Bolygókeletkezésre utaló forgószelet figyelt meg a CSFK csillagásza vezette nemzetközi kutatócsoport

A Leideni Egyetem és az ELKH CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet (CSFK Csillagászati Intézet) csillagásza, Varga József vezeti azt a nemzetközi kutatócsoportot, amely a magyar közreműködéssel felépített chilei MATISSE műszer segítségével gázból és porból álló örvényt fedezett fel egy fiatal csillag körül. A kutatók szerint lehetséges, hogy a forgószélben egy születőfélben lévő bolygó is megbújik. A vizsgált HD 163296 jelű égitest egy sokat tanulmányozott fiatal csillag, amely a Földtől 330 fényév távolságra, a Nyilas csillagképben helyezkedik el. Korábban a csillag körül már három nagy exobolygó jelenlétére is találtak bizonyítékot, de azok jóval távolabb találhatók a most felfedezett negyedik, feltételezett bolygónál.

A kutatók 2019 márciusában és júniusában végzett észleléseik során a csillag körüli porkorong belső részét figyelték meg távcsöveikkel, amikor egy, a mi Napunk és a Föld közötti távolság mintegy harmadát kitevő méretű, meleg porszemcsékből álló gyűrűt észleltek. Meglepte őket, hogy a gyűrű egyik oldala sokkal fényesebb, mint a többi része. Ezt követően a korábbi mérésekkel összehasonlítva arra a következtetésre jutottak, hogy ez a fényes csomó kering a csillag körül, hozzávetőleg egy hónapos keringési idővel. A csillagászok számítógépes szimulációkkal is ellenőrizték azt a feltevésüket, miszerint ez a meleg porból álló csomó valójában egy örvény lehet. Az ilyen örvényekben nagyobb az anyag (gáz és por) sűrűsége és nyomása, mint a gyűrű többi részén, ami a jelenlegi bolygókeletkezési elméletek szerint tökéletes feltételeket teremt egy új planéta születéséhez. Egy bolygó kialakulásához ugyanis eredetileg a füsthöz hasonló apró szemcsékből álló porszemek kellenek. A porszemek összetapadnak, így egyre nagyobb szemcséket alkotnak, míg végül a gravitációs vonzás hatására bolygóvá állnak össze. A bolygókeletkezés folyamata számos ponton még nem tisztázott, ám a mostanihoz hasonló felfedezések közelebb visznek minket a Földhöz hasonló bolygók születésének a megértéséhez.

A HD 163296 csillag körüli porgyűrű vázlatos képe infravörös fényben. A jobb felső részen látható fényes rész az a feltételezett örvény, ahol egy új bolygó keletkezhet. (©) J. Varga et al.

A kutatók a felfedezéshez vezető megfigyeléseiket a MATISSE-szal (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment – Többapertúrás Középinfravörös Spektroszkópiai Kísérlet) végezték. Ez a VLTI (Very Large Telescope Interferometer – Nagyon Nagy Teleszkóp Interferométer), ami a chilei Paranal hegyen elhelyezkedő Európai Déli Obszervatórium csillagvizsgálójában található távcsőhálózat újgenerációs műszere. A VLTI négy távcső fényét egyesíti, ennek köszönhetően egy akár 200 méteres átmérővel rendelkező virtuális távcsövet hoz létre. Ez azért szükséges, mert önmagukban még a mai legnagyobb, 10 méteres átmérőjű tükrös távcsövek sem tudnák felbontani a most felfedezett csillagkörüli gyűrűt, több távcső fényének egyesítésével viszont – a felbontás megnövelésével – ez lehetségessé válik. A MATISSE műszer a gyűrűben lévő por által hősugárzásként kibocsátott infravörös fényt érzékeli.

A MATISSE műszer az Európai Déli Obszervatórium (ESO) Paranal Obszervatóriumában található. (©) J. Varga et al.

A MATISSE nevű műszert nagyrészt francia, német, holland és osztrák kutatóintézetek együttműködésében építették, de létrehozásában részt vettek a CSFK Csillagászati Intézet mérnökei is. A magyar mérnöki hozzájárulás része volt többek között a műszer hőtani szimulációja az abszolút nulla fok közelében működő motorok által okozott hőterhelésre vonatkozólag, egy műszeregység kalibrációs kamerájának a megtervezése és Magyarországon történő legyártása, valamint a MATISSE szállítása során fellépő esetleges rezgések kiszámítása. A műszert 2017–2018 fordulóján szerelték fel a chilei távcsőrendszerre, és 2018-ban látta meg az „első fényt”, azaz ekkor irányították rá először egy égi objektumra. A magyar műszaki teljesítmény elismeréseként a CSFK Csillagászati Intézet kutatói garantált megfigyelési lehetőséget kaptak a műszeren, ennek keretében a nagy fényességváltozásokat mutató, úgynevezett eruptív fiatal csillagok vizsgálatát végezhetik el. Emellett Varga József, a CSFK csillagásza – aki jelenleg a Leideni Egyetemen dolgozik a MATISSE-csoport nemzetközileg elismert szakértőjeként – holland kollégáival együtt részt vesz a MATISSE csillagkeletkezést kutató nagy programjában. Ennek a nagy jelentőségű kutatásnak az első eredménye a HD 163296 csillag körüli korongban születő forgószél felfedezése.

A szerző az Európai Déli Obszervatórium (ESO) Paranal Obszervatóriumában, a VLTI egyik távcsöve előtt. (©) J. Varga et al.

A csillagászok számára a MATISSE-konzorcium első, valódi tudományos eredménye további csillagkeletkezési kutatások kezdetét jelenti. Egyik céljuk, hogy még több olyan csillagrendszert tanulmányozzanak, ahol a fiatal csillagot por- és gázkorong veszi körül, és ezáltal még jobban megértsék a Földhöz hasonló bolygók kialakulásának folyamatát. A kutatásban továbbra is részt vesz a CSFK Csillagászati Intézet Ábrahám Péter vezette kutatócsoportja is, amelynek munkáját az NKFIH négyéves alapkutatási pályázata segíti.

Az új eredményekről szóló cikket már elfogadta az Astronomy & Astrophysics szakfolyóirat; a publikáció, amelynek szerzőlistáján Varga József neve mellett két további magyar csillagász is szerepel, hamarosan megjelenik.

 

A cikk elérhetősége:

The asymmetric inner disk of the Herbig Ae star HD 163296 in the eyes of VLTI/MATISSE: evidence for a vortex? J. Varga et. al., közlésre elfogadva az Astronomy & Astrophysics folyóiratban.

Eredeti: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202039400

Szabad elérhetőség (angol nyelvű): https://arxiv.org/abs/2012.05697v1

Kapcsolat: Varga József; varga@strw.leidenuniv.nl

 

Elhunyt Gyulai József fizikus, az MTA rendes tagja

Méltósággal viselt, hosszú, súlyos betegség után 2021. február 12-én elhunyt Gyulai József Széchenyi-díjas fizikus, az MTA rendes tagja, a BME professor emeritusa, Hódmezővásárhely díszpolgára. A tudósnemzedékek nevelőjét 88. életévében érte a halál.

