Кратка информация за изследователя: име, степен, звание, месторабота

Десислава Георгиева Петрова-Антонова, доктор; СУ „Св. Кл. Охридски“, Факултет по математика и информатика, Доцент; Институт GATE, Ръководител на научна група.

С какво се занимавате на работното си място? (Ежедневието на един учен) – проекти, изследвания, …

Най-голямото предизвикателство на работното ми място е проектът „Цифров двойник на града“. Той е свързан с разработване на цифров двойник на Район „Лозенец“ в София като отворена платформа за събиране, интегриране и моделиране на данни, симулиране, анализ и визуализиране на градските процеси и явления. Създаването на цифровия двойник започнахме с изграждането на 3D модел на града, представящ геометрията и семантиката на обектите в него като сгради, пътна инфраструктура, зелени площи, релеф, следвайки утвърден стандарт като CityGML. Подобни модели имат градове като Хелзинки, Виена, Берлин, Сингапур и Ню Йорк. Поставили сме си за задача да помогнем за позиционирането на София сред тези градове. 3D моделът предстои да бъде приложен в конкретни пилотни сценарии. В сферата на градското планиране, например, ще бъде изследван ефектът от построяване на нова сграда върху заобикалящата я среда. В комбинация с изчислителната динамика на флуидите 3D моделът ще бъде използван за симулиране на разпространението на замърсителите на въздуха в зависимост от посоката и скоростта на вятъра и геометрията на сградите. Планираме развитие на 3D модела в следващо ниво на детайлност, при което височините на сградите ще бъдат прецизирани и ще бъдат включени данни за геометрията на покривите. Това ще позволи анализиране на соларния потенциал на сградите.

Бъди спасител на науката:

Ръководител съм и на 2 проекта, финансирани от Фонд „Научни изследвания“ на МОН –  „Иновативни решения с големи данни за интелигентни градове“ и „Цифрово моделиране на пациенти с когнитивни нарушения“.

Като ръководител на работния пакет по комуникация и разпространение на резултатите в проекта GATE, част от ангажиментите ми са свързани с организирането на различни събития, представяния на конференции и форуми, участие в работни срещи със заинтересовани страни.

Какви са научните ви постижения (приноси) и каква е тяхната полза за обществото и икономиката?

Научните ми постижения са пряко свързани с участието в научноизследователски проекти.

Резултат от проекта „Иновативни решения с големи данни за интелигентни градове“ е разработването на индикатори за оценка на производителността на интелигентните градове, които осигуряват количествена оценка на прогреса при реализация на стратегия за интелигентен град, получаване на обратна връзка за ефективността на действащите политики и разбиране на протичащите процеси в града. Главното предизвикателство е как наличните данни, които се отличават с голям обем, разнообразна структура и характер на източниците, да бъдат обработвани и анализирани така, че да се осигури изчисляване на индикатори, които ефективно оценяват производителността на интелигентните градове, и с това осигуряват навременно взимане на решение. Индикаторите за оценка са идентифицирани като фактор в градското планиране от Софияплан – общинско предприятие, което адресира проблемите в градоустройствения план. Съвместно с екипа на Софияплан и с екипа на GATE по проекта „Цифров двойник на града“ ще използваме натрупаното знание по този проект, за да разработим инструмент, подпомагащ градското планиране.

Проектът „Цифрово моделиране на пациенти с когнитивни нарушения“ е фокусиран върху създаване на цифров модел, използващ технологиите за големи данни и изкуствен интелект, за изследване на поведенчески промени при пациенти с доказан когнитивен дефицит. Цифровият модел обхваща причините и тенденциите, които водят до задълбочаване на когнитивния спад в дългосрочен план. Текущ резултат от проекта е разработването на онтология, описваща факторите, които са свързани с диагностиката и терапията на пациенти с болест на Алцхаймер. Тук се включват демографски фактори, определени от възраст, пол, образование, начин на живот, фактори, свързани с резултати от клинични изпитвания, ядрено-магнитен резонанс и когнитивни тестове, фактори, определени от съпътстващи заболявания и др. Онтологията осигурява по-добро разбиране на заболяването и е основа за разработването на методи за по-прецизна диагностика и по-адекватна терапия на пациенти с когнитивни заболявания. Факт е, че този тип заболявания не са лечими, а тяхното забавяне е изключително важно не само за пряко засегнатите хора но и за техните близки, чиято съпричастност и съдействие е фактор в терапията.   

