Podobe znanja

Vodja Odseka za tehnologije znanja na Inštitutu "Jožef Stefan" Sašo Džeroski o trendih v umetni inteligenci, številnih možnostih njene uporabe in o vrednotah, ki usmerjajo njen nadaljnji razvoj.

Danes med različnimi metodami umetne inteligece, ki jih poznamo, prevladujejo t. i. globoke nevronske mreže, ki so na podlagi ogromnih količin podatkov izredno uspešne pri zelo zahtevnih nalogah, denimo pri prepoznavi slik ali obrazov. Ampak tovrstne metode imajo svoje notranje omejitve, ki danes postajajo vse akutnejše. Ne morejo namreč razumljivo pojasniti, kako so prišle do svojih rezultatov. To pa je na številnih področjih lahko zelo problematično. Evropska unija se je tako odločila, da je za določene odločitve, če temljijo na uporabi umetne inteligence, nujno razumeti, na čem temeljijo.

»Če recimo pristope umetne inteligence uporabljamo v javni upravi ali za oceno komu dati posojilo in komu ne, evropska regulativa nalaga, da morajo biti tovrstne odločitve razložene in utemeljene,« pojasnjuje prof. dr. Sašo Džeroski, vodja Odseka za tehnologije znanja naIJS, kjer v pretežni meri razvijajo take modele stojnega učenja, ki poleg tega, da omogočajo natančno napovedovanje, te napovedi lahko tudi razložijo.

Od sodelovanja z Evropsko vesoljsko agencijo do razvoja zdravil

Področij, kjer je uporaba umetne inteligence lahko zelo dobrodošla, je ogromno. V pogovoru smo se dotaknili treh. Veliko sodelujejo z Evropsko vesoljsko agencijo, ki je s sateliti Sentinel uspešno prevzela primat na področju visokoločljivih satelitskih posnetkov. Obdelava množic satelitskih podatkov pa seveda zahteva nenehne izboljšave in nove pristope. Umetna inteligenca je vse bolj ključna pri razvoju novih zdravil in pri napredni diagnostiki, ki omogoča kvalitetnejše življenje bolnikom s kroničnimi boleznimi. Odpira pa tudi vedno nove možnosti pri načrtovanju bolj trajnostnih in okolju prijaznih praks. Tako denimo v kmetijstvu omogoča prilagajanje uporabe gnojil in fitofarmacevtskih sredstev konkretnemu stanju na terenu, pa tudi stalno nadgradnjo modelov z vključevanjem novega znanja.

Ključna bodo nadaljnja vlaganja

Slovenija ima na področju razvoja umetne inteligence izredno tradicijo, ogromno znanja in dobrih raziskovalcev. Evropska unija ima z digitalno transformacijo ambiciozne načrte in bo za to namenila veliko sredstev. Priložnost za Slovenijo se zdi na dlani. Prav pred kratkim je vlada sprejela Nacionalni program spodbujanja razvoja in uporabe umetne inteligence, a zanj še ni zagotovila finančnih sredstev. Brez domačih finančnih virov pa seveda tudi evropskih sredstev ne bo mogoče počrpati.

Obenem slovensko raziskovalno okolje ni najbolj stimulativno na najboljše. Znanstvene raziskave so brez dvoma ključni generator novega znanja. A če so denimo v Nemčiji plače v industriji za 20 do 30 odstotkov višje od tistih na raziskovalnih institucijah, so pri nas razlike tudi 200 do 300 odstotkov, je med drugim povedal prof. Sašo Džeroski.

Foto:Ars

Vodja Odseka za tehnologije znanja na IJS Sašo Džeroski o trendih v umetni inteligenci, številnih možnostih njene uporabe in o vrednotah, ki usmerjajo njen nadaljnji razvoj.

Danes med različnimi metodami umetne inteligece, ki jih poznamo, prevladujejo t. i. globoke nevronske mreže, ki so na podlagi ogromnih količin podatkov izredno uspešne pri zelo zahtevnih nalogah, denimo pri prepoznavi slik ali obrazov. Ampak tovrstne metode imajo svoje notranje omejitve, ki danes postajajo vse akutnejše. Ne morejo namreč razumljivo pojasniti, kako so prišle do svojih rezultatov. To pa je na številnih področjih lahko zelo problematično. Evropska unija se je tako odločila, da je za določene odločitve, če temljijo na uporabi umetne inteligence, nujno razumeti, na čem temeljijo.

»Če recimo pristope umetne inteligence uporabljamo v javni upravi ali za oceno komu dati posojilo in komu ne, evropska regulativa nalaga, da morajo biti tovrstne odločitve razložene in utemeljene,« pojasnjuje prof. dr. Sašo Džeroski, vodja Odseka za tehnologije znanja na Inštitutu "Jožef Stefan", kjer v pretežni meri razvijajo take modele stojnega učenja, ki poleg tega, da omogočajo natančno napovedovanje, te napovedi lahko tudi razložijo.

Od sodelovanja z Evropsko vesoljsko agencijo do razvoja zdravil

Področij, kjer je uporaba umetne inteligence lahko zelo dobrodošla, je ogromno. V pogovoru smo se dotaknili treh. Veliko sodelujejo z Evropsko vesoljsko agencijo, ki je s sateliti Sentinel uspešno prevzela primat na področju visokoločljivih satelitskih posnetkov. Obdelava množic satelitskih podatkov pa seveda zahteva nenehne izboljšave in nove pristope. Umetna inteligenca je vse bolj ključna pri razvoju novih zdravil in pri napredni diagnostiki, ki omogoča kvalitetnejše življenje bolnikom s kroničnimi boleznimi. Odpira pa tudi vedno nove možnosti pri načrtovanju bolj trajnostnih in okolju prijaznih praks. Tako denimo v kmetijstvu omogoča prilagajanje uporabe gnojil in fitofarmacevtskih sredstev konkretnemu stanju na terenu, pa tudi stalno nadgradnjo modelov z vključevanjem novega znanja.

Ključna bodo nadaljnja vlaganja

Slovenija ima na področju razvoja umetne inteligence izredno tradicijo, ogromno znanja in dobrih raziskovalcev. Evropska unija ima z digitalno transformacijo ambiciozne načrte in bo za to namenila veliko sredstev. Priložnost za Slovenijo se zdi na dlani. Prav pred kratkim je vlada sprejela Nacionalni program spodbujanja razvoja in uporabe umetne inteligence, a zanj še ni zagotovila finančnih sredstev. Brez domačih finančnih virov pa seveda tudi evropskih sredstev ne bo mogoče počrpati.