Életének 88. évében hosszú, méltósággal viselt súlyos betegség után 2021. február 12-én elhunyt Gyulai József, Széchenyi-díjas fizikus, az MTA rendes tagja. A nemzetközileg ismert és elismert tudós, kutató nemzedékek nevelője a BME professzor emeritusa és szeretett szülővárosa, Hódmezővásárhely díszpolgára volt, kiváló fizikus, akitől a mérnöki gondolkodás sem állt távol.
A széles körű szakismerettel felvértezett kutató sokoldalú polihisztor, általános vélemény szerint igazi reneszánsz ember volt. Már gyerekkorában megnyilvánult kiváló nyelvérzékét, német, angol, francia majd az orosz nyelvtudását kiválóan kamatoztatta kutatói pályáján a nemzetközi kapcsolatépítésben. Műveltségével, sokoldalúságával és előadó stílusával hallgatóságát az egyetemi előadóteremben és a társasági életben egyaránt lenyűgözte. Több költeményével aratott sikert az életéről készült portréműsorokban, interjúkban és életrajzi kötetében, számos kompozíciójával gazdagította előadóművészek és zenekarok repertoárját. Kevesen tudják róla, hogy Arany János Walesi bárdok c. művét egyebek közt ő is átültette angolra kivívva még a walesi-ek elismerését is.

Gyulai József (1933–2021) Fotó: mta.hu

Gimnáziumi tanulmányait szülővárosában végezte, de tehetséges diákként ezzel párhuzamosan a szegedi konzervatóriumban zongorázni és klasszikus zeneszerzést tanult. Matematikai, természettudományos érdeklődése végül mégis a Szegedi Tudományegyetem középiskolai fizika-matematika tanári szakára vonzotta. A komponálást azonban később is folytatta. Tanári diplomájával másfél évig tanított Hódmezővásárhelyen, majd a forradalom után legendás fizika professzora, Budó Ágoston akadémikus segítségével sikerült állást kapnia Alma Materében, ahol az akkoriban új területnek számító félvezető kutatással, a vegyületfélvezetők fotoelektromos viselkedésének kísérleti tanulmányozásával foglalkozott. Első publikációiban a GaP-ban áram-oszcillációt okozó diszkrét szintek kimutatását ismertette. Kandidátusi kutatás keretében fél évig ezt a munkát folytatta 1964-ben a leningrádi IPAN intézetben is.

Kutatói pályája, de talán egész élete nagy fordulópontját az jelentette, mikor mentora egyéves ösztöndíjat szerzett neki az az Egyesült Államokban, ami az akkori Magyarországon abszolút ritkaságszámba ment. Bemutatkozó leveleire elsőként Jim Mayer reagált a Caltech-ről, Pasadenából, akinek detektor-kutatásai ismertek voltak a pályázó előtt. 1969 végén kezdte a nemzetközi Mayer-csoport ion-implantációs és Rutherford Visszaszórásos Spektrometriai (RBS) csoportjában kutatásait. Bevallása szerint ez volt életének legtermékenyebb időszaka. Kollégái később a terület meghatározó kutatólaborjának és gyártóvállalatainak vezető munkatársai lettek. Ezidőtájt futottak fel többek között a Mayer-csoport szilícium Van de Graaff gyorsítóra épülő szerkezetkutatási eredményeit hasznosító integrált áramköri technológiai fejlesztések. Ipari igényekre válaszul dolgozták ki az implantált adalékok és a rácskárosodás mélységi eloszlásának mérésére a channeling módszert.

Hazatérése után indultak meg a KFKI-ban a félvezetőkhöz kapcsolódó anyagtudományi kutatások és analitikai fejlesztések, elsősorban az ionimplantáció kutatása és az ionimplantációs berendezés építés. Az eredményeket – beleértve a SAFI ionimplantert is – az újpesti Mikroelektronikai Vállalat gyártósorában hasznosították. 1974-ben a vasfüggöny mögött egyedülálló együttműködési program indulhatott a National Science Foundation és a Magyar Tudományos Akadémia között, melynek keretében több hazai fiatal kapott lehetőséget az USA-ban kutatói tapasztalatcserére. Eredményeiket, az implantációval amorfizált Si réteg epitaxiális visszanövesztését sekély p-n-átmenetek csatornázás-mentes kialakításánál máig alapeljárásként használja a félvezető ipar. Később is számos vendégprofesszori meghívást kapott, egyebek közt kutatott és tanított a Cornell Egyetem (Ithaca, NY) Anyagtudmányi Központjában, a Université Paris 7 Groupe de Physique des Solides laboratóriumában, éveken át a Friedrich-Alexander Universität és a német Fraunhofer Institut für Integrierte Systeme (Erlangen) félvezető eszközfizikai laboratóriumában, majd az Osakai Egyetem Center for Quantum Science and Technology under Extreme Conditions csoportjában.

1978-ban alapító szervezője volt az Ion Beam Modification of Materials konferencia sorozatnak Budapesten, és ő elnökölhette a terület három nagy konferenciájának mindegyikét, mint a “Kaiserlich-Königliche Böhmische Physikalische Gesellschaft” alapító prominense. Kedvelt meghívott előadója volt szakmai konferenciák sorának és iskoláknak (Continuing Education Institute, NATO schools). A hazai mikroelektronikai eszközkutatás kiemelkedő személyiségének meghatározó szerepe volt a nanotudomány hazai megindításában is. Inicializálta a pásztázó szondás módszerek hazai meghonosítását nanoszerkezetek vizsgálatára és nanoszerkezetek irányított módosítására, tervezett létrehozására. Szakmai karrierje során több mint 400 tudományos közleményt, 3 alapművet, 11 könyvfejezetet publikált és 13 szabadalom társszerzője volt.

Gyulai József 1992-től 2004-ig volt az MTA KFKI Anyagtudományi Intézet, majd az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet igazgatója, 1993-tól 1995-ig a Bay Zoltán Anyagtechnológiai Intézet alapító igazgatója, 1989–től nyolc éven át a BME Kísérleti Fizikai Tanszék vezetője. 1999-ben az MTA Műszaki Tudományok Osztálya elnökhelyettese, majd 2005-ben és 2008-ban elnöke lett. Alapításától 2010-ig a European Materials Research Society végrehajtó bizottságának tagja volt, vezető tisztségeket viselt a IUVSTA és IUPAP szervezetében is. Az Academia Europaea 2016-ban választotta tagjává. A Miskolci egyetem és a Pannon Egyetem díszdoktora, a Magyar Mérnökakadémia tagja, az Eötvös Loránd Fizikai Társulat tiszteletbeli elnöke, a Gábor Dénes-díj kuratóriumi elnöke, több szakmai társaság és egyesület vezetőségi tagja volt. Számos szakmai elismerés (Akadémiai díj, Príma díj, Gábor Dénes díj, „Radiation Effects in Matter” érem) és magas állami kitüntetés, a (Magyar Érdemrend középkeresztje a csillaggal) birtokosa.
Hosszú, boldog házasságban élt, családját, feleségét és leányát rajongásig szerette. Munkatársai tapintatáért, empatikus vezetési stílusáért kedvelték, a köztük lévő tudásbeli szakadékot támogató hozzáállásával, közvetlenségével, figyelmességével hidalta át. Melegszívű embert és szeretett igazi barátot ragadott el tőlünk a végzet.

