MĒNEŠA PĒTNIEKS Leo Seļāvo: Sapnis par iespēju ar tehnoloģiju palīdzību uzlabot veselību (copy 1)

Jūs pasniedzat Latvijas Universitātē, nodarbojaties ar pētniecību Elektronikas un datorzinātņu institūtā. Jūs interesē bezvadu sensoru tīkli un kiberfizikālās sistēmas. Kā to var definēt, lai ikkatram būtu saprotams? Mēs visi pazīstam mikroskopu. Ja to apgriezu otrādi un nevis skatītos uz ļoti sīkām lietām, bet uz lietām kopumā – uz visu istabu vai pat visu pilsētu vai cilvēka ķermeni un mērītu dažādus parametrus, sanāktu tāds kā makroskops. Lai varētu šādu instrumentu uztaisīt, ir nepieciešami sensori. Tāpat mums vajag, lai šie sensori var savā starpā „runāt”, tātad sensoru tīkls. Vislabāk, ja ir bezvadu sensoru tīkls, jo tad neesam ierobežoti ar vadiem, var sensorus novietot daudzās vietās – piemēram, mežā vai apkārt vulkānam, uz cilvēka ķermeņa, neapkarinot viņu ar vadiem. Tāpēc bezvadu sensoru tīkli mani interesē un cenšos tos attīstīt. Ikdienā mani interesē gan sistēmiskās lietas – programmatūra, operētājsistēmas bezvadu sensoru tīkliem, gan arī aparatūra saistībā ar elektroniku, kas tērē pēc iespējas mazāk enerģijas. Piemēram, lai novietotu sensoru Ziemeļpolā, kur ir grūti piekļūt un auksti, ir ļoti viltīgi jāveido sensoru tīkli, lai tie varētu ilgi „izdzīvot” ar baterijām. Bezvadu sensoru tīklus, savukārt, var iekļaut kiberfizikālās sistēmās . Kā šāda sistēma, mēs izpildām ciklu: apskatām pasauli, izvērtējam situāciju, pieņemam lēmumus, izdomājam, kā uzlabot situāciju tajā un tad to arī darām. No vienas puses to var uztvert kā spēli, kā šahu. Skatāmies uz situāciju laukumā, izanalizējam, un tad izdarām gājienu cerībā, ka situācija būs labāka pēc tam. Šo principu var pielietot reālā pasaulē dažādos apmēros. Var skatīties cilvēka ķermeņa mērogā, istabas mērogā, mājas mērogā. Kiberfizikālām sistēmām ir tāda specifika, ka šādi cikli var būt vairāki, gan zemā līmenī, gan augstā līmenī. Zemā līmenī tas varētu būt temperatūras regulētājs istabā vai mājā, bet augstā līmenī tas var būt patērētās enerģijas regulētājs visā pilsētā. Šim zemajam un augstajam līmenim arī jāprot pietiekami gudri savā starpā sarunāties, lai kopīgi nonāktu pie laba rezultāta. Piemērs kiberfizikālām sistēmām medicīnā. Operācijas zālē ir vismaz divas iekārtas – elpināšanas aparāts un skalpelis, nereti tieši lāzerskalpelis. Pastāv risks, ka skābeklim no elpināšanas aparāta nonākot kontaktā ar lāzeri tas var uzliesmot un radīt pacientam apdegumus. Diemžēl tā reizēm notiek, kad iekārtas nav sinhronizētas. Pacientiem rodas apdegums uz sejas, kakla vai citur. Kiberfizikālā sistēma spētu integrēt savā starpā šādas ļoti dažādas sistēmas. Ar ko jūs šobrīd nodarbojaties pētniecībā? Manas pētniecības intereses pārsvarā saistītas ar bezvadu sensoru tīkliem un ar pielietojamām sfērām, kur šādas sistēmas varētu sniegt pēc iespējas lielāku ietekmi – bezvadu sensoru sistēmas digitālajā veselības aprūpē. Cits ir bezvadu sistēmu pielietojums ir vides monitoringam. LU bija sadarbības projekts ar Dobeles Valsts Augļkopības institūtu, kur mēs taisījām sensorus, kas monitorēja vidi, klimatu zem ābelēm, zemenēm un tamlīdzīgi. Vēl viens virziens ir viedās transporta sistēmas, kas mani gan interesē, gan es cenšos darboties šajā lauciņā.  