Текущ резултат от проекта „Цифров двойник на града“ е 3D модел на сградите и релефа, който описва характеристиките на сградите от кадастралната карта като етажност, тип и предназначение, както и представя пресичането на основите на сградите с релефа.  Това е първата стъпка към изграждането на 3D модел на града, който ще осигури събиране, структуриране и съхранение на данни в унифициран формат. Предоставянето на данни чрез приложни програмни интерфейси, разбира се при спазване на изискванията за поверителност и конфиденциалност, осигурява възможност на бизнеса да разработват приложения, на  които гражданите са крайни потребители. Подходящ пример е паркирането в синя и зелена зона, които свръх-натоварени в определени часове. Мобилно приложение, което дава информация за свободни паркоместа, би спестило лутането на шофьорите за паркиране в центъра на София, с което биха се намалили и емисиите от автомобилите, замърсяващи въздуха.

Какво ви мотивира да изберете професията на изследовател?

Удовлетворението от решаването на научни пъзели! Изследователската професия е за хора със свободен и творчески дух, който се подчинява само на мистериите на науката. За съжаление времето на Дарвин отмина и повечето от нас не могат да си позволят живота на учените от 19-ти век. Любовта към науката е от съществено значение, но настоящите академични кариерни структури изискват нещо повече от чиста любов.

Да останеш най-интелигентният човек в стаята! Звучи нескромно, но много от учените днес са най-добрите ученици и студенти, свикнали да получават награди на състезания, похвали и признание от своите учители и родители. Влизането в академичния свят ни сблъсква с по-светли умове. Естествена реакция е да се преоцени егото, но желанието да си „най-интелигентния човек в стаята“ надделява и мотивира в професията.

Какво допринесе за развитието ви като изследовател? (обучение, ръководител, проекта, работа в индустрията, стипендия в чужбина, екип, …)

В началото на научната ми кариера се сблъсках с неяснотата и неизвестността – да откриеш всичко сам с минимални напътствия. Няма учебник как да пишем научни публикации със стойностни резултати и как да преподаваме, но някак си се очаква от нас да го овладеем. И нищо не е така просто, както изглежда първоначално.

За развитието ми като изследовател спомогнаха моите ръководители, както в разработването на докторската дисертация, така и в последствие, когато започна академичната ми кариера в СУ „Св. Кл. Охридски“. Това, което получих от тях е свобода, доверие, ценно напътствие и критичност.

Като ключов фактор мога да определя работата ми по научноизследователски проекти. Сложните изследователски проблеми могат единствено да бъдат решени в екип, а да черпиш от опита и знанието на своите колеги води до постигане на по-значими резултати. Участвала съм в екипите на над 20 изследователски проекта, както национални, така и международни. Това ми даде възможност да работя както в мултидисциплинарна, така и в мултикултурна среда, което формира по-широк изследователски мироглед.

Какви проблеми срещат учените във вашата област (за професионалното си развитие и в работата си)?

Няма пряк път за постигане на отлични резултати от научните изследвания, необходими са време и енергия. Всеки изследовател трябва да има висока степен на увереност в своите цели и възможности и не трябва да се отказва лесно дори временно да изглежда, че изследванията стигат до задънена улица. Стремежът към придобиване на нови знания в крайна сметка води до успех. Систематизираното управление на времето и работата са изключително важни, особено когато изследователските задачи трябва да се съчетават с преподаване в университета. Преди всичко, обаче работата със страст, може да изведе изследователя отвъд собствените му възможности.

