Vedkyňa roka: Inžinieri problémy riešia a vedci ich hľadajú [science.dennikn.sk]

Vedkyňa roka Monika Rychtáriková sa venuje praktickému uplatneniu vedeckých poznatkov stavebnej a priestorovej akustiky. Ak sa práve nesnaží pomáhať nevidiacim, či nedohliada na doktorantov, tak aktívne oddychuje pri basketbale, alebo hre na hudobné nástoje. Práve tie ju v detstve priviedli k tomu, aby sa začala zaujímať o zvuk.
Monika Rychtáriková pri príprave psychoakustických posluchových testov v anechoickej komore, archív: Monika Rychtáriková
Čomu sa práve vo svojom výskume venujete?
Momentálne pracujem na viacerých projektoch, hlavne v spolupráci s mojimi doktorandmi. Snažíme sa napríklad zistiť ako navrhnúť priestor školskej triedy nie len z hľadiska zrozumiteľnosti reči ale aj z pohľadu hlasového namáhania učiteľa, alebo ako navrhnúť reštauráciu, tak aby v nej bola zachovaná dobrá zrozumiteľnosť hovoreného slova v rámci jedného stola a súčasne zachované tzv. súkromie reči medzi jednotlivými stolmi (doktorand Lukáš Zelem). Tiež sa zaoberáme otázkami vplyvu tzv. 3D zvukových absorbérov na akustickú pohodu v interiéri budov a tiež ako ich správne simulovať (doktorandka Júlia Zrneková). Ale samozrejme aj teoretickejšími problémami ako napr. predikciou odrazu zvukovej vlny od drsných povrchov (doktorandka Izabela Riečanová).
V Belgicku mám zase brazílskeho študenta psychológie (doktorand Felipe Reinoso Carvalho) , ktorý sa zaoberá vplyvom zvuku na chuť jedla. V konzervatóriu mu študenti komponujú špeciálne zvukové vzorky na pokusy a ja mu z hľadiska akustiky pomáham s objektívnou analýzou zvuku. V čokoládovni mu zase vyrábajú čokoládu s rôznym stupňom horkosti a sladkosti.
Vzorky dáva ľuďom jesť v rôznych kombináciách, pričom im púšťa zvuky „vytvorené podľa receptu z Oxfordskej univerzity“ a zisťuje, či ovplyvňujú chuť. Prvé výsledky ukázali, že pri horkej čokoláde za sprievodu niektorých zvukov skutočne chutila ešte horkejšie, ale pri vnímaní sladkej chuti sa mu zatiaľ nepodarilo nič dokázať. Čiže máme zatiaľ zlé správy pre ľudí, ktorí by chceli vnímane množstva cukru v jedle ovplyvniť zvukom, napríklad pri chudnutí.
Zaoberajú sa aj tu na Slovensku niektorí vaši študenti podobným výskumom?
Čo sa týka spojenia psychológie a akustiky, tak na Slovensku mám na Katedre architektúry na Stavebnej fakulte, mám doktorandku (Gabriela Szántová), ktorá skúma ako upraviť prostredie psychiatrických kliník tak, aby ľuďom s rôznymi poruchami nespôsobovalo okolité prostredie ešte väčšiu traumu. Ak má niekto napríklad schizofréniu a umiestnia ho do priestoru, kde sa všetko ozýva, nie je to vôbec vhodné.
Monika Rychtáriková má okolo seba prevažne dievčenský tím. Zľava: Gabriela Szántová, Monika Rychtáriková, Izabela Riečanová, Júlia Zrneková, Dagmara Čeheľová, archív: Monika Rychtáriková
Vo svojom výskume sa však venujete aj slepcom. O aký projekt konkrétne ide?