Pirms dažiem gadiem mēs aprīkojām automašīnu ar dažādiem sensoriem, datoriem un piedalījāmies pasākumā GCDC [Grand Cooperative Driving Challenge]. Tur automašīnas „runājās” savā starpā caur bezvadu tīklu un viena otrai „stāstīja”, ko tās ar sensoriem redz, kurā virzienā brauc, cik ātri, kāds ir to mērķis un tamlīdzīgi. Mērķis šim izaicinājumam, starptautiskajām sacensībām, bija padarīt braukšanu gan efektīvāku, gan drošāku. Izaicinājums bija panākt to, lai visas šīs sistēmas „runā” vienā valodā un saprotas savā starpā. Vai es pareizi sapratu, ka tas bija bez cilvēka starpniecības? Precizēšu, dators vadīja gāzes un bremžu pedāli, cilvēkam bija ļauts stūrēt. Kad Jums parādījās interese par kiberfizikālajām sistēmām un bezvadu sensoru tīkliem? Par bezvadu sensoru tīkliem es sāku interesēties Virdžīnijas Universitātē. Pirms tam Pitsburgas universitātē studēju doktorantūrā. Tad sastapu ļoti spējīgu, slavenu profesoru Džonu Stankoviku no Vidžīnijas Universitātes. Viņa darba specifika bija reālā laika sistēmas, kā arī bezvadu sensoru tīkli. Aizbraucu uz Virdžīniju, Šarlotesvillu (Charlottesville), tad arī iepazinos ar bezvadu sensoru tīkliem. Tie man patīk, jo viņiem ir saistība gan ar datoriem, datorzinātnēm, ko esmu studējis, gan arī reālo pasauli, eksperimentālu darbu, kas man gan patīk, gan arī padodas. Bezvadu sensoru tīkli ļauj šīs lietas apvienot. Virdžīnijas Universitātē pētniecībā nostrādāju apmēram trīs gadus. Pēc tam atgriezos Latvijā. LU mani uzaicināja atgriezties pašreizējais Datorikas fakultātes dekāns, profesors Juris Borzovs. Te jau esmu atpakaļ aptuveni septiņus gadus. Kāpēc izlēmāt braukt atpakaļ? Klasiskā atbilde uz šo jautājumu parasti ir – tāpēc, ka Amerikā nav aukstās zupas, kas man ļoti garšo. Protams, ka lēmums ir sarežģītāks, bija vairāki iemesli. Es esmu studējis un arī nodarbojies ar pētniecību ārpus Latvijas, un man gribas kaut ko atvest arī atpakaļ Latvijai, lai arī šeit lietas attīstās, lai cilvēki zina par visām tām interesantajām lietām, ar ko man ir gadījies saskarties. Mana svarīgākā atziņa ārzemēs bija, ka visi tie cilvēki, kas kaut ko sasniedz, ir tādi paši, salīdzinoši vienkārši cilvēki kā mēs. Ja tu esi tajā vidē, tad arī gribas darīt un sasniegt, tas arī izdodas. Otrs iemesls ir tīri privāts, mēs ar sievu gribējām uzaudzināt bērnus Latvijā, Eiropā, un to mēs arī darām. No Latvijas Universitātes es nāku, un te nu es esmu. Jūs redzējāt, kā norit darbs ārzemju universitātēs un Latvijā, kā tas atšķiras? Manuprāt, ASV universitātēs no studentiem sagaida to, ka studijas būs pirmā prioritāte. Maģistrantūras vai doktorantūras studijās ļoti reti ir gadījumi, kad students vienlaicīgi strādā ārpus skolas. Taču ir iespējams strādāt par pētniecības palīgu (research assistant) vai mācību palīgu (teaching assistant). Tātad strādāt vai nu pie tēmām, kas tiek pasniegtas, manā gadījumā datorzinātnes, vai nu pie pētniecības tēmas, ar ko saistās maģistra darba vai doktora darba