Obenem slovensko raziskovalno okolje ni najbolj stimulativno na najboljše. Znanstvene raziskave so brez dvoma ključni generator novega znanja. A če so denimo v Nemčiji plače v industriji za 20 do 30 odstotkov višje od tistih na raziskovalnih institucijah, so pri nas razlike tudi 200 do 300 odstotkov, je med drugim povedal prof. Sašo Džeroski.

O kemiji ozračja z najrazličnejših zornih kotov

Naša atmosfera je izredno zapleten sistem, katerega sestavo in posledično dinamiko s svojim delovanjem aktivno spreminjamo. Pa tokrat nismo govorili o toplogrednih plinih, ampak predvsem o delcih v zraku. A v koktajlu delcev in plinov, ki jih s svojimi dejavnostmi spuščamo v zrak, v njihovi medsebojni interakciji nastajajo vse bolj strupene snovi, ki lahko prepotujejo izredne razdalje in tako škodujejo celo pragozdovom tisoče kilometrov stran od vira onesnaženja.

In čeprav je zrak pri nas danes mnogo boljši, kot je bil pred desetletji, stanje še zdaleč ni dobro. "Danes še ne poznamo tako nizke koncentracije delcev, ki ne bi bila škodljiva našemu zdravju. Vsak delec, ki je v zraku, je odveč," poudarja dr. Ana Kroflič, raziskovalka na Kemijskem inštitutu.

A delci naravnega izvora se vedno bili del atmosfere. Še več, brez delcev v zraku tudi oblakov ne bi bilo. In zato na Antarktiki kljub mrazu ne boste videli svoje izdihane sape.

V pogovoru pa tudi o tem, kako delci olajšajo širjenje virusom in bakterijam, o geoinženiringu in njegovih pasteh ter o vplivu delcev na kulturno dediščino. Vabljeni k poslušanju.

foto: Ars

O kemiji ozračja z najrazličnejših zornih kotov z dr. Ano Kroflič.

Naša atmosfera je izredno zapleten sistem, katerega sestavo in posledično dinamiko s svojim delovanjem aktivno spreminjamo. Pa tokrat nismo govorili o toplogrednih plinih, ampak predvsem o delcih v zraku. A v koktajlu delcev in plinov, ki jih s svojimi dejavnostmi spuščamo v zrak, v njihovi medsebojni interakciji nastajajo vse bolj strupene snovi, ki lahko prepotujejo izredne razdalje in tako škodujejo celo pragozdovom tisoče kilometrov stran od vira onesnaženja.

In čeprav je zrak pri nas danes mnogo boljši, kot je bil pred desetletji, stanje še zdaleč ni dobro.

"Danes še ne poznamo tako nizke koncentracije delcev, ki ne bi bila škodljiva našemu zdravju. Vsak delec, ki je v zraku, je odveč," poudarja dr. Ana Kroflič, raziskovalka na Kemijskem inštitutu.

A delci naravnega izvora se vedno bili del atmosfere. Še več, brez delcev v zraku tudi oblakov ne bi bilo. In zato na Antarktiki kljub mrazu ne boste videli svoje izdihane sape.

V pogovoru pa tudi o tem, kako delci olajšajo širjenje virusom in bakterijam, o geoinženiringu in njegovih pasteh ter o vplivu delcev na kulturno dediščino. Vabljeni k poslušanju.

Pred vrati je predsedovanje Slovenije Svetu Evropske unije. Prebivalci Ljubljane to vedo tudi zato, ker razne službe hitijo z deli, ki naj ozaljšajo naše glavno mesto, še preden se bo vanj zgrnila množica diplomatov, politikov in drugih odličnikov z vseh koncev stare celine. Seveda je povsem razumljivo, če se nam v tem smislu zdi, da se prestolnici in državi v drugi polovici letošnjega leta obeta nekaj posebnega, a najbrž je le treba reči, da je Ljubljana v nekoliko bolj oddaljeni preteklosti gostila kak še bolj imeniten pa tudi politično bolj konsekventen diplomatski dogodek. Pred natanko 200 leti, med januarjem in majem 1821, je namreč tu potekal kongres Svete Alianse, povezave konservativnih evropskih sil z Rusijo, Prusijo in Avstrijo na čelu, ki so si po porazu Francije v napoleonskih vojnah prizadevale vzpostaviti stabilen evropski meddržavni oziroma politični red, ki bi enkrat za vselej preprečil izbruh novih revolucij oziroma vzpon novih napoleonov. Pravila igre, ki so jih med ljubljanskim kongresom kljub nasprotovanju Velike Britanije in Francije dorekli avstrijski cesar Franc I., ruski car Aleksander I., neapeljski kralj Ferdinand I. ter več kot 500 ministrov in visokih diplomatskih predstavnikov drugih evropskih držav, so nato v pomembni meri krojila življenje na stari celini vse do pomladi narodov leta 1848. No, z našega stališča pa je najbrž treba reči, da kongres ni bil pomemben samo za Evropo ampak tudi za razvoj Ljubljane, za njeno postopno preoblikovanje iz malo pomembnega podeželskega mesta v središče slovenskega narodnega prostora. In prav kongresnemu zunanjemu blišču in njegovemu vplivu na Ljubljano, na Kranjsko in na Slovence smo se posvetili v tokratnih Podobah znanja, ko smo pred mikrofonom gostili zgodovinarko dr. Evo Holz, dolgoletno znanstveno svetnico na Zgodovinskem inštitutu Milka Kosa, ki je pred leti za knjižno objavo pripravila dnevnik, ki ga je med ljubljanskim kongresom Svete alianse pisal publicist Henrik Costa, maja letos pa je na avstrijsko-slovenski historiografski konferenci, posvečeni kongresu, nastopila z intrigantnim predavanjem Zunanji blišč ljubljanskega kongresa in ljubljanski firbci. Z dr. Holz se je pogovarjal Goran Dekleva.

foto: dr. Eva Holz (Goran Dekleva)

V pogovoru z zgodovinarko dr. Evo Holz preverjamo, kakšen je bil utrip v Ljubljani med januarjem in majem 1821, ko je tu potekal kongres Svete alianse

Pred vrati je predsedovanje Slovenije Svetu Evropske unije. Prebivalci Ljubljane to vedo tudi zato, ker razne službe hitijo z deli, ki naj ozaljšajo naše glavno mesto, še preden se bo vanj zgrnila množica diplomatov, politikov in drugih odličnikov z vseh koncev stare celine. Seveda je povsem razumljivo, če se nam v tem smislu zdi, da se prestolnici in državi v drugi polovici letošnjega leta obeta nekaj posebnega, a najbrž je le treba reči, da je Ljubljana v nekoliko bolj oddaljeni preteklosti gostila kak še bolj imeniten pa tudi politično bolj konsekventen diplomatski dogodek.

