Þekkingarsetur í fræðilegri tölvunarfræði við Háskólann í Reykjavík fagnar 20 ára afmæli í ár. Magnús Már Halldórsson, prófessor við tölvunarfræðideild HR, er forstöðumaður setursins og er einn af stofnmeðlimum þess. En hvað er fræðileg tölvunarfræði, hvað er verið að rannsaka í setrinu og hver er Magnús? Í tilefni afmælisins forvitnumst við aðeins um það.

„Ég gekk í MH á sínum tíma. Þar kynntist ég tölvum í fyrsta skipti, varð dolfallinn og vissi að það yrði svona framtíðarvettvangurinn,“ segir Magnús sem menntaði sig síðan í Bandaríkjunum þar sem hann lauk grunn- og mastersnámi í tölvunarfræði og stærðfræði og einnig doktorsprófi.

„Doktorsnámið þróaðist á aðeins aðra vegu en ég hafði lagt upp með. Ég byrjaði að fikta við tölvur, við forritun enda sá maður tækifæri fyrir að geta gert alla skapaða hluti með tölvum. Það var ekki erfitt að sjá fyrir mikið af framtíðinni, þessi samskiptabylting hefur kannski verið eitthvað sem ég sá ekki fyrir, en hvað tölvur sem tæki gátu gert það var eitthvað sem að var nokkuð ljóst. Þannig að ég sá þetta fyrir mér sem svona spurningu um forritun og öflugri forritun og svo framvegis. En svo þróaðist það þannig í framhaldsnáminu að ég fór að vinna að svona fræðilegum spurningum og á endanum þá færðist ég alveg yfir í það,“ segir Magnús.

Magnús lauk doktorsprófi frá Rutgers-háskóla í Bandaríkjunum árið 1991 og fluttist þá til Japans ásamt japanskri eiginkonu sinni og þeirra fyrsta barni. Þar var fjölskyldan í fjögur ár og starfaði Magnús við tvo japanska háskóla. Þau fluttu síðan til Íslands og Magnús hóf störf við Raunvísindastofnun Háskóla Íslands. Árið 2007 hóf hann svo störf hjá HR en hafði verið, eins og áður er nefnt, hluti af Þekkingarsetri í fræðilegri tölvunarfræði HR frá upphafi þess árið 2005, enda starfsemi setursins hugsað víðar en aðeins innan HR.

Reiknirit: Uppskrift að lausnaraðferðum

Aðspurður hvað séu fræðilegar spurningar í tölvunarfræði lýsir Magnús því sem hann fæst við.

„Ef ég fókusera á það sem ég geri þá erum við að nota tölvu til að leysa einhver viðfangsefni, það er eitthvað sem forritið á að gera og það eru ákveðin tæknileg atriði varðandi það hvernig það er útfært og svo framvegis, en grunnhugmyndin þarna á bakvið er ákveðin lausnaraðferð. Við getum kallað uppskrift að því sem þarf að gera. Það þarf að útfæra það í ákveðnum tungumálum af því að tölvur þurfa þetta mjög nákvæmlega af því það eru mismunandi forritunarmál, tækni og tól og svo framvegis, en á bakvið það stendur þessi lausnaraðferð eða uppskrift. Hún er í raun óháð því hvaða tækni þú ert að nota, hvaða tölvu eða hvaða forritunarmál. En það er í rauninni það sem ég hef glímt við síðan, það eru þessar uppskriftir. Að leysa verkefni óháð tölvunni en þannig að tölvurnar myndu leysa það hraðvirkt.“

Magnús segir mjög gaman að glíma við þetta og viðfangsefnin hafa þróast út í það að spurningarnar verða meira og meira abstrakt.

„Það er að segja hvað eru flóknustu viðfangsefnin? Hvað eru grundvallarspurningarnar sem eru síðan kjarninn í því sem þú þarft að leysa almennt? Því það sem þú ert að leysa eða gera er oft mjög sértækt fyrir ákveðna einstaklinga eða ákveðnar aðstæður en við erum í raun að fást við grunnspurninguna: hvernig glímir maður við svona aðstæður þegar maður er með þessa tegund af viðfangsefni?“

Þannig fást vísindamenn Þekkingarseturs í fræðilegri tölvunarfræði við vísindin sem liggja á bakvið tæknina.

„Tölvunarfræðin er blanda af vísindum og tækni og við lítum á okkur sem svona grunnvísindin undir tölvunarfræðinni. Það eru ýmis konar atriði sem við fáumst við og þessi hópur okkar hefur alltaf verið dálítið breiður. Við samanstöndum af fjórum mismunandi undirhópum en erum öll að fást við stærðfræðilega eiginleika, eitthvað sem er hægt að lýsa stærðfræðilega, sem er grunnur að tölvunarfræði sem faggrein. Sér í lagi ef þú vilt hafa einhverja tryggingu fyrir því að eitthvað sé að virka þá þarftu að leiða það út, þá þarftu að sýna fram á það og hvernig sýnirðu fram á það? Þú getur sannað það stærðfræðilega og það er það sem við leitumst við að gera. Ekki bara að þú vitir að þetta virkar oftast nægilega vel, heldur að þetta leysi í rauninni verkefnið alltaf,“ segir Magnús.