izstrāde. Biznesa modelis ir apmēram tāds, ka profesori piesakās projektiem, iegūst finansējumu, ar to finansējot arī studentus. Elektronikas un datorzinātņu institūtā, kur es arī strādāju, mēs arī to cenšamies darīt, piesaistot studentus mūsu projektiem. Ir, protams, ļoti labi un aktīvi cilvēki, bet vairumam studentu tomēr ir interese darboties par labi apmaksātu darbu, nevis ieguldīt savu dzīves laiku savā izaugsmē pētniecībā. Tātad slodze universitātēs ASV ir lielāka, un sagaidāmā atdeve no studentiem ir lielāka, nekā Latvijā. Vai, jūsuprāt, tehnoloģijas attīstās tikpat strauji kā iepriekš vai tomēr nekas radikāli jauns vairs netop? Es laikam to nevarēšu novērtēt. Manuprāt, visu laiku lietas attīstās strauji. Tāpat arī pirms 100 gadiem tas, kas bija izgudrots droši vien bija fantastiski, taču mums tā jau ir vēsture. Es pats tad, kad biju skolnieks, sapņoju par videotelefonu vai bezvadu telefonu. Mans sapnis skolas laikā bija uztaisīt radiotelefonu vai rāciju. Tāpēc es arī gāju elektronikas pulciņā un arī kaut ko taisīju un uztaisīju. Šodien mums tā ir ikdiena. Kādi jums šodien ir sapņi? Tos sapņus droši vien vienatnē nevarēs īstenot. Piemēram, man ļoti rūp tas, kā notiek veselības aprūpe ne tikai Latvijā, bet arī visā pasaulē. Mēs visi tiekam uztverti kā cilvēkveidīgi zīdītāji, diezgan vienādi. Ir, protams, vīrieši, sievietes, ir dažādi vecumi un tamlīdzīgi, tomēr tās formulas, pēc kurām ārstē cilvēkus, ir diezgan vienādas. Tajā pašā laikā mēs esam diezgan individuāli. Katram no mums der dažādas zāles labāk. Piemēram, mēs aizejam pie ārsta, pasakām, ka mums sāp galva, ārsts mums saka: „Nu, labi. Iedzer šīs te zālītes.” Atnākam pēc trim dienām, jo nepalīdzēja: „Nu, pamēģini citas zālītes.” Tajā pašā laikā ar tiem pašiem sensoriem, par ko es runāju, mēs varētu monitorēt cilvēka veselību un arī uzvedību praktiski 24 stundas dienā. No iegūtajiem datiem mēs varētu viņam pielāgot ārstēšanu, tieši viņa īpašībām, ieradumiem, fizioloģijai, varētu mācīties par cilvēku fizioloģiju, un paradumiem vispār. Tāpat varētu pamanīt, ka ir pazīmes slimībām, gan nopietnām, tādām kā diabēts, gan arī varbūt mazāk nopietnām, tādām kā gripa, daudz ātrāk, nekā mums būtu jāiet pie ārsta. Līdz ar to arī ārstēšana būtu gan ātrāka, gan efektīvāka, gan arī dzīves kvalitāte uzlabotos. Tas ir tāds liels sapnis, panākt ar šādu veselības monitoringu to, ka mūsu veselība kardināli uzlabojas, lai mums ir daudz vairāk laika produktīvai un priecīgai dzīvei. Vai, Jūsuprāt, šis sapnis ir piepildāms? Es ticu, ka jā. Tehnoloģijas mums jau šodien ir pārsvarā tādas, kādas būtu nepieciešamas. Es lasu, ka arvien biežāk pasaulē ārsti paraksta ne tikai zāles, bet arī paraksta programmatūru, lietotni uz mobilā telefona. Piemēram, grūtniecēm ārsts iesaka šādu programmatūru, kas varēs sekot līdzi dzīvesveidam, un arī atgādināt, ka vajag nedaudz pasportot, tagad būtu jāievēro tāda vai citāda diēta un tamlīdzīgi. Tā kā tehnoloģija ir pieejama jau tagad un aizvien vairāk ir pārnēsājamo datorierīču. Vēl viens termins no angļu valodas ir tā saucamais lietu internets.. Mēs varam iegūt aizvien