Halála pótolhatatlan vesztesége a hazai tudóstársadalomnak és felsőoktatásnak. Emlékét örökre megőrizzük!

Bársony István, az MTA rendes tagja
Biró László Péter, az MTA rendes tagja

Az ÖK-ban természetvédelmi kutatásokat végző PhD-hallgató citizen science módszer alkalmazásával keres új megoldásokat a hazai közutakon bekövetkező vadállatgázolások kivédésére

Borza Sándor biológus, a Debreceni Egyetem PhD-hallgatója, az ELKH Ökológiai Kutatóközpontban végez természetvédelmi kutatásokat a Kooperatív Doktori Program keretében. A PhD-hallgató egy új projektet kezdeményez a vadállatok gázolásával kapcsolatos helyzet felmérésére. Célja, hogy új megoldásokat találjon a probléma kezelésére, melyekkel csökkenthető a természetvédelmi kár és az anyagi veszteség.

A projekt az Ökológiai Kutatóközpont munkatársainak, köztük Godó Laura tudományos segédmunkatárs, Valkó Orsolya kutatócsoport-vezető (Lendület Vegetáció és Magbank Dinamikai Kutatócsoport) és Deák Balázs tudományos tanácsadó, témavezető mentorálásával valósul meg.

A citizen science – lakossági tudományos – kampányban a kutató arra kéri a lakosságot, hogy osszák meg közúti tapasztalataikat, véleményüket, javaslataikat az állatok gázolásával kapcsolatban. A felmérésben az ezen a linken elérhető kérdőív kitöltésével lehet részt venni.

Az állatok gázolásával kapcsolatos első célzott vizsgálatot egy angol kutató végezte el 1935-ben, ekkor 6400 kilométernyi útszakaszt felmérve összesen 940 elütött madár tetemére bukkant.  Egy friss, 2020-as publikáció szerint az európai utakon a gázolás áldozatává váló madarak becsült száma évente körülbelül 194 millió egyedre tehető, míg az emlősöké 29 millióra. Egy másik tanulmány szerint évente több mint 400 millió gerinces állat pusztul el világszerte az utakon. 1978-tól kezdődően hazánkban is végeztek ilyen irányú tanulmányokat, de a legátfogóbb kutatás óta majdnem 15 év telt el, így aktuálissá vált a téma napirendre vétele.

A közutak fejlesztése iránt rendkívül nagy az igény a társadalom és a gazdaság részéről, ugyanakkor annak is fontos szempontnak kell lennie, hogy a sűrűsödő úthálózat és a növekvő forgalom lehetőség szerint ne károsítsa az állatvilágot és a természetet.

A kutatók célja túlmutat a probléma felmérésén, vagyis az elgázolt állatfajok felsorolásán és számszerűsítésén. A kitöltött kérdőívek és saját vizsgálati eredményeik segítségével javaslatokat szeretnének tenni a probléma kezelésére, melyekkel csökkenthető a természetvédelmi kár és az anyagi veszteség.

Szegedi kutatók legfejlettebb mesterséges intelligencián alapuló egyedülálló új eljárása lehetővé teszi az agysejtek működésének minden eddiginél alaposabb vizsgálatát

Napjainkban az élettudományi kutatások területén egyre nagyobb hangsúly helyeződik a sejtek egyedi tulajdonságainak feltérképezésére. Ennek azért van rendkívül nagy jelentősége, mert a különféle szervek és szövetek építőköveinek egyedi jellemzői fontos információkkal szolgálnak a hibás működések hátterének jobb megismeréséhez, illetve a kórfolyamatok mielőbbi felismeréséhez. A Szegedi Biológiai Kutatóközpont és a Szegedi Tudományegyetem kutatói a világon egyedülálló új módszert dolgoztak ki az agysejtek élettani működésének vizsgálatára. Saját fejlesztésű, mesterséges intelligenciával vezérelt, automatizált mikroszkóprendszerükkel képesek az élő szövetmintán belül bármilyen sejtet megtalálni, az előzetesen definiált jellemzőkkel rendelkező sejteket stimulálni, továbbá a válaszfolyamatok rögzítése révén biológiai információkat gyűjteni. A most kidolgozott módszer új távlatokat nyithat olyan világszerte elterjedt betegségek korai diagnosztikájában, illetve kórfolyamatainak megértésében, mint az Alzheimer-kór vagy a Parkinson-kór, ezzel is támogatva a hatékony terápiák kifejlesztését.

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózathoz tartozó Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biológiai képfeldolgozó és gépi tanulási munkacsoportja dr. Horváth Péter bioinformatikus vezetésével,  valamint dr. Tamás Gábor neurobiológus professzor, a Szegedi Tudományegyetem Agykérgi Neuronhálózatok Kutatócsoportjának vezetője több éve dolgoznak együtt olyan rendszermikroszkópiai megoldásokon, amelyek új utakat nyitottak az egyedi sejtek vizsgálatában. Legújabb fejlesztésük az Autopatcher névre hallgató, mesterséges intelligencia segítségével működő elektrofiziológiai eljárás, amelyet a nagy presztízsű Nature Communications folyóiratban ismertettek február 10-én. A módszer több tekintetben is egyedülálló: a sejtvizsgálatok natív (festés vagy egyéb jelölés nélküli) agyszöveti mintákon történnek, gépi látás és mesterséges intelligencia felhasználásával. A mélytanulási algoritmusokra épülő, több ezer kép elemzése alapján kidolgozott szoftver a kamerakép alapján képes a mikroszkópba integrált mikropipetta helyének automatikus meghatározására, valamint a pipetta precíz mozgatására, és ennek révén a célsejtek automatikus felismerésére, illetve a célzott sejtek térbeli elmozdulásának észlelésére. A mesterséges intelligenciával vezérelt rendszer a vizsgálat céljától függően minden egyes célsejtet úgy választ ki, hogy a mérés sikeressége a lehető legnagyobb legyen. Az új technológia hozzájárul többek között új emberi sejttípusok felfedezéséhez vagy az agyi idegsejtek kapcsolatainak részletes megismeréséhez. Tamás Gábor professzor hasonló módszerrel fedezett fel korábban egy új emberi agysejttípust, így a most kifejlesztett új eljárás további nagy jelentőségű felfedezések reményét vetíti előre.

Gépi látás és automatizálás

A gépi tanulásra – vagyis mesterséges intelligenciára, illetve ennek egyik válfajára, az úgynevezett mélytanulásra (deep learning) – épülő algoritmusok a mikroszkóprendszerbe épített kamera képei alapján vezérlik a mikropipettát. Ez az úgynevezett gépi látás az emberi szemnél jóval precízebb, mikrométer pontosságú célzást biztosít. A gépi tanulás fázisa után a rendszer már az ismeretlen agyszöveti mintában is képes felfedezni a meghatározott sejttípusokat. A kiválasztott sejt membránjához irányított pipettába épített miniatűr elektróda egyenként képes ingerelni a sejteket. A finoman szabályozható stimulációra adott válaszreakció követésével fontos információk nyerhetők az élettani sejtaktivitásról anélkül, hogy a beavatkozás károsítaná a sejtet. Más esetekben a pipettába épített légnyomás-szabályozó rendszer segítségével akár a sejtmag és a citoplazma eltávolítására, ez alapján pedig molekuláris egysejt-analízisre is lehetőség van, ami például génszekvenálással összekapcsolva fontos genetikai információforrás lehet – magyarázza dr. Koós Krisztián, a kutatócsoport által publikált közlemény első szerzője. A kutatómunka és a mikroszkóprendszer fejlesztésének távlati alkalmazási lehetőségei szintén komoly potenciált hordoznak: új alapokra helyezheti például a gyógyszer-kipróbálásokat azáltal, hogy lehetővé teszi a sejtszintű gyógyszerhatások követését az élő szövetmintán. Újabb mikropipetta beépítésével a rendszer lehetőséget teremthet az idegsejtek közötti kapcsolatok újszerű vizsgálatára: a stimulációra adott sejtválasz karakterisztikájának meghatározására, az ingerületterjedés befolyásolásának elemzésére.