Pred natanko 200 leti, med januarjem in majem 1821, je namreč tu potekal kongres Svete Alianse, povezave konservativnih evropskih sil z Rusijo, Prusijo in Avstrijo na čelu, ki so si po porazu Francije v napoleonskih vojnah prizadevale vzpostaviti stabilen evropski meddržavni oziroma politični red, ki bi enkrat za vselej preprečil izbruh novih revolucij oziroma vzpon novih napoleonov. Pravila igre, ki so jih med ljubljanskim kongresom kljub nasprotovanju Velike Britanije in Francije dorekli avstrijski cesar Franc I., ruski car Aleksander I., neapeljski kralj Ferdinand I. ter več kot 500 ministrov in visokih diplomatskih predstavnikov drugih evropskih držav, so nato v pomembni meri krojila življenje na stari celini vse do pomladi narodov leta 1848.

No, z našega stališča pa je najbrž treba reči, da kongres ni bil pomemben samo za Evropo ampak tudi za razvoj Ljubljane, za njeno postopno preoblikovanje iz malo pomembnega podeželskega mesta v središče slovenskega narodnega prostora. In prav kongresnemu zunanjemu blišču in njegovem vplivu na Ljubljano, na Kranjsko in na Slovence se posvečamo v tokratnih Podobah znanja, ko pred mikrofonom gostimo zgodovinarko dr. Evo Holz, dolgoletno znanstveno svetnico na Zgodovinskem inštitutu Milka Kosa, ki je pred leti za knjižno objavo pripravila dnevnik, ki ga je med ljubljanskim kongresom Svete alianse pisal publicist Henrik Costa, maja letos pa je na avstrijsko-slovenski historiografski konferenci, posvečeni kongresu, nastopila z intrigantnim predavanjem Zunanji blišč ljubljanskega kongresa in ljubljanski firbci.

Kako določiti vrednost nečemu, kaj je pravzaprav neprecenljivo, kot so denimo čist zrak in voda, rodovitna prst, gozd, v katerem se lahko umirimo? Zakaj bi sploh hoteli nekaj, kar je neprecenljivo, oceniti?

Ekosistemske storitve so orodje, s katerim želimo spremeniti način, kako dojemamo naravo

»Namen je predvsem v tem, da se vzpostavi nek transparenten sistem primerjave. Ko se odločamo, kako bomo z določenim ekosistemom ravnali, moramo med seboj primerjati različne alternative,« pojasnjuje dr. Anže Japelj z Gozdarskega inštituta Slovenije.

»Če kmetijsko zemljišče pozidamo, bomo seveda izgubili potencial za pridelavo hrane, ker tistega zemljišča ne bo več. Ampak to je le vidik tega, kar bomo izgubili. Sistem ekosistemskih storitev, ki opisuje celo paleto pozitivnih učinkov tega zemljišča, nam omogoča, da ugotovimo, kaj vse bomo še izgubili. Recimo, izgubili bomo tudi biotsko raznovrstnost, potencial za skladiščenje ogljika, določeno podobo krajine, poplavno varnost. Znano je, da imajo kmetijska tla ali gozdna zemljišča pomembno kapaciteto zadrževanja poplavnih voda in lahko pripomorejo k poplavni varnosti. S konceptom ekosistemskih storitev skušamo te alternative med samo primerjati in se odločiti za optimalno.«

Danes upoštevamo premalo vidikov

»Okoljski odtis našega ravnanja, proizvodov, hrane, ki jo uživamo, zemljišč, ki jih porabljamo, bi se moral bolj jasno videti in potem ne bi prihajalo do takih anomalij kot danes, ko se zazidavajo izjemno kakovostna kmetijska zemljišča, ki so morda bolj oddaljena od infrastrukture in zato cenejša,« še poudarja dr. Anže Japelj.

V pogovoru med drugim tudi o strahu, da bomo morali zaradi takšnega vrednotenja na koncu še plačevati, da bi smeli v gozd, pa o tem, da se pomena varovanja najbolj zavedajo tam, kjer je okolje najbolj degradirano. Vabljeni k poslušanju.

Ekosistemske storitve so orodje, s katerim želimo spremeniti način, kako dojemamo naravo, izpostavlja dr. Anže Japelj.

Kako določiti vrednost nečemu, kaj je pravzaprav neprecenljivo, kot so denimo čist zrak in voda, rodovitna prst, gozd, v katerem se lahko umirimo? Zakaj bi sploh hoteli nekaj, kar je neprecenljivo, oceniti?

»Namen je predvsem v tem, da se vzpostavi nek transparenten sistem primerjave.  Ko se odločamo, kako bomo z določenim ekosistemom ravnali, moramo med seboj primerjati različne alternative,« pojasnjuje dr. Anže Japelj z Gozdarskega inštituta Slovenije.

Kaj prinaša koncept ekosistemskih storitev?

»Če kmetijsko zemljišče pozidamo, bomo seveda izgubili potencial za pridelavo hrane, ker tistega zemljišča ne bo več. Ampak to je le vidik tega, kar bomo izgubili. Sistem ekosistemskih storitev, ki opisuje celo paleto pozitivnih učinkov tega zemljišča, nam omogoča, da ugotovimo, kaj vse bomo še izgubili. Recimo, izgubili bomo tudi biotsko raznovrstnost, potencial za skladiščenje ogljika, določeno podobo krajine, poplavno varnost. Znano je, da imajo kmetijska tla ali gozdna zemljišča pomembno kapaciteto zadrževanja poplavnih voda in lahko pripomorejo k poplavni varnosti. S konceptom ekosistemskih storitev skušamo te alternative med samo primerjati in se odločiti za optimalno.«

Danes upoštevamo premalo vidikov

»Okoljski odtis našega ravnanja, proizvodov, hrane, ki jo uživamo, zemljišč, ki jih porabljamo, bi se moral bolj jasno videti in potem ne bi prihajalo do takih anomalij kot danes, ko se zazidavajo izjemno kakovostna kmetijska zemljišča, ki so morda bolj oddaljena od infrastrukture in zato cenejša,« poudarja dr. Anže Japelj.