V minulosti sme mali štvorročný projekt na univerzite v Leuven, ktorý bol zameraný na echolokáciu (akustickú orientáciu) slepých ľudí. Keďže projekt už skončil a na jeho pokračovanie sme nedostali financie, vo výskume momentálne pokračujeme takpovediac vo voľnom čase. Je to typický príklad situácie, keď začínate niečo budovať od nuly.Prvé dva roky len vyvíjate úplne nový software a hardware, budujete laboratórium a publikovať začínate až v treťom a štvrtom roku. Pri evaluácii projektu sa však množstvo publikácií podelí počtom rokov, na ktoré vám boli pridelené financie (čiže v tomto prípade čislom 4) a celkovo ich teda máte málo. Dôsledky si už sami domyslíte.
Problém echolokácie ma však osobne zaujíma zo všetkých projektov najviac, preto sme sa rozhodli pokračovať, aj keď to nebude postupovať tak rýchlo ako keby sme financie mali.
V projekte zisťujeme, ako sa človek, ktorý nevidí, vlastne orientuje v priestore. Nemusí to byť totiž vždy na základe zvuku, ktorý neviciaci človek aktívne vydáva. Ak sa v priestore napríklad nachádza hučiaca chladnička, alebo iný zdroj zvuku, ako ventilátor, či dataprojektor, tak mu to dokáže priestor ,,osvetliť”. Vie si lepšie predstaviť, či je miestnosť veľká, alebo malá, či má vysoký strop a podobne.
Čo všetko by ešte mohol slepý človek takto rozpoznať?
Momentálne v rámci jednej bakalárskej práce (študent Niels Claes) na katedre fyziky KU Leuven skúmame, či človek na základe odrazu zvuku dokáže rozpoznať drsnosť povrchu. Či je stena hladká, alebo drsná. Ak by sme to vedeli, tak by architekt v priestore mohol navrhnúť tzv. akustické markery, ktoré by človeku ,,ukazovali”, kde je napr. vstup do budovy, informačná tabuľa, schodisko a pod.
Snažíme sa teda zistiť, čo dokáže slepý človek počuť bez pomôcok. Iný trend vo vede a technológii sa venuje vývoju rôznych robotických pomôcok, ako sú napríklad špeciálne okuliare prepojené so slúchadlami, vďaka ktorým slabozraký začuje, že je meter od steny a podobne. Lenže keď som sa rozprávala s ľuďmi, ktorí stratili zrak, dozvedela som sa, že by boli najradšej čo najviac samostatní - bez barličiek a pomôcok. Preto sa tomu výskumu venujem naďalej.
Čo vás viedlo k tomu, že ste si vybrali práve tento odbor?
Od malička som hrávala na rôzne hudobné nástroje a zvuk ma veľmi zaujímal. Ako dieťa som niekedy zavrela oči a chodila po byte, skúšajúc, či nabúram, alebo sa naopak trafím. Alebo som si zapchala uši, chodila som po ulici a rozmýšľala, aké to je, keď človek jednoducho nepočuje.
Hendikep sa ale môže niekedy stať i výhodou. Človek má až zázračné schopnosti adaptácie. Ak utlmíte jeden zo zmyslov, jeho úlohu začnú postupne preberať ostatné. Začnete si napríklad automaticky všímať iné veci. Keď som sa dostala na Stavebnú fakultu a mali sme prvýkrát akustiku, pomyslela som si, že to bude asi strašne zaujímavé. Postupne som sa k tomu aj nejako nasmerovala a viac ma vždy zaujímala akustika v priestore, než izolácie, aj keď riešime oboje.
V minulosti ste mali projekt, ktorý sa zaoberal akustickou archeológiou. Čo si pod tým môžeme predstaviť?
Som ešte stále spoluškoliteľkou doktorandky na Fakulte architektúry v Turíne, ktorá sa zaoberá antickými divadlami a ich využitím pre moderné predstavenia. Doposiaľ riešila najmä divadlo v Syrakúzach (na Sicílii). Otázka znie, že či a ako takéto stavby zrekonštruovať. Niektoré divadlá sú veľmi pekne urobené, ako napríklad v Pompejach, kde hrali aj Pink Floyd. Archeológovia sú však častejšie zástancovia zachovania pôvodného stavu. K tejto problematike treba preto pristupovať veľmi citlivo.