Jelölés nélküli, precíz sejtanalízis

A sejtek jelölés nélküli (label-free) vizsgálata a szegedi fejlesztés szintén fontos újítása. A sejttípusok azonosítására széles körben használt festési eljárások (pl. fluoreszcens festés) az élő szövetekben szükségképpen a sejtek pusztulását okozzák, így a sejtműködéssel kapcsolatos vizsgálatokat eleve kizárják. Léteznek ugyan másféle, kevésbé drasztikus sejtjelölési eljárások is (pl. génmódosításon alapuló fluoreszcens sejtjelölési módszerek), ezek alkalmazása azonban számos sejttípus esetében nem megoldható. A natív (festés nélküli) sejtvizsgálat tehát számos olyan hátrányt kiküszöböl, ami eddig gátat szabott az egyes sejtek vizsgálatának.

Az automatizált rendszermikroszkóp működését jól szemlélteti ez a videó.

A rendszer megtervezi a pipetta útvonalát, amelyen haladva a célsejtet megközelíti, az esetleges akadályokat pedig kikerüli. (Forrás: Nature Communications)

Szegedi kutatók legfejlettebb mesterséges intelligencián alapuló egyedülálló új eljárása lehetővé teszi az agysejtek működésének minden eddiginél alaposabb vizsgálatát

Napjainkban az élettudományi kutatások területén egyre nagyobb hangsúly helyeződik a sejtek egyedi tulajdonságainak feltérképezésére. Ennek azért van rendkívül nagy jelentősége, mert a különféle szervek és szövetek építőköveinek egyedi jellemzői fontos információkkal szolgálnak a hibás működések hátterének jobb megismeréséhez, illetve a kórfolyamatok mielőbbi felismeréséhez. A Szegedi Biológiai Kutatóközpont és a Szegedi Tudományegyetem kutatói a világon egyedülálló új módszert dolgoztak ki az agysejtek élettani működésének vizsgálatára. Saját fejlesztésű, mesterséges intelligenciával vezérelt, automatizált mikroszkóprendszerükkel képesek az élő szövetmintán belül bármilyen sejtet megtalálni, az előzetesen definiált jellemzőkkel rendelkező sejteket stimulálni, továbbá a válaszfolyamatok rögzítése révén biológiai információkat gyűjteni. A most kidolgozott módszer új távlatokat nyithat olyan világszerte elterjedt betegségek korai diagnosztikájában, illetve kórfolyamatainak megértésében, mint az Alzheimer-kór vagy a Parkinson-kór, ezzel is támogatva a hatékony terápiák kifejlesztését.

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózathoz tartozó Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biológiai képfeldolgozó és gépi tanulási munkacsoportja dr. Horváth Péter bioinformatikus vezetésével,  valamint dr. Tamás Gábor neurobiológus professzor, a Szegedi Tudományegyetem Agykérgi Neuronhálózatok Kutatócsoportjának vezetője több éve dolgoznak együtt olyan rendszermikroszkópiai megoldásokon, amelyek új utakat nyitottak az egyedi sejtek vizsgálatában. Legújabb fejlesztésük az Autopatcher névre hallgató, mesterséges intelligencia segítségével működő elektrofiziológiai eljárás, amelyet a nagy presztízsű Nature Communications folyóiratban ismertettek február 10-én. A módszer több tekintetben is egyedülálló: a sejtvizsgálatok natív (festés vagy egyéb jelölés nélküli) agyszöveti mintákon történnek, gépi látás és mesterséges intelligencia felhasználásával. A mélytanulási algoritmusokra épülő, több ezer kép elemzése alapján kidolgozott szoftver a kamerakép alapján képes a mikroszkópba integrált mikropipetta helyének automatikus meghatározására, valamint a pipetta precíz mozgatására, és ennek révén a célsejtek automatikus felismerésére, illetve a célzott sejtek térbeli elmozdulásának észlelésére. A mesterséges intelligenciával vezérelt rendszer a vizsgálat céljától függően minden egyes célsejtet úgy választ ki, hogy a mérés sikeressége a lehető legnagyobb legyen. Az új technológia hozzájárul többek között új emberi sejttípusok felfedezéséhez vagy az agyi idegsejtek kapcsolatainak részletes megismeréséhez. Tamás Gábor professzor hasonló módszerrel fedezett fel korábban egy új emberi agysejttípust, így a most kifejlesztett új eljárás további nagy jelentőségű felfedezések reményét vetíti előre.

Gépi látás és automatizálás

A gépi tanulásra – vagyis mesterséges intelligenciára, illetve ennek egyik válfajára, az úgynevezett mélytanulásra (deep learning) – épülő algoritmusok a mikroszkóprendszerbe épített kamera képei alapján vezérlik a mikropipettát. Ez az úgynevezett gépi látás az emberi szemnél jóval precízebb, mikrométer pontosságú célzást biztosít. A gépi tanulás fázisa után a rendszer már az ismeretlen agyszöveti mintában is képes felfedezni a meghatározott sejttípusokat. A kiválasztott sejt membránjához irányított pipettába épített miniatűr elektróda egyenként képes ingerelni a sejteket. A finoman szabályozható stimulációra adott válaszreakció követésével fontos információk nyerhetők az élettani sejtaktivitásról anélkül, hogy a beavatkozás károsítaná a sejtet. Más esetekben a pipettába épített légnyomás-szabályozó rendszer segítségével akár a sejtmag és a citoplazma eltávolítására, ez alapján pedig molekuláris egysejt-analízisre is lehetőség van, ami például génszekvenálással összekapcsolva fontos genetikai információforrás lehet – magyarázza dr. Koós Krisztián, a kutatócsoport által publikált közlemény első szerzője. A kutatómunka és a mikroszkóprendszer fejlesztésének távlati alkalmazási lehetőségei szintén komoly potenciált hordoznak: új alapokra helyezheti például a gyógyszerkipróbálásokat azáltal, hogy lehetővé teszi a sejtszintű gyógyszerhatások követését az élő szövetmintán. Újabb mikropipetta beépítésével a rendszer lehetőséget teremthet az idegsejtek közötti kapcsolatok újszerű vizsgálatára: a stimulációra adott sejtválasz karakterisztikájának meghatározására, az ingerületterjedés befolyásolásának elemzésére.