V pogovoru med drugim tudi o strahu, da bomo morali zaradi takšnega vrednotenja na koncu še plačevati, da bi smeli v gozd, pa o tem, da se pomena varovanja najbolj zavedajo tam, kjer je okolje najbolj degradirano. Vabljeni k poslušanju.

Leto 2021 se vse pogosteje omenja kot prelomno pri naslavljanju podnebnih sprememb. Z aktualnimi ukrepi lovimo tako rekoč zadnji vlak, saj učinke segrevanja planeta v obliki spremenjenih vremenskih vzorcev in pogostejših vremenskih ekstremov že kar redno občutimo na praktično vseh koncih sveta. A včasih nas lahko naš občutek za to, kakšno naj bi bilo vreme, tudi zavede. In obilne padavine ne zagotavljajo, da se bomo izognili suši.

»Leta 2020 smo imeli že zgodaj spomladi zelo lepo, sušno, toplo vreme, poleti pa je suša zajela večji del severne in srednje Evrope. Podobno je bilo v letih 2018 in 2019. Kaže se, da neka mokrota, ki jo dobimo denimo pozimi, ni garancija, da ne bomo imeli težav s sušo,« je poudarila dr. Andreja Sušnik.

Sušo lahko spregledamo

Razvoj suše je mogoče danes mnogo natančneje spremljati s pomočjo satelitskih podatkov. V okviru transnacionalnega programa Podonavje so razvili digitalno orodje Pregledovalnik suše, ki omogoča, da vse države v regiji spremljajo razvoj suše skoraj v realnem času.

»Kdo bo rekel, zakaj je treba spremljati sušo, saj vemo, kdaj suša prihaja. Mislim, da temu ni tako. Suša v podzemnih vodah je skrita očem. Tudi kaka suha struga v poletnem času marsikoga ne prizadene zelo.«

Podnebne spremebe škodujejo tudi tlom

V Sloveniji se radi pohvalimo, da imamo veliko pestrost tipov tal. A ekstremni vremenski dogodki: poplave, suše, močna erozija, žledenje v gozdu, hudourniške poplave in drugi dogodki slabo vplivajo na tudi strukturo tal. Če k temu prištejemo škodljive človekove dejavnosti, predvsem intenzivno zazidavanje in onesnaževanje, se sposobnost zemlje, da opravlja svojo ekosistemsko vlogo, da zadržuje vodo, seveda občutno manjša.

Foto: iz osebnega arhiva Andreje Sušnik

O obetih, ukrepih in našem občutku za vreme z agrometeorologinjo dr. Andrejo Sušnik.

Dan pred svetovnim dnevom podnebnih sprememb smo v Podobe znanja povabili agrometeorologinjo dr. Andrejo Sušnik z Agencije za okolje.

Leto 2021 se vse pogosteje omenja kot prelomno pri naslavljanju podnebnih sprememb. Z aktualnimi ukrepi lovimo tako rekoč zadnji vlak, saj učinke segrevanja planeta v obliki spremenjenih vremenskih vzorcev in pogostejših vremenskih ekstremov že kar redno občutimo na praktično vseh koncih sveta. A včasih nas lahko naš občutek za to, kakšno naj bi bilo vreme, tudi zavede. In obilne padavine ne zagotavljajo, da se bomo izognili suši.

»Leta 2020 smo imeli že zgodaj spomladi zelo lepo, sušno, toplo vreme, poleti pa je suša zajela večji del severne in srednje Evrope. Podobno je bilo v letih 2018 in 2019. Kaže se, da neka mokrota, ki jo dobimo denimo pozimi, ni garancija, da ne bomo imeli težav s sušo,« je poudarila dr. Andreja Sušnik.

Sušo lahko spregledamo

Razvoj suše je mogoče danes mnogo natančneje spremljati s pomočjo satelitskih podatkov. V okviru transnacionalnega programa Podonavje so razvili digitalno orodje Pregledovalnik suše, ki omogoča, da vse države v regiji spremljajo razvoj suše skoraj v realnem času.

»Kdo bo rekel, zakaj je treba spremljati sušo, saj vemo, kdaj suša prihaja. Mislim, da temu ni tako. Suša v podzemnih vodah je skrita očem. Tudi kaka suha struga v poletnem času marsikoga ne prizadene zelo.«

Podnebne spremebe škodujejo tudi tlom

V Sloveniji se radi pohvalimo, da imamo veliko pestrost tipov tal. A ekstremni vremenski dogodki: poplave, suše, močna erozija, žledenje v gozdu, hudourniške poplave in drugi dogodki slabo vplivajo na tudi strukturo tal. Če k temu prištejemo škodljive človekove dejavnosti, predvsem intenzivno zazidavanje in onesnaževanje, se sposobnost zemlje, da opravlja svojo ekosistemsko vlogo, da zadržuje vodo, seveda občutno manjša.

Kaj raste na naših poljih, na kakšne načine se lotevamo pridelovanja in po kakšnih živilih konec koncev posegamo, je vprašanje, ki je v zadnjih letih v luči vse bolj perečih podnebnih sprememb dobilo nove razsežnosti. Zaradi spremenjenih vremenskih vzorcev se je po eni strani jasneje pokazalo, da nekatere, v preteklosti uveljavljene poljščine niso optimalna izbira, obenem pa je bolj v ospredje prišla tudi tesna povezanost med konkretnimi načini pridelave, kvaliteto pridelka in vplivi, ki ga to ima tako na naše zdravje kot na zdravje okolja.

V zadnjih letih se sicer že precej opazi premik v smeri bolj trajnostnih, ekoloških praks in bolj pestrega nabora vrst, sploh če pogledamo ponudbo, ki je na voljo v naših trgovinah. Koliko pa se ti premiki konkretno poznajo na naših njivah, kaj se že uveljavlja v zadovoljivem obsegu in kaj morda še premalo, smo se pogovarjali z dr. Darjo Kocjan Ačko, predavateljico na Biotehniški fakulteti Univerze v Ljubljani.

