Udviklingen af ny it skal være mere effektiv, hvis teknologien skal følge trit med behovet for at styre kæmpestore og stadig mere komplekse samfundsvigtige systemer. Med en sjælden Advanced Grant-bevilling på 2,5 millioner euro fra Det Europæiske Forskningsråd (ERC) vil professor Kim Guldstrand Larsen fra Aalborg Universitets Institut for Datalogi, der er leder af DiCyPS, nu angribe problemet på en helt ny måde.

Den eftertragtede bevilling, som aldrig tidligere er givet til en dansk datalog, er Det Europæiske Forskningsråds højeste anerkendelse. Den gives udelukkende til ”exceptionelle og etablerede forskningsledere”, som allerede har fremragende forskning på samvittigheden, så de kan tage chancer og gå nye veje på deres felt.

I Kim Guldstrand Larsens tilfælde er det belønningen for et nytænkende forslag til, hvordan fremtidens it kan håndtere indviklede systemer ude i virkeligheden. Forskningsprojektet LASSO (”Learning, Analysis, SynthesiS and Optimization of Cyber-Physical Systems”) fokuserer på såkaldte ”cyberfysiske” systemer:

– Det handler om, at vi efterhånden får it overalt, som via sensorer og indbyggede computere styrer alle mulige processer og systemer ude i den fysiske virkelighed. Men vi er nødt til at gøre noget for at tackle den voksende kompleksitet, siger Kim Guldstrand Larsen.

Datalogerne fra Aalborg Universitet samarbejder i forvejen med virksomheder inden for energi- og transportsektoren om deres konkrete problemer med cyberfysiske systemer til planlægning af offentlig transport og koordinering af energiforbrug og energiproduktion.

– Der bruger vi især den viden og de værktøjer, vi har på hylderne i forvejen. Men i det nye projekt skal vi ned og have fat i de grundlæggende teknikker, algoritmer og matematiske modeller, så vi kan forbedre dem og skabe en ny generation af skalerbare værktøjer, fortæller Kim Guldstrand Larsen.

Modeller og maskinintelligens

I praksis skal det ske ved at kombinere to datalogiske discipliner med hver deres fordele på en hidtil uset måde for at skabe en fornuftig balance.

Den ene disciplin benytter ekstremt grundige men derfor også komplicerede og tidskrævende modeller af virkeligheden til at give helt præcise svar. Det kaldes ”model checking” og er Kim Guldstrand Larsens eget ekspertområde.

– Vi kan afsøge alle ender og kanter og modellere alle dele i et system, så vi kan sige præcis, hvad der vil ske, og give garantier for, at det vil virke. Problemet er, at modellerne bliver enormt komplekse og derfor er svære at lave. Vi har fx brugt rigtig meget krudt på at få tidsaspektet med, så tingene også virker til rette tid, forklarer han.

Den anden disciplin bruger en form for kunstig intelligens til at lade systemer træffe så gode beslutninger som muligt ud fra forhåndenværende oplysninger og sandsynlighedsberegning. Det kaldes maskinlæring (machine learning), og AAU’s Institut for Datalogi har en hel forskergruppe i maskintelligens, som skal deltage i LASSO-projektet.

– Machine learning bliver brugt rigtig mange steder i vores samfund, hvor det er svært at give absolutte garantier. Hvis du fx har et smart kamera med autoindstilling, forsøger det at gøre det så godt som muligt i situationen. Det er ikke sikkert, at det gør det 100 procent perfekt hver gang, men du er stadig glad for, at det giver bedre kvalitet på dine billeder, forklarer Kim Guldstrand Larsen.

Tanken om at kombinere modellernes hårde garantier med maskinintelligensens ”så-godt-som-muligt” tilgang får ros fra Det Europæiske Forskningsråd, der betegner det som en dristig men potentielt banebrydende idé. For Kim Guldstrand Larsen giver det meget mening at gøre forsøget:

– Hvis du tager en bil, er der dele som bremserne, der absolut skal virke hver gang og til tiden. Omvendt kan der være andre dele af bilens system som fx bilradioen, hvor du kan give køb på de 100 procent, fordi det ikke er livsvigtigt. På samme måde er projektet her en konfrontation mellem en teknik, som giver absolutte garantier ved at tage højde for alt, med en anden teknik, som optimerer så godt man nu kan ud fra de oplysninger, der er til rådighed. Det er i den kombination, der ligger nogle nye muligheder for at udvikle den it, vi har brug for i store cyberfysiske systemer, opsummerer Kim Guldstrand Larsen.

Vigtigt for hele Aalborg Universitet

ERC-bevillingen er en milepæl i professorens egen karriere, men stoltheden rammer bredt. Institutleder Kristian G. Olesen fra Institut for Datalogi sætter ord på:

– Det er en bemærkelsesværdig udmærkelse, der kun er de færreste forundt, og et fortjent højdepunkt i en i forvejen fantastisk videnskabelig karriere, som det har været en fornøjelse at følge. Samtidig har anerkendelse på det niveau betydning for hele instituttet og hele Aalborg Universitet. Det er noget, der bliver lagt mærke til ude i verden, og det er med til at blåstemple kvaliteten af den forskning, der foregår her.

Fakta

• Det Europæiske Forskningsråd (European Research Council – ERC) uddeler forskningsbevillinger til forskere på forskellige niveauer. En ”Advanced Grant” er den største af dem, og den tildeles ”exceptionelle etablerede forskningsledere, så de kan forfølge banebrydende højrisiko-projekter, der åbner nye retninger inden for deres respektive forskningsfelt”. Konkurrencen om at komme i betragtning har været særligt skarp i år: ERC modtog 2287 ansøgninger til et reduceret antal bevillinger, så succesraten er blot omkring otte procent. Læs mere om de nyeste europæiske bevillinger til danske forskere hos Uddannelses- og Forskningsministeriet og om alle ERC’s nye Advanced Grants i pressemeddelelsen fra ERC News.
• ”LASSO”-projektet (“Learning, Analysis, SynthesiS and Optimization of Cyber-Physical Systems”) kører i fem år med en bevilling fra ERC på op til 2.5 millioner euro, som bl.a. vil finansiere ansættelsen af et større antal ph.d.- og postdoc-forskere.
  Aktiviteterne i ”LASSO” vil blive koordineret med aktiviteterne i det dansk-kinesiske grundforskningscenter IDEA4CPS, som også fokuserer på cyberfysiske systemer.
• Ud over professor Kim Guldstrand Larsen bliver hovedkræfterne i ”LASSO” lektor Radu Mardare og lektor Manfred Jaeger fra Institut for Datalogi på AAU samt Dr. Axel Legay fra forskningscentret INRIA/Rennes i Frankrig.
• ERC-bevillingen er den anden på kort tid til IKT-forskningen på Aalborg Universitet. Tidligere i år fik professor Petar Popovski fra Institut for Elektroniske Systemer en Consolidator Grant til forskning i effektiv og ultrapålidelig netværkskommunikation mellem maskiner.
• I EU’s 7. Rammeprogram for Forskning og Teknologisk Udvikling var AAU det danske universitet, som hentede flest midler fra IKT-puljen. AAU tegnede sig for 35 procent af det beløb, Danmark hjemtog fra puljen.

Yderligere oplysninger

• Professor Kim Guldstrand Larsen, Institut for Datalogi, AAU, mobil 2217 1159.
• Institutleder Kristian G. Olesen, Institut for Datalogi, AAU, mobil 2567 5494.
• Videnskabsjournalist Carsten Nielsen, Aalborg Universitet, mobil 2340 6554.

Kilde: Nyheder fra AAU