Jelölés nélküli, precíz sejtanalízis

A sejtek jelölés nélküli (label-free) vizsgálata a szegedi fejlesztés szintén fontos újítása. A sejttípusok azonosítására széles körben használt festési eljárások (pl. fluoreszcens festés) az élő szövetekben szükségképpen a sejtek pusztulását okozzák, így a sejtműködéssel kapcsolatos vizsgálatokat eleve kizárják. Léteznek ugyan másféle, kevésbé drasztikus sejtjelölési eljárások is (pl. génmódosításon alapuló fluoreszcens sejtjelölési módszerek), ezek alkalmazása azonban számos sejttípus esetében nem megoldható. A natív (festés nélküli) sejtvizsgálat tehát számos olyan hátrányt kiküszöböl, ami eddig gátat szabott az egyes sejtek vizsgálatának.

Az automatizált rendszermikroszkóp működését jól szemlélteti ez a videó.

A rendszer megtervezi a pipetta útvonalát, amelyen haladva a célsejtet megközelíti, az esetleges akadályokat pedig kikerüli. (Forrás: Nature Communications)

A BTK vezetésével megvalósult projekt keretében korszerűsítették Engel Pál középkori Magyarországról készített digitális atlaszát

Az ELKH Bölcsészettudományi Kutatóközpont Történettudományi Intézetének az Árpád-ház Program keretében végzett kutatásaira támaszkodva megújították Engel Pál Magyarország középkori településtörténetéről húsz évvel ezelőtt CD-ROM-on kiadott adatbázisát.  Az elmúlt két évtized számítástechnikai fejlődése elengedhetetlenné tette a program futtatását biztosító térinformatikai környezet korszerűsítését, így e nagy jelentőségű adatbázis immár egy futtatóprogram letöltésével bárki számára interneten is elérhető. A szoftver használati útmutatója itt olvasható.

Az adatbázis eredetileg az OTKA és az Akadémiai Kutatási Pályázatok támogatásával készült az MTA Történettudományi Intézetében 1993–2001 között. A digitális atlasz a Magyar Királyság részletes térképét mutatja be a középkor végén, azaz az 1500-as évek körüli évtizedekben. Megtalálható rajta minden olyan település – város, mezőváros, falu, puszta, vár, kolostor –, amely akkoriban létezett, és amelynek a fekvését legalább hozzávetőlegesen meg lehetett állapítani (összesen több mint 23.000 egység). A fontosabb vizeken és a megyehatárokon kívül feltünteti a jelentősebb királyi, egyházi és világi földbirtokok határait is, az 1498. évi állapot szerint. A térképhez részletes leíró adatbázis kapcsolódik, amely a megjelölt településekre vonatkozó legfontosabb adatokat tartalmazza.

Most a teljes anyag a mai követelményeknek megfelelő térinformatikai környezetbe került át, mind a korszerű futtatóprogramot, mind az adatbázis továbbfejlesztését – az első kiadáshoz hasonlóan – a Térinfo Bt. végezte. A megújult adatbázis változatlan eredeti tartalom mellett számos fejlesztést, új elemet tartalmaz: beépült az OpenStreetMap, így az automatikusan megnyílik; belekerült az SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) domborzati modell; új térképként jeleníthetők meg az egyes korok között végbement birtokosváltozások; pontosabb lett az adatbázis geometriája; teljesen megújult az adatbázist futtató térinformatikai környezet.

Engel Pál: Magyarország a középkor végén. Digitális térkép és adatbázis a középkori Magyar Királyság településeiről. ELKH Bölcsészettudományi Kutatóközpont, Budapest, 2020

 

A fejlesztés az Árpád-ház Program támogatásával valósult meg:

e-ÁRPÁD (A Kárpát-medence Árpád-kori internetes adatbázisa) és a középkori Magyarország digitális atlasza (Árpád-ház Program III.2.)

Projektvezető: Szentpéteri József (ELKH BTK Történettudományi Intézet)

Baktériumok mindenhol – A földtudomány, a mikrobiológia és a fizika kutatóinak összefogásával újszerű módon vizsgálták a cseppkőképződés mechanizmusát

Az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat, az Eötvös Loránd Tudományegyetem és a Pannon Egyetem kutatóinak együttműködése újabb publikációt eredményezett a világ egyik vezető multidiszciplináris folyóiratában, a PLOS ONE-ban.

Demény Attila akadémikus, az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földtani és Geokémiai Intézetének (CSFK FGI) igazgatója és kutatócsoportja néhány évvel ezelőtt figyelt fel egy furcsa jelenségre a cseppkövek stabilizotóp-geokémiai adatainak, a cseppkövekbe zárt oldatzárványok hidrogén- és oxigénizotópos arányainak tanulmányozása közben. Azt találták, hogy a cseppkövek apró, néhány mikrométer nagyságú üregeibe zárt oldatok nem őrzik meg a csepegővízre jellemző 18O/16O arányt, hanem jelentős 16O-dúsulást mutatnak (Demény et al., 2016a). A kutatók szerint a csepegővíz összetételétől való eltérést egy korábban fel nem ismert karbonáttípus, az amorf kalcium-karbonát („ACC”) kiválása okozza, ami a kristályszerkezettel rendelkező kalcium-karbonáttá, kalcittá történő átkristályosodás során a bezárt oldat H2O molekuláival kicseréli a 18O és 16O izotópokat (Demény et al., 2016b). A jelenség megértésében a következő kérdés az volt, hogy vajon mi hozza létre az amorf kalcium-karbonát kiválását, és hogy az miért marad hetekig, vagy akár hónapokig stabil a cseppkő felületén, miközben a laboratóriumi körülmények között kicsapatott amorf karbonát percek alatt kikristályosodik?

Ekkor találtak egymásra a földtudomány és a biológia kutatói, mivel felmerült annak a lehetősége, hogy a cseppkövek felületén élő baktériumok lehetnek felelősek az amorf anyag kiválásáért. Az NKFI FK123871-es projekt keretében Enyedi Nóra és Makk Judit, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Mikrobiológiai Tanszékének kutatói, illetve Németh Péter, a Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézetének kutatója részletesen vizsgálta a Baradla-barlangból gyűjtött baktériumtörzseket, valamint a mikrobiológiai laboratóriumban tenyésztett baktériumok által kiválasztott karbonát ásványtani jellemzőit. A karbonát morfológiai és szerkezeti elemzése mellett a mikrobiológiai vizsgálatok látványosan mutatják a zsírsavakban gazdag bakteriális szerves burok stabilizáló hatását. A kutatócsoport a Nature folyóiratcsaládhoz tartozó Scientific Reports folyóiratban publikálta az eredményeket.

Laboratóriumban tenyésztett baktériumok felszínén létrejött karbonátkiválás (fekete nyilak).