Foto: Nataša Müller

Kljub pomembnim premikom na področju ekološkega kmetovanja, se vplivu globalizacije in diktatu cen še vedno ne znamo ustrezno upreti, razmišlja agronomka dr. Darja Kocjan Ačko.

Kaj raste na naših poljih, na kakšne načine se lotevamo pridelovanja in po kakšnih živilih konec koncev posegamo, je vprašanje, ki je v zadnjih letih v luči vse bolj perečih podnebnih sprememb dobilo nove razsežnosti. Zaradi spremenjenih vremenskih vzorcev se je po eni strani jasneje pokazalo, da nekatere, v preteklosti uveljavljene poljščine niso optimalna izbira, obenem pa je bolj v ospredje prišla tudi tesna povezanost med konkretnimi načini pridelave, kvaliteto pridelka in vplivi, ki ga to ima tako na naše zdravje kot na zdravje okolja.

V zadnjih letih se sicer že precej opazi premik v smeri bolj trajnostnih, ekoloških praks in bolj pestrega nabora vrst, sploh če pogledamo ponudbo, ki je na voljo v naših trgovinah. Koliko pa se ti premiki konkretno poznajo na naših njivah, kaj se že uveljavlja v zadovoljivem obsegu in kaj morda še premalo, smo se pogovarjali z dr. Darjo Kocjan Ačko, predavateljico na Biotehniški fakulteti Univerze v Ljubljani.

»Globalizacija je spremenila razmerja med pridelavo in samooskrbo«

Veliko se govori o pomenu samooskrbe, a sodobna globalna trgovina takšnim prizadevanjem vsekakor ne gre na roko. Določene uspehe se da doseči predvsem, če povezano deluje celotna veriga od pridelovalca do potrošnika. A čeprav se o tem precej govori, se v praksi vedno znova zatakne, predvsem glede dogovora o odkupnih cenah. To je tudi eden ključnih razlogov, zakaj gre večina slovenskega pridelka še vedno h kupcem v Avstrijo in Italijo, medtem ko sami v pretežni meri kupujemo živila iz uvoza, poudarja dr. Darja Kocjan Ačko.

Tudi kar se tiče raznovrstnosti rastlin na naših poljih, še ni opaznejših sprememb. Čeprav se, denimo, jasno kaže, da vse bolj suha poletja koruzi ne ustrezajo, ta še vedno raste na 40 odstotkih naših njiv, namenjena pa je za krmo živali. In tudi to pretežno izvozimo. V izvoz, za nadstandardno živinorejo, gre tudi soja, kolikor je pridelamo, medtem ko se pri nas za krmo uporablja predvsem gensko spremenjena soja, uvožena iz obeh Amerik.

»Stročnice bogatijo zemljo z dušikom«

V naši prehrani se soja, kljub svojim blagodejnim učinkom, še ni zares prijela. A podobno velja tudi za druge stročnice. Kljub temu, da predstavljajo izvrstno alternativo mesnim beljakovinam in prinašajo številne koristi tako za naše zdravje kot za zdravje okolja, bodo potrebni premiki v naših prehranskih navadah očitno potrebovali še nekaj več časa.

A stročnice imajo tudi svoje neposredne učinke na okolje in na zemljo, v kateri rastejo, saj zaradi simbiotskega razmerja z bakterijami, bogatijo zemljo z dušikom.

»Če moram izbrati najljubšo kulturno rastlino, je to gotovo ajda«

Težko je na kratko opisati številne dobre strani ajde. Odlična je v agronomskem pogledu, saj hitro dozori, koristi kvaliteti tal, njive so po njej manj zapleveljene, nudi pa tudi dragoceno pašo različnim opraševalcem.

Seveda je tudi odlično živilo. Vsebuje namreč kvalitetne beljakovine in ima dobro sestavo aminokislin. Njeni ogljikovi hidrati so v obliki škroba, ki se počasi razgrajuje, zato je še posebej primerna za sladkorne bolnike. Koristi tudi pri težavah s prebavo ter vsebuje snovi, ki koristijo krvožilnemu sistemu.

Ajda je pred časom sicer skoraj izginila z naših polj, danes pa je razširjena na približno 3000 ha. Za razliko od večine drugih pridelkov večino ajde, ki jo pridelamo, tudi pojemo sami.

To je le nekaj poudarkov iz pogovora z dr. Darjo Kocjan Ačko. Vabljeni k poslušanju.

Ioniziran plin oziroma plazma predstavlja četrto agregatno stanje snovi, ki v zadnjih letih svojo uporabno vrednost dokazuje na različnih področjih. Ključno vlogo ima pri fuziji, postopku pridobivanja električne energije z zlivanjem jeder atomov, ki bi nam nekega dne lahko zagotovila izredne količine čiste energije.

S plazmo nad nevarne kemikalije

Vse bolj se plazma uporablja tudi pri razgradnji nevarnih kemikalij, od različnih strupov, farmacevtskih sredstev do cele vrste onesnažil, ki jih je sicer iz vode zelo težko odstraniti. Tudi pri čiščenju določenih vrst površin lahko uspešno nadomesti okolju manj prijazne kemikalije. V zadnjem času njeno uporabnost preizkušajo tudi v aeronavtiki in pri vetrnih turbinah, kjer veliko obetajo plazemski aktuatorji za kontrolo zračnega toka. Uporablja se tudi pri določenih postopkih v jeklarstvu. Glavna ovira za širšo uporabo plazemskih tehnologij je visoka poraba energije.

"Na tehtnico je potrebno dati energijo, ki jo ti sistemi potrebujejo za razelektritev plina, in koristi, ki jih tako dobimo," poudarja prof. dr. Uroš Cvelbar. "Če se lahko z uporabo plazme izognemo okolju škodljivim kemikalijam, so koristi za okolje dejanska dodana vrednost teh tehnologij."

Curek ioniziranega plina lahko prepreči nastanek valov, škropljenja ...

A za nove možnosti uporabe je ključno tudi razumevanje temeljnih fizikalnih mehanizmov. Poznavanje interakcij med plazmami in površinami tekočin je denimo ključno za uspešno razgradnjo kemikalij in pri določenih uporabah v jeklarski industriji ter še kje.