Ak máme plány starých budov ktoré už neeexistujú, vieme si v počítači urobiť priestoroý model podobne, ako keď navrhujeme novú stavbu. Čiže ak archeológ vie spolu s architektom zrekonštruovať pôvodnú geometriu stavieb a my vieme aká bola zvuková pohltivosť použitých materiálov, čiže koľko zvuku odrážali a koľko pohlcovali, či ho rozptyľovali a podobne, vieme si takýto virtuálny priestor „vypočuť“.
Čo potom s týmito zisteniami môžete urobiť?
Vieme napr. vytvoriť akustický model a zodpovedať rôzne otázky archeológov. Archeológia totiž nie je veda len o „starých kameňoch“. Častokrát zachádza do sociológie, histórie a do poznania spoločnosti, jej priorít a vývoja.
Archeológov často zaujíma napríklad zasadací poriadok v divadle. Veľké antické divadlá neboli v minulosti používané nielen na divadelné predstavenia ale aj na politické zhromaždenia. Vedci chcú vedieť nielen to, či bolo pre ľudí v danom období dôležité dobre vidieť na javisko, alebo aj to, v ktorých častiach divadla bolo predstavenie lepšie počuť. Chcú tiež vedieť, či politickú reč prednesenú v divadle, bolo počuť aj mimo neho, napr. na ulici. Antické divadlá boli otvorené, nemali strechu, maximálne nejakú textilnú membránu, aby na ľudí nepražilo slnko a nepršalo. Zvuk sa teda mohol šíriť von, ale ak chceme vedieť, nakoľko bola reč zrozumiteľná aj mimo divadla, musíme uskutočniť akustickú simuláciu.
Neraz sa pri výskume spájajú oblasti, ktoré zdanlivo nemajú nič spoločné. Vo Vašom prípade je to psychológia a akustika, teda psychoakustika. Čo toto spojenie znamená?
Psychológia a akustika je spojená hoci aj v spomínanom vnímaní chutí a zvuku. Psychológovia v spolupráci s neurológmi niekedy pri experimentoch skenujú i ľudský mozog. Sledujú napríklad, ktoré mozgové centrá sa kedy zapínajú. Vedia tak zistiť aj to, ktorá pieseň sa vám páči a ktorá nie. Je dokonca rozdiel medzi tým, keď počujete vašu obľúbenú pesničku a keď počujete pieseň, ktorá sa vám len páči.
Psychológov to teda zaujíma z tohto hľadiska a nás zase z hľadiska zvukovej analýzy. Určujeme pri tom akú má daný zvuk farbu a spektrum, čiže aké frekvencie obsahuje, akú majú intenzitu, aký je ich časový priebeh, či dokážeme určiť z ktorého smeru zvuk prichádza a pod. Musíme tiež vedieť, pri ktorých typoch zvukov človek spozornie, čo je napríklad dôležité v momente, keď sa k rampám blíži vlak. Sanitka má tiež premenlivý tón. Časové zmeny, či intenzita, všetko hrá svoju úlohu. Psychoakustika má teda široké uplatnenie.
V poslednom období nás oslovujú aj z automobilového priemyslu, keďže napríklad u elektrických áut takpovediac nehučí motor, a teda pri nízkych rýchlostiach, pri ktorých sa este neprejavuje tzv. aerodynamický hluk, zvuk motora vôbec nemaskuje zvuky, ktoré auto prirodzene vydáva. Môžete teda počuť škripot, či vŕzganie čím nadobudnete pocit, že sa vám to nové drahé auto práve rozpadáva.
Robila som napríklad aj psychoakustický test na posúdenie zvuku otvárateľnej strechy pre firmu Inalfa v Holandsku, ktorá tieto okná dodáva Volvu, Audi a pod, Konkrétne išlo o zistenie informácie o tom, aký zvuk je počas otvárania strešného okna pre náročného človeka, ktorý si kúpi veľmi drahé auto, najprijateľnejší. Zapojení sme boli aj do analýzy zvukov pri automatickom otváraní a zatváraní spätných zrkadielok, či okien na aute. Alebo u vysávačov, ktoré nemajú príliš silno hučať. Pri tzv. „sound quality assesment“ totiž nejde iba o to, aby bol motor vysávača úplne tichý, pretože človek si potom myslí, že dobre neťahá. Psychoakustika je teda naozaj samostatný vedný odbor.
