera do działania w sposób podobny do maszyny analogowej.Okazuje się to możliwe i pozwala na uzyskanie większej precyzji sterowania. Metoda daje szczególne korzyści w branży chemicznej (produkcja materiałów syntetycznych, rafinerie itd.), maszynowej i metalowej (huty i walcownie stali) oraz w medycynie (manipulatory operacyjne, endoskopy oraz inna aparatura pomocnicza). Zastosowanie jej może oznaczać również oszczędności w transporcie morskim, większy komfort i bezpieczeństwo jazdy samochodem oraz lotów pasażerskich.

Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej przyznała nagrodę nie tylko za ogólnie zakreśloną koncepcję, ale za całość zastosowanej metodologii oraz uzyskane wyniki matematyczne i stworzenie metod obliczeniowych, które mogą stanowić podstawę tworzenia adaptacyjnych układów sterowania.

Jak to zwykle bywa, niewiele brakowało, a laureat w ogóle nie zostałby automatykiem. "W moim otoczeniu było paru fascynujących ludzi, którzy nie widzieli świata poza elektroniką - wspomina prof. Zdzisław Kowalczuk. - Przebywając jako dziecko u jednego z nich w domu, widziałem, jak działy się cuda o odpowiedniej godzinie same włączały się czajnik oraz radio. Tego rodzaju fascynacje w dużej mierze spowodowały, że poszedłem do technikum mechanicznego. Kiedy jednak skończyłem szkołę, nie byłem pewny, co ze sobą zrobić. Lubiłem matematykę i fizykę, trochę malowałem, interesowałem się żeglarstwem. Nie mogłem się jednak zdecydować, jaki kierunek studiów wybrać. Pomogła przyjaciółka, która zaciągnęła mnie do psychologa. Pani doktor po badaniach stwierdziła, że to właśnie politechnika jest moją przyszłością. Jak się okazało - miała rację. Zacząłem studiować informatykę i automatykę. No i połknąłem bakcyla. Automatyka stała się moją pasją. Ta sama pani psycholog pomagała również niedawno moim córkom w podjęciu podobnej decyzji. Mimo że obie interesowały się matematyką, jedna wybrała architekturę, a druga nauki ekonomiczne".

W 1978 roku prof. Zdzisław Kowalczuk ukończył z wyróżnieniem wydział automatyki i informatyki Politechniki Gdańskiej. Osiem lat później obronił doktorat. Odbywał staże na uniwersytetach w Finlandii, Australii, Niemczech. Rok akademicki 1990/1991 spędził w Stanach Zjednoczonych w George Mason University w Fairfax jako visiting professor. Pod koniec pobytu zaproponowano mu pozostanie tam na stałe. Odmówił. "Niezmiernie pociągały mnie wyzwania intelektualne, szansa naukowego rozwoju przyznaje. Jestem jednak zakorzeniony w Polsce. Nikt mi nie chciał uwierzyć, że po roku pracy w Stanach chcę wracać. Ale wróciłem. Mimo że bardzo wierzę w potęgę nauki, nie wyobrażam sobie życia na stałe w innym kraju. Zresztą jestem przekonany, że w mojej specjalności końcu w dużej mierze teoretycznej przy odpowiedniej samodyscyplinie mogę rozwijać się tutaj tak jak w każdym innym miejscu na świecie.

Automatyka, podobnie jak i matematyka, jest w Polsce bardzo silną gałęzią nauki - uważa prof. Zdzisław Kowalczuk. - Publikujemy w poważnych zagranicznych czasopismach, spotykamy się na najlepszych konferencjach. Niestety, nie nadąża za nami system edukacji, technologia i przemysł. Żal mi serce ściska, kiedy jadąc do Finlandii, znajduję wydział automatyki z urządzeniami, o których naszym studentom nawet się nie śniło. Tam przemysł jest bardzo zainteresowany współpracą z uczelniami. W Stanach Zjednoczonych z kolei zarówno sama nauka, jak i proces dydaktyczny są przemysłem - bardzo dobrze płatnym i praktycznie wykorzystywanym. Na Zachodzie każdy stara się robić dobrze to, co naprawdę potrafi. W Polsce natomiast kłuje w oczy niedowład organizacyjny. Choćby dlatego że kariera naukowa może skupić się głównie na zdobywaniu kolejnych punktów-tytułów, a nie na samej pracy naukowej. Mnie fascynuje robienie tego, co najbardziej aktualne w automatyce. Chciałbym pisać książki, promować doktoraty, ale stopniowo - i tylko wtedy, kiedy uznam to za stosowne. Wymóg robienia wszystkiego naraz rozbija moje własne koncepcje i czas oraz przeszkadza w skupieniu nad badaniami. Od profesorów żąda się, aby jednocześnie byli wykładowcami, naukowcami, inżynierami i organizatorami. Nawet rektorowi można odebrać stopień profesorski, ponieważ za mało opublikował. Ten system jest chory. W Stanach Zjednoczonych natomiast podział jest jasny. Jeden profesor pracuje dla przemysłu, ściągając od wielkich firm pieniądze na badania (na przykład dla robiących dyplomy studentów). Inny koncentruje się na badaniach naukowych; kolejny odpowiada za organizację pracy uczelni - każdy rozliczany jest tylko i wyłącznie ze swojego zakresu obowiązków".

Pozostaje problem pieniędzy, których Polska na badania naukowe nie ma za dużo. "Mówiąc kolokwialnie - podsumowuje - aby efektywnie kopać rów, trzeba mieć przynajmniej łopatę, a nie tylko wiedzę o tym, w jaki sposób kopie się rowy".

Prof. Zdzisław Kowalczuk stara się być jednak optymistą, szansę na rozwój upatrując w wejściu do Polski wielkich zagranicznych koncernów. "Przez pierwsze dwadzieścia lat mojej pracy absolwenci naszego wydziału nie wyrażali chęci pracy na politechnice. Teraz częściej zdarza się, że młodzi ludzie wiążą swoją przyszłość uczelnią, gdy okazało się, że inżynierowie i doktorzy nauk technicznych są bardzo poszukiwanymi pracownikami. Jeszcze raz podkreślam: praca polskich inżynierów w firmach zachodnich daje korzyści obu stronom. Dostajemy w ten sposób nowe możliwości stosowania najnowocześniejszych technologii, a inwestujące w Polsce firmy - wykwalifikowanych pracowników z dużą wiedzą teoretyczną".