Laureaci ERC Starting Grants 2022

Europejska Rada ds. Badań Naukowych opublikowała listę laureatów Starting Grants 2022. Badania zrealizuje czworo naukowców pracujących w Polsce. Laureaci kierują także projektami finansowanymi przez NCN.

Laureatami konkursu o Starting Grants w tej edycji zostali: dr hab. Katharina Boguslawski i dr hab. Piotr Wcisło, profesorowie z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, dr inż. Rafał Kucharski z Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz dr Adam Kłosin z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN. Granty zrealizują także naukowcy z Polski pracujący za granicą. Ogółem ERC sfinansuje 408 projektów.

Nagroda NCN i StG w jednym roku

Katharina Boguslawski i Piotr Wcisło pracują na tym samym wydziale – Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK. Piotr Wcisło bada najprostsze układy atomowe i molekularne, których strukturę można wyliczyć z podstawowych praw teorii kwantowej, i mierzy ich własności niezwykle dokładnie, wykorzystując najnowocześniejsze techniki laserowe. W październiku tego roku otrzymał Nagrodę NCN, najbardziej prestiżowe wyróżnienie dla młodych naukowców pracujących w Polsce, m.in. za wykorzystanie ultradokładnej spektroskopii laserowej do testowania teorii kwantowej i poszukiwania nowej fizyki wychodzącej poza model standardowy.

ERC nagrodziła jego projekt, którego głównym celem jest zbadanie struktury cząsteczki wodoru na niespotykanym dotąd poziomie dokładności. Na badania „New experimental methods for trapping cold molecular hydrogen”, które potrwają 5 lat, otrzyma 1,9 miliona euro. Molekuła wodoru jest bardzo atrakcyjna do badania fizyki podstawowej, bo to najprostsza molekuła jaka istnieje w przyrodzie – ma tylko dwa protony i dwa elektrony. Można ją bardzo dokładnie wyliczyć z zasad teorii kwantowej, bardzo trudno ją jednak mierzyć eksperymentalnie, gdyż słabo oddziałuje z polami elektromagnetycznymi. – W środowisku w ogóle się nie dyskutuje o tym, żeby pułapkować molekułę wodoru. A my we wniosku nie dość, że pokazaliśmy, że nie ma fundamentalnych fizycznych ograniczeń, żeby to zrobić, to jeszcze zaproponowaliśmy konkretny schemat, jak to zrobić, wykorzystując m.in. bardzo silne lasery i nadprzewodzące cewki – mówi laureat.

Badacz kierował lub kieruje pięcioma grantami NCN. – Grupa, którą stworzyłem, opiera się w dużej mierze na finansowaniu z NCN. Gdyby nie było takiej instytucji, nie byłbym naukowcem w Polsce – mówi. Jest laureatem licznych nagród i wyróżnień. Był na stażu podoktorskim w amerykańskim Joint Institute for Laboratory Astrophysics i stypendystą Fulbrighta w Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Rewolucyjne modele obliczeniowe

Katharina Boguslawski jest chemiczką kwantową, w swoich badaniach łączy chemię, fizykę, matematykę i informatykę stosowaną. Skupia się na rozwoju nowatorskich metod obliczeniowych pozwalających na modelowanie właściwości cząsteczek chemicznych o dużych rozmiarach, bez konieczności robienia badań eksperymentalnych. ERC przyznała jej grant w wysokości ponad 1,2 mln euro na projekt „Devising Reliable Electronic Structure Schemes through Eclectic Design”. Badaczka chce zrewolucjonizować metody przydatne w tworzeniu nowych materiałów o lepszych właściwościach bez zwiększania kosztów obliczeniowych symulacji. – Planuję przełamać paradygmaty obliczeniowe stosowane w elektronice organicznej, np. do projektowania bardziej wydajnych ogniw fotowoltaicznych – mówi. Część wyników jej badań może mieć zastosowanie w przemyśle. W ramach projektu ma powstać także instrument obliczeniowy black box, z którego będą mogli korzystać użytkownicy chcący modelować materiały przy użyciu chemii kwantowej.

Prof. Boguslawski studia magisterskie i doktoranckie ukończyła na Politechnice Federalnej w Zurichu. Staż podoktorski odbyła na Politechnice Federalnej w Zurichu oraz McMaster University w Kanadzie. Jest laureatką wielu prestiżowych wyróżnień. Na badania, które stały się podstawą grantu ERC poświęciła dziesięć lat. Kieruje grantem SONATA NCN. – Zaproponowałam nowe modele matematyczne do badania pierwiastków ciężkich, np. związków występujących w odpadach radioaktywnych powstających przy produkcji energii jądrowej – wyjaśnia naukowczyni. Dodaje, że kierowanie grantem NCN było „pierwszym krokiem na drodze do ERC”. – To było moje pierwsze doświadczenie jako kierowniczki projektu i osoby odpowiedzialnej za grupę badawczą. Takie doświadczenie jest bardzo ważne dla ERC.