A barlangi karbonátképződményekkel foglalkozó szerteágazó kutatómunka egy másik aspektusát a „kapcsolt izotópok” geokémiája jelenti, amely a karbonátképződmények keletkezésének hőmérsékletét adhatja meg. A karbonát vizes oldatból történő kiválása során az oldatban levő oldott szén iontípusai (oldott CO2, H2CO3, CO32–, HCO3) egymással dinamikus egyensúlyba kerülnek, az 18O és 16O izotópok kicserélődésével elméletileg az adott hőmérsékletre jellemző megoszlás áll be a különböző komponensek között. A termodinamikai egyensúllyal szemben viszont a szén és az oxigén nehéz izotópjai (13C és 18O) preferenciálisan kapcsolódnak össze, és a könnyű izotópokhoz képest fennálló nagyobb kötéserősség miatt nem válnak szét. Minél nagyobb a képződési hőmérséklet, annál könnyebbé válik a molekulák szétválása, és annál könnyebben áll be a termodinamikai egyensúly. A California Institute of Technology kutatói 2006-ban jöttek rá a nehéz izotópok összekapcsolódásának hőmérsékletfüggésére, amely egy új tudományterületet, a „kapcsolt izotópok geokémiáját” („clumped isotope geochemistry”) indította útjára. A debreceni ELKH Atommagkutató Intézet (ATOMKI) egy GINOP projekt („IKER” projekt) keretében hozott létre a kapcsolt izotópok mérésére alkalmas laboratóriumot.

Az Atommagkutató Intézet Thermo Scientific™ 253 Plus tömegspektrométere és a hozzá kapcsolt Thermo Scientific™ Kiel IV automata feltáró egység.

A CSFK FGI és az ELKH ATOMKI között együttműködés kezdődött a hazai cseppkövek vizsgálatára, majd következő lépésként a fent ismertetett bakteriális karbonátkiválás és a kapcsolt izotópok összetétele közötti összefüggés elemzésére. A cseppköveken végzett mérések eredményei jelentősen eltértek a várt összetételektől, ami arra utalt, hogy a bakteriális karbonát kiválása befolyásolhatta a nehéz izotópok összekapcsolódásának a mértékét. A földtudomány és a mikrobiológia kutatói ekkor a Baradla-barlangot mint természetes laboratóriumot használták, és az Aggteleki Nemzeti Park engedélyével és közreműködésével a helyszínen kivált karbonátot mintázták és elemezték. Mivel a barlangi munkák alapvető feltétele a barlangi kutatási engedéllyel rendelkező szakemberek részvétele, Leél-Őssy Szabolcs, az ELTE oktatója kapcsolódott be a projektbe.

A Baradla-barlangban elhelyezett germicid lámpa és a mintavevő. (Fotó: Berentés Ágnes)

A baktériumok karbonát képződésre gyakorolt hatásának a kimutatására egy mintavételi ponton germicid (sejtpusztító) lámpával világították meg a mintavételi felszínt, egy kontrollpont pedig végig sötétben volt. A begyűjtött karbonátminták mikromorfológiai jellemzői drasztikusan eltértek, a biogén karbonát rendezetlen formájú, biofilmmel burkolt megjelenésével szemben az UV-val kezelt felszínen szépen formált kalcitkristályok csapódtak ki a csepegővízből. A kapcsolt izotópok ezzel szemben nem mutattak szisztematikus összefüggést az UV-kezeléssel. A cseppkövek különleges összetétele így a csepegővíz szivárgási útvonalán végbemenő izotópfrakcionációs folyamatoknak a következménye, ez pedig a cseppkövek paleoklimatológiai alkalmazhatóságára nézve ad alapvető információkat (lásd a kutatócsoport PLOS ONE folyóiratban megjelent publikációját).

A kutatás folytatódik: a barlangi baktériumok hatásának vizsgálata genetikai elemzésekkel egészül majd ki, közben a világ más régióiban is megkezdődik a mintavételezés. Mindez láthatóan új tudományos kapcsolatokat hoz. A Magyar Tudományos Akadémia által indított és az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat által 2020-ban is finanszírozott Kiválósági Együttműködési Program „NANOMIN” projektje (KEP-1/2020) a kutatóintézeti és egyetemi szféra összekapcsolása mellett az interdiszciplináris kutatásban is áttörést eredményezett, és eddig fel nem tárt együttműködési területeket nyitott meg.

Biofilmmel borított, rendezetlen formájú karbonátkiválás (balra) és abiogén kalcitkristályok (jobbra)

Publikációk

Demény, A., Czuppon, Gy., Kern, Z., Leél-Őssy, Sz., Németh, A., Szabó, M., Tóth, M., Wu, Ch-Ch., Shen,Ch.-Ch., Molnár, M., Németh, T., Németh, P., Óvári, M. (2016a): Recrystallization-induced oxygen isotope changes in inclusion-hosted water of speleothems – Paleoclimatological implications. Quaternary International, 415, 25-32.

Demény, A., Németh, P., Czuppon, Gy., Leél-Őssy, Sz., Szabó, M., Judik, K., Németh, T., Stieber, J. (2016b) Formation of amorphous calcium carbonate in caves and its implications for speleothem research. Scientific Reports, 6:39602, DOI: 10.1038/srep39602

Demény, A., Rinyu, L., Németh, A., Czuppon, Gy., Enyedi, N., Makk, J., Leél-Őssy, Sz., Kesjár, D., Kovács, I. (2021) Bacterial and abiogenic carbonates formed in caves – no vital effect on clumped isotope compositions. PloS ONE 16(1): e0245621.

Enyedi, N.T., Makk, J., Kótai, L., Berényi, B., Klébert, S., Sebestyén, Z., Molnár, Z., Borsodi, A.K., Leél-Őssy, S., Demény, A., Németh, P. (2020) Cave bacteria-induced amorphous calcium carbonate formation. Scientific Reports 10, 8696.

 

 

A BTK kutatói a 150 éve elhunyt Eötvös József levélhagyatékát kutatják

1871. február 2-án, idén 150 éve hunyt el Eötvös József író, költő, a Batthyány-kormány, majd az Andrássy-kormány vallás- és közoktatásügyi minisztere, a Magyar Tudományos Akadémia és a Kisfaludy Társaság elnöke, illetve a világhírű magyar tudós, Eötvös Loránd fizikus apja. Halálának évfordulója alkalmából levélhagyatékának kutatásáról Cieger András, az ELKH BTK Történettudományi Intézet tudományos főmunkatársa írt összefoglaló cikket, akinek a vezetésével egy tízfős kutatócsoport dolgozik Eötvös levelezésének teljességre törekvő kiadásán, az NKFIH támogatásával.

Báró Eötvös Loránd 1871-ben elhunyt édesapjáról így vallott: „Atyám tegnap este 11 órakor meghalt. Nyugodtan, fájdalom nélkül elszenderült. Itt virrasztok szobája mellett, melyben kiterítve fekszik, […] valószínűleg első, és utolsó, ki igazán megértett. […] Bocsáss meg, hogy ha néha szenvedélytől elragadtatva, nem bírtam felfogni magas szellemedet, s belátni a nemes indokokat, melyek vezettek. Mi célod volt más mint az emberiség boldogítása? Mi más indok vezetett mint az emberszeretet? S ha volt jutalmad, úgy mi más volt az mint a tudat, hogy kötelességedet teljesítetted? Egy morált követtünk, ugyanegy eszményért lelkesültünk, s a különbség törekvéseink közt csak is a korszakok különbsége! […] Nem mondhatom, nézz le rám a magasból, nem tudom magamat léted hitével ámítani s mégis érezlek körömben. […] szívembe zárhatlak, öntudatommá teszlek.”