vairāk datu par cilvēka dzīvi, piemēram, par to, kāds cilvēkam ir pulss, gan arī datus par to, cik bieži cilvēks naktī iet uz tualeti. Ir svarīgi skatīties ne tikai uz to, kādas ir absolūtās vērtības cilvēka vitālajos parametros, bet arī kādas ir izmaiņas no ikdienas paradumiem. Tehnoloģijas mums ir, bet būtu jāpiestrādā pie sabiedrības informētības un visas veselības aprūpes sistēmas, lai cilvēki pieņemtu un sistēmā varētu šādu digitālo veselības aprūpi  ieviest. Protams, ka tur ir daudz nopietnu, risināmu uzdevumu gan politiskā līmenī, varbūt pat likumdošanā. No vienas puses ir labi, ka mums ir šie visi dati, no otras puses, tas ir liels izaicinājums cilvēka privātumam. Tas jārisina gan no tehnoloģijas viedokļa, gan šifrējot datus, gan arī varbūt ne vienmēr datus nosūtot uz datu bāzi, gan arī tieši ar likumiem, kas nosaka, kā regulēt šos datus, pat, kādu sodu noteikt, ja tiek pārkāpts privātums. Vēl viens efekts no šāda monitoringa ir tas, ka būtu ievākti liela apjoma dati no dažādiem cilvēkiem par dzīves parašām vai dažādām diagnozēm. Analizējot  lielos datu apjomus, daudz labāk varētu saprast, gan, kā noris dažādas slimības, gan arī to, kā tās notvert, pirms tās ir sākušās pa īstam, tas būtu pat vēl svarīgāk. Tā ir lieta, kā mēs šobrīd varam darīt jau mūsu bērnu labad. Kā Jūs prognozētu, pēc cik gadiem, gadu desmitiem, varētu būt ieviesta šāda tehnoloģija? Manuprāt, tās lietas bieži vien notiek ātrāk, nekā mēs paredzam. Atgriežoties pie tiem pašiem mobilajiem telefoniem, kad es biju skolā, man nerādījās sapņos, ka mēs pēc dažiem gadiem staigāsim ar mobilo telefonu kabatā. Es domāju, ka, tā kā mums ir visi vajadzīgie priekšnoteikumi, tas notiks drīz. Vienīgā bremze būsim mēs paši. Vai tie būsim mēs individuāli, vai kā sabiedrība, vai kā valdība, likumdošana. Par Latviju runājot, viena liela sāpe man ir e-veselība – es nezinu, kad tā būs. Tai jau sen vajadzētu šeit būt, vajadzēja būt centralizētām datu bāzēm, kur cilvēkam visi medicīnas dati tiek saglabāti. Ļoti bieži ir tā, ka atnāk cilvēks medicīnisko problēmu, bet tas, ko parasti ārstam vajag, ir vēstures dati. To vai nu nav, vai arī tie ir kaut kur arhīvā. Cilvēks atnāk ar sirds problēmām, bet ārsts viņu nosūta uz arhīvu. Arhīvā jāstāv rindās, jāgaida un jāmeklē.

Par publikāciju ciklu „Mēneša pētnieks”

 

Ar zinātni prātos un sirdī Latvijas Universitātē darbojas, teoretizē un pārbauda hipotēzes daudz un dažādu nozaru pētnieki. Gan tādi, kam jau ir ievērojams zinātnisko publikāciju skaits savos dzīvesgājumu aprakstos, gan tādi, kas pētniecības pievilcību vēl tikai atklāj. Lai godinātu zinātnes vārdu, lai ieskatītos, kas notiek Latvijas Universitātes fakultātēs un institūtos un lai izstāstītu pētnieku stāstus savējiem un citiem, ar 2012. gada janvārī tiek uzsākts publikāciju cikls „Mēneša pētnieks”. Turpmāk katru mēnesi Latvijas Universitātes portālā publicēsim aktuālos pētnieku stāstus, savukārt gada noslēgumā ļausim publiski portāla lasītājiem balsot par savu favorītu, tādējādi suminot to pētnieku, kura darbība ir uzrunājusi visvairāk lasītājus.

 

Mēneša pētnieks. Zinātnes vārdā!