<strong>Na przyjęciu każdy musi się z każdym przywitać, ale nie może naraz witać się z dwiema osobami. Chcemy obliczyć, w jakim najkrótszym czasie powitanie się zakończy. Podobnie optymalizować można rozgrywki ligowe w piłce nożnej, plan zajęć, a w końcu - różnego rodzaju sieci komputerowe. Grafy pozwalają obniżyć koszty eksploatacji sieci i przy jednakowych nakładach zwiększyć jej możliwości jeżeli chodzi o transmisję lub przepustowość</strong> - tak opisuje praktyczną stronę swoich badań nad kolorowaniem krawędziowym grafów dr <strong>Adrian Kosowski</strong> - laureat <strong>Nagrody im. Witolda Lipskiego 2009</strong> dla wybitnych naukowców specjalizujących się w informatyce (ex aequo z dr. Filipem Murlakiem).
"Staramy się znaleźć algorytmy, które rozwiązują problemy praktyczne, w szczególności związane z optymalizacją sieci komputerowych. Pracujemy na modelach grafowych. Najprostszy z nich przedstawia sieć - węzły i komputery połączone ze sobą. Następnie konstruujemy algorytmy matematyczne pozwalające na optymalizację pewnych procesów" - tłumaczy badacz.
Jak wyjaśnia, może tutaj chodzić na przykład o minimalizację zużycia energii w sieci, złożonej z różnych urządzeń przenośnych, które powinny pobierać jak najmniej energii, aby baterie wytrzymały jak najdłużej. Może też chodzić o sytuację, w której naukowcy próbują tak sterować ruchem w sieci, aby nie przeciążać jej elementów. W praktyce tworzą się bowiem różne punkty newralgiczne, w których urządzenia są najbardziej obciążone. Specjaliści chcą tego uniknąć odpowiednio trasując ruch w internecie. Do tego również służą podejścia rozwijane w teorii informatyki.
"Przemysł, czyli największe światowe firmy informatyczne, wchodzi w silną interakcję ze światem nauki. Osoby pracujące naukowo na uczelniach uczestniczą w projektach badawczych i rozwojowych prowadzonych przez te firmy, starając się przenieść swoje doświadczenia teoretyczne na implementację konkretnych produktów i rozwiązań" - ocenia dr Kosowski.
Dodaje, że firmy wykorzystują również teoretyczne poszukiwania sfery naukowej, żeby wiedzieć, w jakich kierunkach optymalizować swoje projekty.
"Trzeba przy tym podkreślić, że pewne rzeczy już istnieją - na przykład internet. I nie można sobie pozwolić na wdrożenie nawet najlepszego rozwiązania z odrzuceniem tego, co już istnieje. Rewolucje, które uwzględniają wyniki otrzymane w badaniach teoretycznych występują niezwykle rzadko. Może zdarzyć się, że jakaś firma wymienia wszystkie urządzenia sterujące ruchem sieci, zmienia technologię - to dobry moment, żeby wdrożyć najwydajniejsze rozwiązania znane z teorii" - mówi naukowiec.
Kolorowanie krawędziowe grafów to, jak podkreśla dr Kosowski, problem, który fascynuje badaczy już od ponad wieku. Dziś grafy obrazują połączenia między serwerami, routerami w sieci, procesory w systemach rozproszonych. Mamy też różne technologie komunikacji: światłowodową, bezprzewodową. Problem optymalizacji jest jednak wciąż aktualny, podobnie jak odwrócone kryterium optymalizacji. Kiedy mamy kryzys, dysponujemy ograniczoną liczbą kolorów, którymi trzeba pokolorować jak najwięcej krawędzi. Podobnie dzieje się, gdy mamy światłowód i dwie częstotliwości, a do spełnienia jest jak najwięcej żądań klientów.