Eötvös József arcképe. Adler Mór festménye. Forrás: Wikipédia

Báró Eötvös József (1813–1871) politikai gondolkodó és államférfi szerteágazó levélhagyatéka összegyűjtésének és kritikai kiadásának gondolata a politikus életművét kutató Antall József későbbi miniszterelnökben fogalmazódott meg – feltehetően Eötvös halálának 100. évfordulója kapcsán. 1971-ben a Semmelweis Orvostörténeti Múzeum és Könyvtár helyettes igazgatójaként ő próbált anyagi támogatást szerezni a gyűjtőmunkához, amelyre barátját, Oltványi Ambrus irodalomtörténészt kérte fel. Oltványi – aki többek között Toldy Ferenc, Jókai Mór, Széchenyi István munkáit is sajtó alá rendezte – fennmaradt jegyzetei tanúsága szerint kiterjedt gyűjtést végzett. A kutatók valószínűnek tartják, hogy Oltványi számára hamar kiderült, hogy a levelek sokasága és a kutatómunka időigényessége, valamint várható költsége meghaladja az akkori lehetőségeiket. Végül 1976-ban Eötvös József 350 levele láthatott napvilágot a Szépirodalmi Kiadó életműsorozatában. Oltványi Ambrus 1983-ban bekövetkezett halála után nem akadt senki, aki folytatta volna megkezdett munkáját.

2015-ben Gángó Gábor (BTK Filozófiai Intézet) vezetésével szerveződött egy kutatócsoport azzal a céllal, hogy Eötvös József leveleinek összegyűjtésével és kiadásával bővítsék a korábbi ismereteket a báró tevékenységéről és korának gondolkodásáról. A ma már Cieger András által vezetett projekt számos kutató közreműködésével és az NKFI Alap anyagi támogatásával valósul meg.

Az 1976-ban megjelent 350 levélhez képest pillanatnyilag nagyjából négyezer áll a kutatócsoport rendelkezésére, amelyek egy részét csak rövid tartalmi kivonatban kívánják közreadni. Újdonság továbbá, hogy a korábbiakkal ellentétben az Eötvöshöz írt és fennmaradt válaszlevelek is olvashatók lesznek, ezáltal rekonstruálhatóvá válnak hivatali és személyes ügyek, konfliktusok.

Forrás: nemzetikonyvtar.blog.hu

A kutatók európai közgyűjteményekben végzett gyűjtőmunkájának köszönhetően kibővült Eötvös külföldi tudományos kapcsolatainak hálózati térképe, mely kapcsolatokat a Magyar Tudományos Akadémia alelnökeként, majd elnökeként is tudott kamatoztatni. Számottevően gyarapodott továbbá Eötvösnek a különböző egyházi vezetőkkel folytatott levelezése is, amelyekben szó esett az iskolaügyről, a katolikus autonómia problémájáról, vagy éppen a zsidó kongresszus működéséről. A több éve tartó kutatómunkának emellett több járulékos eredménye is van: a levelek után nyomozva Eötvös életútjának eddig ismeretlen forrásai (útinaplók, versek, kortársak naplói stb.) is előkerültek.

Eötvös József egyik személyes feljegyzésében ezt írta: „Igen csalatkozik az, ki levelekből az írónak jelleméről ítél. Csaknem mindenki, midőn ír, nem saját, hanem annak képét adja, ami lenni akarna. Még inkább áll ez oly embereknél, kik kitűnő helyet foglalnak el; azon meggyőződéssel írnak, hogy családi vagy bizodalmas leveleik – korunk gyalázatos szokása szerint – valamely biográf által a közönség elébe hozathatnak. Azon öntudat, hogy közönség előtt állunk, mely mozdulatainkat figyelemmel követi, nagyobb vagy kisebb mértékben mindenkit színésszé tesz.”

Mindazonáltal az öt-hét kötetesre tervezett levélkiadás révén a korszak iránt érdeklődő olvasó előtt feltárulhat a hazai tudományosság professzionálissá tételének folyamata is – kevesen tudják, de Eötvös tehetséges fiatalok külföldi tanulmányait is segítette. Képet kaphatunk az 1848-ban tucatjával érkező és egymással vetélkedő nevelésügyi reformelképzelésekről a kisdedóvóktól az egyetemig, valamint az állam–egyház viszonyra vonatkozó koncepciókról 1867 után, különös tekintettel az akkori liberális kormányzat dilemmáira és kompromisszumaira. Betekintést nyerhetünk továbbá a kiépülő magyar államigazgatás mindennapjaiba is, hiszen Eötvös mindkét rendszerváltás idején (1848, 1867-1871) a vallás- és közoktatási minisztériumot irányította. Ezenkívül lelkiállapota ingadozásainak vagy nyelvhasználata változásainak a kutatása révén a régóta hiányolt, átfogó Eötvös-életrajz újabb mozaikjai is kirakhatóvá válnak.

A COVID-19 járvány iparági hatásairól és a gyártás hatékonyságát növelő lehetőségekről publikáltak cikket a SZTAKI vezető szakemberei

A koronavírus-járvány által okozott gazdasági sokk a gyártásban és a kapcsolódó logisztikában is megmutatkozott: a vírusra reagáló országok sorra zárták le a határaikat, a lakosság az otthonában rekedt, ez pedig a munkaerőpiacra is hatással volt, hiszen minden ipari folyamatot lassított. Az ellátás is lelassult, a légi közlekedés szinte teljes leállásával rég nem látott súly nehezedett a szárazföldi és a vízi szállítmányozásra. Ugyanakkor az egészségügyi eszközök és berendezések iránti kereslet hirtelen megnőtt, mely igényeket a gyártók képtelenek voltak kielégíteni. Monostori László, az ELKH SZTAKI igazgatója és Váncza József, a SZTAKI Mérnöki és Üzleti Intelligencia Kutatólaboratóriumának vezetője közös publikációjukban többek között arra kereste a választ, hogy miben lesz más a gyártás a COVID-19 utáni világban.

Fontos a rugalmasság és a robusztusság

A felkérésre írt angol nyelvű publikáció tavaly októberben jelent meg Lessons Learned from the COVID-19 Pandemic and Their Possible Consequences on Manufacturing címen az ASTM International szervezet weboldalán. A tanulmány a termékvariációk, a technológiák, az ellátási láncok, a menedzsment és az emberközpontú termelés szintjén vázolja fel, hogy mi várható a gyártásban az elkövetkezendő időben, illetve milyen lépések szükségesek ahhoz, hogy egy esetleges következő világjárvány idején a termelővállalatok minden korábbinál hatékonyabban reagálhassanak a hirtelen megváltozott körülményekre.

A cikk egyik fontos megállapítása is az adaptáláshoz kapcsolódik: az olyan vállalkozások, amelyek több, különböző termék gyártására („high mix, low volume”) rendezkednek be, nagyobb eséllyel vészelik át az új, megváltozott körülményeket, mint azok a cégek, amelyek csupán néhány – jól kiválasztott, gazdaságosan gyártható – terméktípus („low mix, high volume”) gyártására állnak rá. A járvány eddigi szakaszaiban is látható volt, hogy a „high-mix, low-volume” cégek képesek voltak folyamatosan, nagy terhelés alatt teljesíteni. Ez a kérdéskör az egyik központi témája a SZTAKI által koordinált európai H2020-as CO-VERSATILE projektnek is, amelynek célja, hogy egy esetleges újabb világjárvány idején minél hatékonyabban lehessen átállítani a gyártórendszereket egészségügyi eszközök gyártására.