Prav sem se umešča v prestižni reviji Nature objavljeno prebojno odkritje prof. dr. Uroša Cvelbarja, vodje odseka za plinsko elektroniko na Institutu "Jožef Stefan", ki je skupaj s kolegi iz Južne Koreje pokazal, da lahko plazmo uporabimo za stabiliziranje sicer nestabilnih pojavov v tekočinah in tudi pojasnil fizikalne mehanizme, ki botrujejo tovrstnim pojavom.

Nove možnosti uporabe v astrofiziki

Novo razumevanje teh procesov odpira tudi nove možnosti pri raziskavah planetov in lun, ki imajo šibko ionizirane atmosfere, kot sta denimo Jupiter in Saturn, pa tudi pri interakcijah sončevega vetra z Zemljino atmosfero.

Več o odkritju v pogovoru z Urošem Cvelbarjem v oddaji Podobe znanja. Vabljeni k poslušanju.

Foto: iz osebnega arhiva Uroša Cvelbarja

Prof. dr. Uroš Cvelbar je raziskavo, kako plazma stabilizira določene pojave v tekočinah, objavil v prestižni reviji Nature

Ioniziran plin oziroma plazma predstavlja četrto agregatno stanje snovi, ki v zadnjih letih svojo uporabno vrednost dokazuje na različnih področjih. Ključno vlogo ima pri fuziji, postopku pridobivanja električne energije z zlivanjem jeder atomov, ki bi nam nekega dne lahko zagotovila izredne količine čiste energije.

S plazmo nad nevarne kemikalije

Vse bolj se plazma uporablja tudi pri razgradnji nevarnih kemikalij, od različnih strupov, farmacevtskih sredstev do cele vrste onesnažil, ki jih je sicer iz vode zelo težko odstraniti. Tudi pri čiščenju določenih vrst površin lahko uspešno nadomesti okolju manj prijazne kemikalije. V zadnjem času njeno uporabnost preizkušajo tudi v aeronavtiki in pri vetrnih turbinah, kjer veliko obetajo plazemski aktuatorji za kontrolo zračnega toka. Uporablja se tudi pri določenih postopkih v jeklarstvu. Glavna ovira za širšo uporabo plazemskih tehnologij je visoka poraba energije.

"Na tehtnico je potrebno dati energijo, ki jo ti sistemi potrebujejo za razelektritev plina, in koristi, ki jih tako dobimo," poudarja prof. dr. Uroš Cvelbar. "Če se lahko z uporabo plazme izognemo okolju škodljivim kemikalijam, so koristi za okolje dejanska dodana vrednost teh tehnologij."

Curek ioniziranega plina lahko prepreči nastanek valov, škropljenja ...

A za nove možnosti uporabe je ključno tudi razumevanje temeljnih fizikalnih mehanizmov. Poznavanje interakcij med plazmami in površinami tekočin je denimo ključno za uspešno razgradnjo kemikalij in pri določenih uporabah v jeklarski industriji.

Prav sem se umešča prebojno odkritje prof. dr. Uroša Cvelbarja, vodje odseka za plinsko elektroniko na Institutu "Jožef Stefan", ki je skupaj s kolegi iz Južne Koreje pokazal, da lahko plazmo uporabimo za stabiliziranje sicer nestabilnih pojavov v tekočinah in tudi pojasnil fizikalne mehanizme, ki botrujejo tovrstnim pojavom.

Nove možnosti uporabe v astrofiziki

Novo razumevanje teh procesov odpira tudi nove možnosti pri raziskavah planetov in lun, ki imajo šibko ionizirane atmosfere, kot sta denimo Jupiter in Saturn, pa tudi pri interakcijah sončevega vetra z Zemljino atmosfero.

Več o odkritju v pogovoru z Urošem Cvelbarjem v oddaji Podobe znanja. Vabljeni k poslušanju.

 

Kako pametna so lahko današnja mesta in vasi? Digitalizacija je na številne načine že temeljito spremenila naša življenja, a vendarle naj bi bili šele na začetku tega procesa, na katerega se tudi zelo veliko stavi; tako z vidika nadaljnjega gospodarskega razvoja in postpandemičnega okrevanja, kot tudi kot ključno orodje, ki bi nam lahko pomagalo naslavljati številne okoljske in družbene probleme današnjega časa. Seveda pa pozitivni učinki digitalne transformacije niso samoumevni in t. i. pametne rešitve morajo tudi dejansko biti pametne; pametno načrtovane in celostno umeščene v prostor in družbo, če naj dejansko imajo želene učinke.

Današnja gostja Podob znanja je dr. Emilija Stojmenova Duh, docentka v laboratoriju za telekomunikacije na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, vodja digitalnega inovacijskega središča 4PDIH in tudi članica novoustanovljenega Strateškega sveta za digitalizacijo.

Digitalna orodja omogočajo marsikaj koristnega, ne smejo pa biti sama sebi namen.

"Bistvena težava je, da velikokrat izhajamo iz tega, kaj neka tehnologija omogoča, pa naj gre za umetno inteligenco ali podatkovne verige, in začnemo iskati načine, kako bomo to tehnologijo uvedli v podjetje ali skupnost."

O digitalni preobrazbi in njenih pasteh z dr. Emilijo Stojmenovo Duh

Kako pametna so lahko današnja mesta in vasi? Digitalizacija je na številne načine že temeljito spremenila naša življenja, a vendarle naj bi bili šele na začetku tega procesa, na katerega se tudi zelo veliko stavi; tako z vidika nadaljnjega gospodarskega razvoja in postpandemičnega okrevanja, kot tudi kot ključno orodje, ki bi nam lahko pomagalo naslavljati številne okoljske in družbene probleme današnjega časa. Seveda pa pozitivni učinki digitalne transformacije niso samoumevni in t. i. pametne rešitve morajo tudi dejansko biti pametne; pametno načrtovane in celostno umeščene v prostor in družbo, če naj dejansko imajo želene učinke.

Današnja gostja Podob znanja je dr. Emilija Stojmenova Duh, docentka v laboratoriju za telekomunikacije na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, vodja digitalnega inovacijskega središča 4PDIH in tudi članica novoustanovljenega Strateškega sveta za digitalizacijo.

O aktualnem razpisu za pametna mesta in vasi, ki je primarno namenjen nakupu senzorjev:

"Če nimamo ljudi, ki bi znali uporabljati podatke, ki jih senzorji zagotovijo, oziroma, ki bi znali razviti ustrezne aplikacije, potem nismo z nakupom senzorike naredili nič. A tudi to ni dovolj. Če nimamo ljudi, ki bi te aplikacije uporabljali, cilj ni dosežen."

