Uživatelé a jejich projekty

Návrh nových peptidomimetik pro pro imuno-onkologii

Výzva: 36. Veřejná grantová soutěž, OPEN-36-29

Hlavní řešitelka: Jana Přecechtělová

Instituce: Univerzita Karlova

Oblast: biovědy

Výzkumná skupina profesora Pávka z Farmaceutické fakulty v Hradci Králové Univerzity Karlovy získala výpočetní čas na superpočítačích Karolina a LUMI k výzkumu jaderného receptoru NR2F6, který hraje klíčovou roli v imunitní odpovědi.

Výzkum realizuje širší multidisciplinární tým, který zahrnuje experimentátory i bioinformatiky. Výpočetní část využívá pro návrh a testování molekul simulace molekulární dynamiky a metody generativní AI.

Práce se zaměřuje na peptidomimetika – malé řetězce podobné proteinům, které narušují interakci mezi NR2F6 a koregulátorem NSD1, čímž mohou přispět k vývoji nových imunoonkologických terapií proti rakovině.

Kvantové metody pro pokročilou analýzu satelitních dat a GBS4EO

Výzva: 36. Veřejná grantová soutěž; OPEN-36-43

Hlavní řešitel: Jiří Tomčala

Instituce: IT4Innovations

Oblast: Vědy o Zemi

Gaussian Boson Sampling for Earth Observation (GBS4EO) je projekt financovaný Evropskou kosmickou agenturou (ESA), který reaguje na rostoucí potřebu efektivně analyzovat velké a složité objemy satelitních dat. Zpracování rozsáhlých datových sad však naráží na limity klasických počítačů, a kvantové technologie otevírají nové možnosti, jak tuto bariéru překonat. Zvláštní výzvu představují například úlohy, jako je detekce metanu v atmosféře nebo výběr hyperspektrálních pásem. Ta jsou velmi úzkými částmi elektromagnetického spektra a umožňují zachytit i jemné změny na Zemi, například ve stavu vegetace nebo emisích skleníkových plynů.

Výzkumný tým se proto zaměří na vývoj a testování nových algoritmů pro rychlou analýzu těchto dat, včetně návrhu metod pro simulaci Gaussian Boson Samplingu, který se normálně provádí na fotonových kvantových počítačích, nicméně součástí tohoto projektu je i jeho převod na supravodivé kvantové počítače. Knihovny budou nejprve vyvíjeny a testovány na superpočítačích Karolina a Barbora NG s cílem jejich integrace do hybridního kvantově-klasického algoritmu. Součástí bude také příprava dat, tvorba validačních postupů a nastavení reprodukovatelného prostředí pro testování těchto algoritmů jak pomocí simulací, tak přímo na našem supravodivém kvantovém počítači VLQ.

Dynamická 3D rekonstrukce přírodních scén

Výzva: 36. Veřejná grantová soutěž, OPEN-36-5, multiyear

Hlavní řešitel: Jhacson Meza

Instituce: České vysoké učení technické v Praze

Oblast: informatika

Jhacson Meza z Českého vysokého učení technického v Praze vyvíjí metody pro trojrozměrnou rekonstrukci dynamických změn v přírodě v čase – například pohybující se stromy, proudící vodu či měnící se vegetaci. Superpočítač Karolina mu pomůže vyvinout techniky rekonstrukce, které tyto změny zachytí, dokážou předpovědět jejich podobu při různých sezónních a světelných podmínkách a vytvořit fotorealistické vizualizace těchto předpovězených změn.

Cílem je zvýšit míru realismu ve virtuálních a rozšířených realitách, podpořit digitální zachování přírodních lokalit a nabídnout nové nástroje pro komunitu počítačového vidění a vědeckou obec. Výzkum je podporován Grantovou agenturou ČR v rámci projektu A Unified 3D Map Representation.

Simulace pro tokamak ITER

Výzva: 36. Veřejná grantová soutěž; OPEN-36-33

Hlavní řešitel: Šimon Vrba

Instituce: Akademie věd ČR

Oblast: Fyzika

Obrázek: Vlevo poloidální řez vákuovou nádobou tokamaku ITER. Vpravo časový vývoj teploty deuteriových iontů v ITER SOL během počáteční fáze vstřiku ELMu (nedokončená simulace).

Šimon Vrba z Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd ČR se pod vedením Dr. Davida Tskhakayi zabývá kinetickými simulacemi okrajových oblastí (SOL) tokamaků – zařízení pro řízenou termojadernou fúzi. Zaměřuje se na extrémní výbuchy plazmy (tzv. ELMs), které způsobují intenzivní tepelné zatížení divertoru a erozi materiálů, zejména wolframu. To představuje jednu z hlavních výzev pro dlouhodobý provoz budoucích fúzních reaktorů, jako je mezinárodní projekt ITER ve Francii.