A szerzők szerint ennek érdekében a jövőben nagyobb hangsúlyt kell fektetni a termeléstervezési és -irányítási eljárásokra, mert azoknak sokszor csak töredékes információk birtokában kell működniük. E területek hatékonyságán is sokat javíthat a mesterséges intelligencia alkalmazása, ugyanis a nagy adattömegeket feldolgozni képes gépi tanulás segíthet a hatékonyabb és gazdaságosabb döntések meghozatalában. Ugyanakkor fontos kiemelni, hogy a kizárólag profitorientált gondolkodást a feleknek maguk mögött kell hagyniuk, hiszen az átállás fejlesztéseket igényel.

Az additív megoldásoké a jövő

A gyártási eljárások szintjén az additív megoldások – mint például a 3D-nyomtatás – kerülnek előtérbe, méghozzá az eddiginél jóval szélesebb alapanyagkészlettel. Az additív gyártás is növeli a már hangsúlyozott rugalmasságot: ezzel a technológiával egyedi, változatos termékek sokaságát lehet előállítani, méghozzá viszonylag gyorsan.

A hatékonyságot tovább fokozhatják az ember-gép együttműködést támogató gyártórendszerek, amelyeket szintén a mesterséges intelligencia tehet „okosabbá”. A prediktív eljárások és a digitális iker ötvözésével gyorsan reagáló rendszerek hozhatók létre, amelyek egyúttal előre jelzik a változásokat, és emellett képesek azokra időben reagálni.

A szakemberek a publikációban az ajánlások mellett kérdéseket is megfogalmaznak. Ezek közül egyik fontos kérdés, hogy a COVID-19 valóban a gyártás deglobalizációjához vezet-e, mert ha igen, az is hatással lesz a termelő iparágakra. Másik kérdés, hogy a mostani válság ösztönzi-e a kooperáció erősödését vagy új formáinak a kialakulását, amely egyben a fenntartható gyártás lényegi előfeltétele. De ugyanilyen fontos felvetés, hogy a világ kormányai támogatják-e majd az újfajta gyártási eljárások hatékony elterjedését.

A publikáció teljes szövege itt olvasható.

A COVID-19 járvány iparági hatásairól és a gyártás hatékonyságát növelő lehetőségekről publikáltak cikket a SZTAKI vezető szakemberei

A koronavírus-járvány által okozott gazdasági sokk a gyártásban és a kapcsolódó logisztikában is megmutatkozott: a vírusra reagáló országok sorra zárták le a határaikat, a lakosság az otthonában rekedt, ez pedig a munkaerőpiacra is hatással volt, hiszen minden ipari folyamatot lassított. Az ellátás is lelassult, a légi közlekedés szinte teljes leállásával rég nem látott súly nehezedett a szárazföldi és a vízi szállítmányozásra. Ugyanakkor az egészségügyi eszközök és berendezések iránti kereslet hirtelen megnőtt, mely igényeket a gyártók képtelenek voltak kielégíteni. Monostori László, az ELKH SZTAKI igazgatója és Váncza József, a SZTAKI Mérnöki és Üzleti Intelligencia Kutatólaboratóriumának vezetője közös publikációjukban többek között arra kereste a választ, hogy miben lesz más a gyártás a COVID-19 utáni világban.

Fontos a rugalmasság és a robusztusság

A felkérésre írt angol nyelvű publikáció tavaly októberben jelent meg Lessons Learned from the COVID-19 Pandemic and Their Possible Consequences on Manufacturing címen az ASTM International szervezet weboldalán. A tanulmány a termékvariációk, a technológiák, az ellátási láncok, a menedzsment és az emberközpontú termelés szintjén vázolja fel, hogy mi várható a gyártásban az elkövetkezendő időben, illetve milyen lépések szükségesek ahhoz, hogy egy esetleges következő világjárvány idején a termelővállalatok minden korábbinál hatékonyabban reagálhassanak a hirtelen megváltozott körülményekre.

A cikk egyik fontos megállapítása is az adaptáláshoz kapcsolódik: az olyan vállalkozások, amelyek több, különböző termék gyártására („high mix, low volume”) rendezkednek be, nagyobb eséllyel vészelik át az új, megváltozott körülményeket, mint azok a cégek, amelyek csupán néhány – jól kiválasztott, gazdaságosan gyártható – terméktípus („low mix, high volume”) gyártására állnak rá. A járvány eddigi szakaszaiban is látható volt, hogy a „high-mix, low-volume” cégek képesek voltak folyamatosan, nagy terhelés alatt teljesíteni. Ez a kérdéskör az egyik központi témája a SZTAKI által koordinált európai H2020-as CO-VERSATILE projektnek is, amelynek célja, hogy egy esetleges újabb világjárvány idején minél hatékonyabban lehessen átállítani a gyártórendszereket egészségügyi eszközök gyártására.

A szerzők szerint ennek érdekében a jövőben nagyobb hangsúlyt kell fektetni a termeléstervezési és -irányítási eljárásokra, mert azoknak sokszor csak töredékes információk birtokában kell működniük. E területek hatékonyságán is sokat javíthat a mesterséges intelligencia alkalmazása, ugyanis a nagy adattömegeket feldolgozni képes gépi tanulás segíthet a hatékonyabb és gazdaságosabb döntések meghozatalában. Ugyanakkor fontos kiemelni, hogy a kizárólag profitorientált gondolkodást a feleknek maguk mögött kell hagyniuk, hiszen az átállás fejlesztéseket igényel.

Az additív megoldásoké a jövő

A gyártási eljárások szintjén az additív megoldások – mint például a 3D nyomtatás – kerülnek előtérbe, méghozzá az eddiginél jóval szélesebb alapanyagkészlettel. Az additív gyártás is növeli a már hangsúlyozott rugalmasságot: ezzel a technológiával egyedi, változatos termékek sokaságát lehet előállítani, méghozzá viszonylag gyorsan.

A hatékonyságot tovább fokozhatják az ember–gép együttműködést támogató gyártórendszerek, amelyeket szintén a mesterséges intelligencia tehet „okosabbá”. A prediktív eljárások és a digitális iker ötvözésével gyorsan reagáló rendszerek hozhatók létre, amelyek egyúttal előre jelzik a változásokat, és emellett képesek azokra időben reagálni.

A szakemberek a publikációban az ajánlások mellett kérdéseket is megfogalmaznak. Ezek közül az egyik fontos kérdés, hogy a COVID-19 valóban a gyártás deglobalizációjához vezet-e, mert ha igen, az is hatással lesz a termelő iparágakra. Másik kérdés, hogy a mostani válság ösztönzi-e a kooperáció erősödését vagy új formáinak a kialakulását, amely egyben a fenntartható gyártás lényegi előfeltétele. De ugyanilyen fontos felvetés, hogy a világ kormányai támogatják-e majd az újfajta gyártási eljárások hatékony elterjedését.

A publikáció teljes szövege itt olvasható.