Keď sa vo výskume neviete pohnúť, čomu sa venujete?
Ešte minulý rok som poloprofesionálne hrávala basketbal, v Belgicku dokonca druhú Flámsku ligu. Tento rok som sa rozhodla venovať športu už naozaj len v rámci hobby. Šport je pre mňa veľmi dôležitý a venujem sa mu viac, ako hudbe. Ak človek sedí celý deň pri počítačovej klávesnici, a potom má ešte sedieť pri tej klavírnej, je to príliš podobné. Ak ale robíme fyzické experimenty, prenášame reproduktory, niečo meriame a nakoniec som fyzicky unavená, relaxujem radšej pri hudbe.
Keď analyzujeme dáta a robíme softvérovú prácu, športujem každý druhý deň, ak nie každý. Ako však hovoríte, niekedy sa vo výskume môžete zaseknúť. Proste nedarí sa, úmorná a niekedy aj niekoľkomesačná práca vyjde nazmar. Iba šport by mi k zníženiu tej nechuti z nezdarov, ktorá niekedy trvá aj dva - tri mesiace, nepomohol. Viete, čo pomáha najviac? Že to nerobím sama. Keď sú tam so mnou študenti, tak aj keď sa niečo nevyskúmalo, niekoho som vždy niečo naučila. Čiže to malo význam. Tento postoj dodáva neuveriteľný rozmer pri akejkoľvek vedeckej práci. Je to tiež dôvod prečo som dala prednosť práci na univerzite pred čisto výskumnou inštitúciou.
Aké máte vedecké ciele do budúcna?
Chcela by som vymyslieť zvuk, ktorý by spaľoval tuk (smiech). Chcela by som každopádne pokračovať v projektoch. Nemám žiadne veľké ciele, ako napr. vymyslieť liek proti rakovine. Rada by som, ale v akustike to asi nepôjde. Skôr si myslím, že treba byť otvorený a čakať na problémy z reálneho života, ktoré bude treba riešiť. V tomto som stále skôr inžinier, nie vedec, pretože inžinieri problémy riešia a vedci ich skôr hľadajú. Som zo Stavebnej fakulty, takže mám stále tendenciu problémy riešiť priamočiaro. Momentálne sa nám rysuje spolupráca v oblasti aeroakustiky (doktorandka a odborníčka na veterné simulácie Dagmara Čeheľová).
Čo vám prinieslo ocenenie vedkyňa roka?
Vôbec som to neočakávala, v živote som sa do žiadnej súťaže a ani na žiadnu cenu neprihlásila. Iba raz na jedny bežecké preteky v Petržalke. Súťažím síce rada, ale vo vede mi to ani nenapadlo. Keď ma z katedry nominovali, bola to pre mňa veľká pocta uz sama o sebe a súhlasila som s tým. Myslela som si, že aj tak nemám šancu. Bola som prekvapená, že túto cenu dali niekomu, kto hľadá nové vedecké otázky a „bojuje na viacerých frontoch“. Teda, že komisia ohodnotila tzv. multidisciplinárny výskum. A čo mi to prinieslo? Napísalo mi kopec kamarátov z detstva, s ktorými som sa už dlho nevidela. Dúfam, že by to mohlo pomôcť aj pri získaní financií na projekty, ktoré sú podľa mňa zaujímavé a doteraz nemali dostatočnú pozornosť. Ocenenie si samozrejme vážim, hlavne kvôli tomu, že nebolo dané dogmaticky, v duchu ,,ty si urobil rekord v tejto disciplíne, tak tu máš cenu”. Som rada, že sa komisia dokázala pozrieť na celý problém z odstupu a ohodnotiť i všetrannosť. Za tento postoj im naozaj ďakujem.