Digitalna orodja omogočajo marsikaj koristnega, ne smejo pa biti sama sebi namen.

"Bistvena težava je, da velikokrat izhajamo iz tega, kaj neka tehnologija omogoča, pa naj gre za umetno inteligenco ali podatkovne verige, in začnemo iskati načine, kako bomo to tehnologijo uvedli v podjetje ali skupnost."

Reka ni samo korito z vodo. Je sistem, ki je neločljivo povezan z poplavnimi ravnicami. V Evropi je 60 odstotkov teh površin izgubljenih. So pozidane oziroma obdelane in zato ne morejo več opravljati svoje naravne vloge. To neposredno vpliva na biotsko pestrost na eni strani kot v končni posledici na naše zaloge pitne vode. Z njimi smo izgubili tudi velik del njihove sposobnosti za zadrževanje velikih količin vode. Ob vse rednejših vremenskih ekstremih v obliki poplav in suš je to seveda izredna (in tudi draga) izguba.

Evropski zeleni dogovor prav zato med drugim predvideva obnavljanje naravnih ekosistemov rek s poplavnimi ravnicami. Kar 25 000 km evropskih rek naj bi po tem načrtu nekega dne znova prosto teklo. A če so evropski načrti brez dvoma ambiciozni in bodo zahtevali veliko dela, sodelovanja in načrtovanja, so vse bolj jasno kaže, da so pri nas prioritete drugačne.

"Mi ponosno rečemo, da pijemo čisto vodo iz pipe, ki je bila pred tem le malo obdelana. Mislim pa, da smo na meji te vzdržnosti, da se premikamo [v napačno smer] in hodimo po robu," izpostavlja dr. Lidija Globevnik, ki opozarja, da bi se lahko že zelo kmalu, v petih, desetih letih, kvaliteta vode iz vrtin aluvialnih vodonosnikov poslabšala. "Novi zakon ne kaže v smer pametnega gospodarjenja."

Foto: Gašper Šubelj

Hidrologinja dr. Lidija Globevnik o evropskih načrtih za obnavljanje naravnega stanja rek in slovenskem teku v drugo smer.

Reka ni samo korito z vodo. Je sistem, ki je neločljivo povezan z poplavnimi ravnicami. V Evropi je 60 odstotkov teh površin izgubljenih. So pozidane oziroma obdelane in zato ne morejo več opravljati svoje naravne vloge. To neposredno vpliva na biotsko pestrost na eni strani kot v končni posledici na naše zaloge pitne vode. Z njimi smo izgubili tudi velik del njihove sposobnosti za zadrževanje velikih količin vode. Ob vse rednejših vremenskih ekstremih v obliki poplav in suš je to seveda izredna (in tudi draga) izguba.

Evropski zeleni dogovor prav zato med drugim predvideva obnavljanje naravnih ekosistemov rek s poplavnimi ravnicami. Kar 25 000 km evropskih rek naj bi po tem načrtu nekega dne znova prosto teklo. A če so evropski načrti brez dvoma ambiciozni in bodo zahtevali veliko dela, sodelovanja in načrtovanja, so vse bolj jasno kaže, da so pri nas prioritete drugačne.

"Mi ponosno rečemo, da pijemo čisto vodo iz pipe, ki je bila pred tem le malo obdelana. Mislim pa, da smo na meji te vzdržnosti, da se premikamo [v napačno smer] in hodimo po robu,"  izpostavlja dr. Lidija Globevnik, ki opozarja, da bi se lahko že zelo kmalu, v petih, desetih letih, kvaliteta vode iz vrtin aluvialnih vodonosnikov poslabšala. "Novi zakon ne kaže v smer pametnega gospodarjenja."

Tudi sicer nimamo veliko razlogov, da bi bili pretirano zadovoljni s stanjem naših rek in poplavnih območij. Preliminarna ocena stanja poplavnih površin v Evropi, ki jo je za Evropsko okoljsko agencijo pripravil Evropski tematski center za celinske, obalne in morske vode (ETC IMC Water) in pri pripravi katere je kot vodilna avtorica sodelovala dr. Lidija Globevnik, kaže, da je obseg degradiranih poplavnih površin v Sloveniji precej večji od evropskega povprečja. Drži, da imamo v poprečju manj hudo degradiranih poplavnih območij, a po drugi strani je pri nas zelo malo površin z nizko stopnjo degradacije. Glede na aktualne spremembe zakona o vodah se zdi, da se v prihodnje stanje na tem področju ne bo izboljšalo.

Več o teh vsebinah v pogovoru z dr. Lidijo Globevnik. Vabljeni k poslušanju.

Od začetka pandemije so se znanstveniki posvetili že tako rekoč vsem mogočim vidikom, ki bi lahko kaj prispevali k zmanjševanju visokega zdravstvenega davka virusa Sars-cov2. Cepiva proti covidu-19 smo dobili v rekordnem času zgolj enega leta, a nove variacije virusa že nakazujejo, da so cepiva le del uspešnega odgovora na aktualno pandemijo. Resnično dobrodošlo bi bilo seveda učinkovito zdravilo. A tudi razvoj zdravil običajno traja zelo dolgo.

Da bi ta zamudni postopek čim bolj skrajšali, se je mednarodna skupina znanstvenikov osredotočila na učinkovine, ki so že prestale vsaj delno klinično testiranje. Preverili so približno 6000 substanc in z novimi metodami močno pospešili iskanje najbolj obetavnih kandidatov.

Iskali so snovi, ki bi preprečile virusu, da se v celici razmnožuje. Ciljali so predvsem na glavno proteazo virusa, ki ima v procesu nastanka novih virusov ključno vlogo. Če bi jo lahko onemogočili, bi s tem onemogočili tudi virus. Kandidate so iskali z metodo rentgenske difrakcije, ki je potekala na sinhrotronu Desy v Hamburgu. Ta je običajno zelo zaseden, a zaradi prvega vala pandemije, ki je ustavil tudi številne znanstvene raziskave, so bili pogoji idealni za množično testiranje potencialnih učinkovin. Najbolj obetavne snovi so preverili še v laboratorijih. Tako so prišli do 11 substanc, ki se zdijo izredno primerne za učinkovito oviranje virusa. Ena med njimi je celo že v 3. fazi kliničnih preverjanj prav za covid-19. Po povsem drugi poti jo je kot obetavno že zaznala druga skupina znanstvenikov.