Gry miejskie z AI

Sztuczna inteligencja (AI) coraz więcej rzeczy umie robić lepiej od nas – wygrywa z nami w szachy, w gry strategiczne i gry akcji, niedawno po raz pierwszy wygrała konkurs malarski. Ma przewagi, bo ma dostęp do danych i obliczeń w czasie rzeczywistym, szybciej podejmuje decyzje i podejmuje lepsze decyzje. Zaawansowane algorytmy wykorzystywane są m.in. w edukacji, medycynie i obronności, pomagają w rolnictwie czy projektowaniu budynków. Rafał Kucharski zbada, jaki wpływ będzie miała sztuczna inteligencja na mobilność miejską. Badacz z Uniwersytetu Jagiellońskiego, specjalista od transportu i uczenia maszynowego, otrzymał StG ERC na projekt: „Playing urban mobility games with intelligent machines. Framework to discover and mitigate human-machine conflicts”.

Ruch miejski, infografika Marcin Wierzchowski

– To jak funkcjonują miasta i że pewne drogi się korkują, a linie tramwajowe czy autobusowe są bardziej obciążone wynika z interakcji między ludźmi i z naszych decyzji, o której godzinie wyjechać, jaki środek transportu i trasę wybrać. Jeśli decyzję zaczną podejmować za nas roboty czy maszyny ze sztuczną inteligencją, to jest ryzyko, że z nami wygrają – mówi naukowiec. Może się okazać, że właściciele samochodów wyposażonych w sztuczną inteligencję mniej czasu stracą w korkach, a ci którzy nie dysponują dostępem do technologii, będą ponosić coraz większe koszty, bo ograniczone zasoby zostaną wykorzystane przez sztuczną inteligencję. – W moim projekcie chcę sprawdzić, czy faktycznie tak będzie, jak będziemy współistnieć z maszynami i jak ewentualnie tym negatywnym scenariuszom przeciwdziałać – dodaje. Na badania Europejska Rada ds. Badań Naukowych przyznała mu 1,49 mln euro. Projekt będzie trwał pięć lat.

Rafał Kucharski zajmował się tematyką transportu studiując i pracując na Politechnice Krakowskiej, Uniwersytecie La Sapienza w Rzymie, w KIT Karlsruhe, na Uniwersytecie Technicznym w Delft oraz jako pracownik firm technologicznych. Projektował algorytmy predykcji ruchu drogowego wykorzystane m.in. w Pekinie, Dusseldorfie, Abu-Dhabi i Turynie oraz modele transportowe wykorzystywane do strategicznego rozwoju Warszawy i Krakowa. W Delft był zatrudniony jako postdoc w projekcie finansowanym przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych. Jest laureatem grantu NCN OPUS, który prowadzi na Wydziale Matematyki i Informatyki UJ, dotyczącego mobilności współdzielonej w czasie pandemii. – Fakt, że prowadzę własny projekt i kieruję czteroosobowym zespołem, był bardzo dobrze oceniony przez recenzentów ERC – mówi naukowiec.

Lepsze poznanie mechanizmów regulujących ekspresję genów

Adam Kłosin jest biologiem komórkowym i genetykiem badającym mechanizmy regulacji genów u eukariontów. Celem jego projektu nagrodzonego StG ERC pt. „The spatial organization of gene regulation in embryonic development” jest zbadanie procesów regulujących organizację przestrzenną ekspresji genów podczas rozwoju embrionalnego i podczas odpowiedzi na stres w zarodkach organizmu modelowego, nicienia Caenorhabditis elegans. Czynniki transkrypcyjne regulujące aktywność genów tworzą lokalne zagęszczenia w jądrze komórkowym podczas rozwoju embrionalnego i w odpowiedzi na stres. Badania z ostatniej dekady sugerują, że tego typu struktury są kondensatami tworzącymi się w wyniku zlokalizowanego rozdziału faz. Projekt zbada właściwości, funkcje i regulację tych kondensatów z użyciem wysokorozdzielczej mikroskopii konfokalnej i opracuje nowe techniki do badania interakcji czynników transkrypcyjnych z materiałem genetycznym zawartym w chromatynie uzyskanej z komórek nicieni. Badania te przyczynią się do lepszego zrozumienia podstawowych mechanizmów regulujących ekspresję genów podczas różnicowania się komórek w normalnym procesie rozwojowym, jak i w sytuacjach stresu środowiskowego (np. podwyższona temperatura).

Kondensaty białkowe tworzone przez czynnik transkrypcyjny HSF-1 w jądrach komórek wczesnego embrionu C. elegans pod wpływem stresu termicznego, fot. A. Kłosin

Adam Kłosin studiował na uczelniach w Perugii i Dreźnie, doktorat uzyskał w Centrum Regulacji Genomowej w Barcelonie, staż podoktorski odbył w Instytucie Biologii Molekularnej i Genetyki im. Maxa Plancka w Dreźnie. Jest laureatem programu Polskie Powroty NAWA 2022, w ramach którego realizuje komponent badawczy finansowany przez NCN pt. „Znaczenie wewnętrznie nieuporządkowanych domen białkowych w różnicowaniu komórek”.

Wsparcie osób i instytucji

Laureaci ERC 2022 podkreślają, że w trakcie starań o grant otrzymali wsparcie od wielu osób i instytucji – m.in. uczelni, na których pracują, Biura Doskonałości PAN czy KPK NCBR. Konsultowali wnioski ze specjalistami w swoich dziedzinach, a po przejściu do drugiego etapu konkursu uczestniczyli m.in. w szkoleniach z prezentacji, mieli wsparcie native speakerów. – Jeśli ktoś sam próbuje przygotować aplikację, to wydaje mi się, że jest na straconej pozycji – mówi Piotr Wcisło.