"Tak naprawdę w informatyce te problemy są ciekawe, które mają związek z praktyką, które są stymulowane zagadnieniami praktycznymi, albo - w drugą stronę - pomysły, które się na praktykę bardzo szybko przekładają. To nie dotyczy tylko pomysłów typu: +załóżmy portal Nasza-klasa+, ale też pomysłów typu: +czy jak zmienię etykietowanie w grafie z czterokolorowego na pięciokolorowe to wszystko pójdzie znacznie szybciej+" - komentuje przewodniczący rady naukowej Nagrody im. Lipskiego, prof. Andrzej Tarlecki.
Profesor jest świadomy, że tak sformułowany problem może nic nie mówić osobom niezwiązanym z informatyką. Dlatego tłumaczy go na przykładzie efektywnego rozdzielania częstości telewizyjnych lub radiowych. Znajduje też inne porównanie.
"Wielka fabryka produkuje 10 rodzajów puszek i musi zamówić 3 rodzaje pudełek, do których puszki te należy zapakować. Trzeba wybrać takie rozmiary pudełek i taki sposób pakowania, żeby stracić jak najmniej miejsca. Kiedy bowiem traci się 10 proc. miejsca, to przy jednym pudełku nie jest to żadna strata, ale przy stu tysiącach pudełek tygodniowo to się przekłada na konkretne pieniądze. To prosty problem algorytmiczny, którzy tacy ludzie, jak dr Kosowski rozwiązują od ręki" - mówi prof. Tarlecki.
Wirtuoz nauk ścisłych, jak o laureatach Nagrody im. Lipskiego mówi Tarlecki, przebywał na wielu stażach zagranicznych - m.in. we Francji, Anglii, Włoszech i w Kanadzie. W jego ocenie, pod względem atmosfery pracy naukowej Polska nie różni się od ośrodków zachodnich.
"W każdym miejscu są ośrodki silne i mocne, rozwijające teorię, praktyczne albo nastawione głównie na kształcenie studentów. Wiele zależy od grupy badawczej, dlatego staram się zawsze pracować z ludźmi, o których wiem, że ich styl pracy mi odpowiada. Zajmujemy się bardzo wąskimi tematami, w każdym kraju są niewielkie grupy osób, które się w tym specjalizują, zatem interakcje są normalne i konieczne" - ocenia dr Kosowski.
Podkreśla, że w zespole prof. Marka Kubale nigdy nie odczuł bariery między młodymi a doświadczonymi badaczami. Jego opiekun naukowy promuje młode osoby, zachęca studentów do prowadzenia seminariów, a wspólne pasje powodują, że pracownicy dobrze się czują w zespole. Dodał, że w innych krajach jest różnie. W kulturze niemieckiej struktura hierarchiczna jest silniejsza, pozycja profesora na uniwersytecie w Niemczech czy w Szwajcarii, po części też w USA, jest zdecydowanie silniejsza niż w innych krajach. Generalnie jednak, w Europie system jest otwarty i wszyscy współpracują na równych zasadach.
Adrian Kosowski urodził się w 1986 roku. Egzamin maturalny zdał jako trzynastolatek, pierwszą pracę magisterską w dziedzinie informatyki obronił na Politechnice Gdańskiej w wieku 18 lat. Rok później na Uniwersytecie Gdańskim otrzymał tytuł magistra matematyki, wkrótce ukończy tu swój trzeci kierunek studiów: fizykę. W 2005 roku przyjął z rąk Prezydenta RP tytuł Najlepszego Studenta w konkursie Primus Inter Pares.
W 2006 r. jego doktorat został uhonorowany Nagrodą Premiera RP, a zespół, którego był członkiem, zwyciężył w międzynarodowych mistrzostwach świata w programowaniu 24-godzinnym w Budapeszcie. Dr Kosowski ma na swoim koncie 60 recenzowanych publikacji, jest współpracownikiem kilkunastu zagranicznych czasopism. Zasiadał w komitetach programowych międzynarodowych konferencji. Prywatnie interesuje się historią powojenną, eseistyką, uprawia turystykę. KOL
PAP - Nauka w Polsce
agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