Přidělený výpočetní čas na superpočítačích Karolina a Barbora NG tým využije k detailním kinetickým simulacím těchto procesů pomocí kódu BIT1. Výsledky pomohou lépe předpovědět tepelné toky, erozi a transport wolframu v okrajové plazmě – klíčové poznatky pro bezpečný a efektivní návrh tokamaků i jejich operačních scénářů. Výzkum přispívá pracovním balíčkům konsorcia EUROfusion (WP) a zároveň aktivitám organizace ITER, které sdružují výzkumné instituce a laboratoře zaměřené na vývoj fúzní energie.

Peptidy kontrolující zakřivení membrán

Výzva: 36. Veřejná grantová soutěž; OPEN-36-41

Hlavní řešitel: Robert Vácha

Instituce: CEITEC Masarykovy unvierzity

Oblast: Vědy o životě

Robert Vácha z CEITEC Masarykovy univerzity zkoumá, jak peptidy a proteiny interagují s buněčnými membránami. Buněčné membrány jsou velmi dynamické a neustále mění svůj tvar. Jejich úkolem je chránit buňku a zároveň oddělovat její vnitřní prostory od okolí. Některé molekuly rozpoznávají a preferují místa s určitým tvarem membrány (zakřivením), což může vést k jejich samovolnému uspořádání. Jiné naopak zakřivení membrány samy ovlivňují, a tím mění její tvar. Tyto procesy hrají důležitou roli například při transportu látek do buňky a z buňky, při dělení buněk, buněčné signalizaci i při virové infekci. Přestože jsou tyto procesy pro fungování buněk zásadní, stále neumíme spolehlivě určit, které proteiny jsou citlivé na zakřivení membrány a které jej samy vytvářejí. Zároveň zatím nemáme nástroje, jak tuto schopnost cíleně ovlivňovat.

Výzkumný tým proto využije výpočetní čas na superpočítači LUMI k molekulárním simulacím, které pomohou navrhnout nové peptidy schopné rozpoznávat zakřivení membrány nebo ho samy vytvářet. Tyto poznatky mohou v budoucnu přispět k vývoji nových biotechnologických a terapeutických nástrojů. Výzkum je podpořen programem MŠMT Inter-Excellence v rámci projektu Peptidy kontrolující membránové zakřivení (LUC25012).

Znakový jazyk, jeho překlad a interpretovatelnost

Výzva: 36. Veřejná grantová soutěž; OPEN-36-19

Hlavní řešitel: Marek Hrúz

Instituce: Západočeská univerzita v Plzni

Oblast: Informatika

Marek Hrúz ze Západočeské univerzity v Plzni vyvíjí systémy pro automatické rozpoznávání a překlad znakového jazyka, které dokážou interpretovat gesta rukou, mimiku i pohyby těla. Spolu s kolegy vyvinul SignLLaVa, který promítá vizuální prvky do reprezentací velkého jazykového modelu (Llama 3.1) a generuje tak psané překlady. Nyní se tým zaměřuje na sladění znakových jazyků s jejich mluvenými protějšky.

Pro trénování a testování umělé inteligence, která vizuální informace převádí do psané či mluvené řeči a zároveň umožňuje porozumět, jak systém znaky zpracovává, získal výpočetní čas na superpočítači LUMI. Hlavní misí je zlepšit komunikaci mezi uživateli znakového jazyka a lidmi mluvícími jinými jazyky a vytvořit technologie, které zvýší dostupnost vzdělávání, práce i veřejných služeb pro neslyšící komunitu.

Rekonstrukce čtvrtohorního zalednění hor a paleoklimatu ve střední Evropě

Výzva: 36. Veřejná grantová soutěž, OPEN-36-27, multiyear

Hlavní řešitelka: Cristina-Ioana Balaban

Instituce: Univerzita Karlova

Oblast: vědy o zemi

Ledovec Hardangerjøkulen v Norsku, který je považován za analogii zalednění v pohořích střední Evropy. Foto: Martin Margold.

Cristina-Ioana Balaban u Univerzity Karlovy využije superpočítač Karolina pro rekonstrukci čtvrtohorního zalednění a paleoklimatu ve střední Evropě. Cílem je zjistit, za jakých klimatických podmínek ledovce vznikaly, rostly a ustupovaly a jak to ovlivňovalo rostliny, živočichy i lidi v horách mezi velkými fennoskandskými a alpskými ledovci.

Výzkum je podpořen Grantovou agenturou ČR (25-17976S), na jeho řešení se budou podílet vědci z belgické Vrije Universiteit Brussel a výsledky pomohou lépe pochopit minulou distribuci přírody i lidí, klimatické změny a zároveň podpoří ochranu hor a vzdělávání veřejnosti.