A kot poudarja Dušan Turk, je na tej točki še nemogoče vedeti, ali bo snov, ki je delovala v celični kulturi, dejansko ustrezno delovala na ljudeh. Klinične raziskave so zato odločilne. So pa s to raziskavo razvoj zdravil temeljito pospešili.

"Naša raziskava je na nek način, kot se temu reče, groundbreaking, ker smo uspeli narediti presejalne teste z uporabnimi molekulami ne zgolj s fragmenti in jih zdaj niti ni treba med seboj povezati, ampak smo že tako lahko skočili v fazo optimizacije, da ne rečem celo klinične uporabe," je med drugim v pogovoru izpostavil prof. dr. Dušan Turk.

V začetku aprila letos, torej dobro leto po začetku raziskav, so svoje izsledke objavili v prestižni reviji Science. V mednarodni raziskavi so sodelovali tudi Katarina Karničar, Aleksandra Usenik, Jure Loboda in Dušan Turk z Odseka za biokemijo, molekularno in strukturno biologijo Instituta »Jožef Stefan«. Prof. dr. Dušan Turk je bil gost oddaje Podobe znanja.

Foto: IJS

Izsledke raziskave, ki je identificirala 11 učinkovin, ki zavirajo delovanje koronavirusa v celičnih kulturah, je objavila prestižna revija Science. Kaj so ugotovili, je pojasnil molekularni biolog dr. Dušan Turk.

Od začetka pandemije so se znanstveniki posvetili že tako rekoč vsem mogočim vidikom, ki bi lahko kaj prispevali k zmanjševanju visokega zdravstvenega davka virusa Sars-Cov2. Cepiva proti covidu-19 smo dobili v rekordnem času zgolj enega leta, a nove variacije virusa že nakazujejo, da so cepiva le del uspešnega odgovora na aktualno pandemijo. Resnično dobrodošlo bi bilo seveda učinkovito zdravilo. A tudi razvoj zdravil običajno traja zelo dolgo.

Z novim pristopom do hitrejšega iskanja pravih učinkovin

Da bi ta zamudni postopek čim bolj skrajšali, se je mednarodna skupina več kot sto znanstvenikov osredotočila na učinkovine, ki so že prestale vsaj delno klinično testiranje. Preverili so približno 6000 substanc in z novimi metodami močno pospešili iskanje najbolj obetavnih kandidatov.

Iskali so snovi, ki bi preprečile virusu, da se v celici razmnožuje. Ciljali so predvsem na glavno proteazo virusa, ki ima v procesu razmnoževanja virusov ključno vlogo. Če bi lahko onemogočili njeno delovanje, bi s tem onemogočili tudi virus. Kandidate so iskali z metodo rentgenske difrakcije, ki je potekala na sinhrotronu Desy v Hamburgu. Ta je običajno zelo zaseden, a zaradi prvega vala pandemije, ki je ustavil tudi številne znanstvene raziskave, so bili pogoji idealni za množično testiranje potencialnih učinkovin. Najbolj obetavne snovi so preverili še v laboratorijih. Tako so prišli do 11 substanc, ki se zdijo izredno primerne za učinkovito oviranje virusa. Ena med njimi je celo že v 3. fazi kliničnih testiranj prav za zdravljenje covid-19. Po povsem drugi poti jo je kot obetavno že zaznala druga skupina znanstvenikov. To nedvomno potrjuje, da je nova metoda hitro in učinkovita.

Podlaga za nadaljnjo klinično preverjanje

A kot poudarja Dušan Turk, je na tej točki še nemogoče vedeti, ali bo snov, ki je delovala v celični kulturi, dejansko ustrezno delovala na ljudeh. Klinične raziskave so zato odločilne. So pa s to raziskavo razvoj zdravil temeljito pospešili.

"Naša raziskava je na nek način, kot se temu reče, groundbreaking, ker smo uspeli narediti presejalne teste z uporabnimi molekulami ne zgolj s fragmenti [kot je bila dozdajšnja praksa] in jih zdaj niti ni treba med seboj povezati, ampak smo že tako lahko skočili v fazo optimizacije, da ne rečem celo klinične uporabe," je med drugim v pogovoru izpostavil prof. dr. Dušan Turk.

»Majhna ekipa zelo težko naredi velike korake«

V začetku aprila letos, torej dobro leto po začetku raziskav, so svoje izsledke objavili v prestižni reviji Science. Takšne objave so seveda izredno zaželene, saj ugled prestižne revije zagotavlja izreden doseg raziskave, odpira pa tudi številna vrata za prihodnje raziskave in njihovo financiranje. A do tovrstnih objav nikakor ni lahko priti. V tej mednarodni raziskavi so sodelovali tudi slovenski raziskovalci in raziskovalke: Katarina Karničar, Aleksandra Usenik, Jure Loboda in Dušan Turk z Odseka za biokemijo, molekularno in strukturno biologijo Instituta »Jožef Stefan«. Kaj je torej potrebno za tovrstno objavo?

»Do takšne publikacije prideš, če delaš na pravem problemu ob pravem času. To je v Sloveniji zelo težko narediti.« poudarja Dušan Turk. Pri nas je za takšne namene vse premalo denarja, ustrezne infrastrukture, pa tudi fleksibilnosti, ki bi omogočala hitrejše prilagajanje in odzivanje na aktualne (znanstvene) probleme. Na področju, kot je molekularna biologija, je konkurenca v svetu izredna. »Naša ekipa je sicer sorazmerno dobro opremljena,« pravi Turk, »a ne razpolagamo z infrastrukturo, opremo in sredstvi, ki so primerljive s tistimi na zahodu.« Tokratno sodelovanje v odmevni raziskavi je tako plod dolgoletnih povezav in skupnega znanstvenega dela v preteklosti, ki je odprlo vrata tudi k aktualni povezavi. Kajti tovrstne raziskave zahtevajo res veliko vrhunskih znanstvenikov in tudi najmočnejše institucije se morajo povezovati, če naj bo zahtevno delo opravljeno.

Dušan Turk je bil gost oddaje Podobe znanja, v kateri je med drugim podrobno predstavil, kaj so v raziskavi iskali in kako je potekala. Vabljeni k poslušanju.