На всички е известен проблемът в България със заплащането на научноизследователската работа. Интересът към научни постижения и предизвикателството в разработване на нови методи и технологии, най-вече когато те могат да намерят пряко приложение за нуждите на обществото, е това, което ме мотивира. Изключително важно е изследователят непрекъснато да развива опита си с презумпцията, че резултатите от изследването ще бъдат от полза и ще допринесат за напредък в съответната област. Запазването на мотивацията в науката, обаче е предизвикателство. Системата за академична кариера е създадена подобно на компютърна игра, включваща набиране на точки (impact factor, H-index, number of citations), получаване на бонуси (грантови схеми), нива на израстване (асистенти, доценти, професори и т.н.), и за съжаление се мотивираме повече от академични постижения, а не от научни.

В областта на ИКТ, където изследванията се развиват изключително бързо, трябва да сме бързи и активни в завършването на своите изследвания, защото ако периодът от време е твърде дълъг, решението ще бъде намерено от други изследователи. Това в никакъв случай не трябва да бъде за сметка на качеството на изследването. Новите и неизследвани идеи трябва да бъдат доказани експериментално.

И за да подкрепя казаното дотук, ще споделя текущите трудности в проекта „Цифров двойник на града“. Събирането и интеграцията на данни е една от най-трудоемките задачи, предвид тяхната разпокъсаност и разнородност. Освен данни за градската инфраструктура, това са данни за качеството на въздуха, климатични данни, данни за трафика и др. За да се осигури доверие в качеството на данните, е необходимо те да бъдат съхранявани заедно с метаданните им, показващи откъде, как и кога са получени, като се спазват принципите за конфиденциалност, сигурност и лична поверителност. Все още нашето общество не е готово да споделя данни, което затруднява процеса на разработване на нови решения, както от страна на изследователските организации, така и от страна на бизнеса. Едно от направленията в проекта са симулациите на процеси и явления. Текущите изследвания обхващат малък периметър от градската среда. Предизвикателството е как да бъде обхванат по-голям район или цял град.

Какво, според Вас, трябва коренно да се промени в България по отношение на науката?

На първо място трябва да се преразгледа отношението към науката в обществото като цяло. Науката е мощно средство за обяснение на света и решаване на проблеми, с които нашето общество се сблъсква ежедневно. Нейна същностна характеристика е динамичният ѝ характер, а именно тя постоянното преразглежда и преоценява съществуващото знание. Всяка научна теория е под въпрос, когато се появят нови доказателства, които оспорват нейната валидност. Всеки един от нас е потребител на медицински постижения и съвременни технологични решения, които са възникнали в резултат от развитието на научните знания. Затова трябва да се научим да уважаваме работата на изследователя и да опитаме да възстановим авторитета на изследователските институции.

На следващо място е финансовото измерение на труда. Ниското заплащане е причина младите хора да търсят други алтернативи, което е особено осезаемо в областта на ИКТ. Така например, докторантите в нашата катедра работят в софтуерни компании, за да обезпечат финансово живота си, но това всъщност ги разфокусира от изследователската работа по дисертацията.  Това от своя страна води до по-бавно постигане на научни резултати и създава риск от прекъсване на докторантурата. Дори и след получаване на докторска степен младите хора не остават в научните среди.  Вариант за решение на този проблем е създаването на възможности за съвместни докторантски програми с индустрията и бизнеса, при което науката ще придобие по-приложен характер и ще стане по-атрактивна за младото поколение изследователи.

Трябва ли да се говори за наука и защо?

За наука категорично трябва да се говори, защото продуктът от нея е новото знание. Тя е инструмент за изследване и иновации. Практически погледнато науката е тази, която осигурява възможности за задоволяване на човешките потребности и подобрява качеството на живот. Намирането на лечение за тежки болести и чистите и възобновяеми енергийни източници са само два актуални примера. Науката отдавна е разпозната като двигател на икономическия растеж, който осигурява висока възвръщаемост на инвестициите. През последните години тя придоби и друга важна роля – да открива начини за рационално използване на природните ресурси, за да се гарантира тяхната устойчивост и устойчивото развитие на човечеството.