Viðfangsefni Þekkingarsetursins

Þá er stór hópur innan setursins sem fæst við það að tryggja að hugbúnaður sé réttur, það er að það séu ekki villur í honum eða veilur, eða að eitthvað virki ekki eins og það eigi að virka.

„Það er erfiðasta viðfangsefni tölvunarfræðinnar, að tryggja það að hugbúnaður geri það sem við viljum að hann geri. Yfirleitt er það leyst þannig að hann er prófaður nægilega mikið þannig að fólk sé sæmilega sannfært um það. En stundum er ekki nóg að þú bara prófir það oft. Þú vilt fá einhverja tryggingu fyrir því að þegar komið sé að þúsundasta skiptinu þá komi ekki allt í einu upp einhver veila, sér í lagi ef þú ert að vinna með eitthvað þar sem mannslíf standa á bakvið, hvort sem það er til dæmis kjarnorkubúnaður, ýmis konar heilbrigðistækni eða flugstjórnarbúnaður. Þá viltu leggja meira í það að sanna að hugbúnaður sé réttur, og það er hópur hérna sem fæst akkúrat við vísindin bak við þetta. Að greina eiginleika hugbúnaðar og þá tækni við það að hann virki eins og hann eigi að gera,“ segir Magnús.

Þá er einnig hópur í setrinu sem vinnur að því að sjálfvirknivæða vinnu stærðfræðinga.

„Þá ertu í rauninni að taka þekkingu sem hefur verið gerð í höndunum og leiða út stærðfræðilegar setningar í forritum. Það hefur skilað mjög miklum árangri.“

Þekkingarsetrið hefur frá upphafi verið öflugt að sögn Magnúsar og nokkuð stór hópur staðið að stofnun þess á sínum tíma. Starfseminni hefur síðan vaxið fiskur um hrygg og nýdoktorum og doktorsnemum til að mynda fjölgað til muna.

„Við höfum staðið fyrir vikulegum málfundum, við höfum staðið fyrir ráðstefnu á hverju ári, við fáum mikið af gestum í heimsókn, og höfum alltaf verið með töluvert af ungu fólki hvort sem það eru nýdoktorar eða doktorsnemar, þannig að það er mikil virkni hérna í gangi og hefur alltaf verið,“ segir Magnús.

Mikilvægi grunnrannsókna

Aðspurður hvaða þýðingu það hafi fyrir íslenskt vísindasamfélag að stundaðar séu grunnrannsóknir á borð við þær sem gert er í Þekkingarsetri um fræðilega tölvunarfræði segist Magnús telja að það skipti miklu máli.

„Við eigum að stefna að því að vera alþjóðlega samkeppnishæf. Við erum náttúrulega það fá að við getum ekki gert alla skapaða hluti en það sem við tökum okkur fyrir hendur eigum við að gera eins vel og við getum og það hefur verið okkar markmið. Okkur hefur gengið vel að verða vel metin í þessu alþjóðlega rannsóknarsamfélagi og það má sjá á ýmsum mælikvörðum. Ég held að það eigi að vera markmið okkar allra. Auðvitað viljum við sinna því sem skiptir sérstaklega máli á Íslandi en við viljum gera það samt á þann veg að það hafi almenna skírskotun. Þannig jafnvel þótt við séum að gera eitthvað fyrir lítinn fjölda þá hefur það víðari skírskotun líka,“ segir Magnús og heldur áfram:

„Ég held að almennt viljirðu hafa þessa þekkingu alla leið niður tæknistaflann. Þú vilt ekki bara vinna á því lagi sem byggist á yfirborðsþekkingu. Þú vilt hafa með fólk sem nær alla leiðina niður ef svo má segja. Og við reyndar höfum góða reynslu af því, það hefur verið leitað til okkar og við höfum getað beitt þeirri tækni sem við þekkjum til í ýmsum fræðilegum spurningum eða tólum. Til að mynda þá var hugbúnaður innan Íslenskrar erfðagreiningar sem nýtti sér þekkingu okkar á ákveðnum gagnastrúktúrum, sem eitt dæmi. Við erum að glíma við sífellt flóknara samfélag. Við erum orðin svo nettengdur heimur, við getum ekki bara litið á okkur sem eitthvað eyland þannig við verðum að hafa þekkingu á því sem er nýjasta nýtt og sterkast í dag. Sér í lagi varðandi öryggismál myndi ég segja. Þannig að allt sem snýr að því að tryggja að það sem þú ert með sé rétt og öruggt, það er mikilvægt að hafa það mjög solid.“

Skapandi fag

Að lokum segir Magnús að fræðileg tölvunarfræði sé alls ekki þurr og leiðinleg heldur þvert á móti skapandi fag.

„Eins og kollegi minn sagði: Ég get ekki hætt að gera svona stærðfræði vegna þess að ég þarf að hafa eitthvað kreatívt. Þá hugsa menn að þetta sé svo langt frá því að vera kreatívt, þetta er engin list en jú. Þú þarft að sýna fram á þetta mjög nákvæmlega, stærðfræðilega, sem hljómar formlegt, en það ferlið í að komast þangað sem er svo skapandi. Það sem er svo skemmtilegt við þetta starf er að ég get farið með það hvert sem er. Hvort sem ég er í gönguferð eða í sturtu þá get ég glímt við þessar spurningar, og fæ oft hugmyndirnar þannig. Það má líta á það sem einskonar íhugun að glíma við fræðileg viðfangsefni. Ég er ansi hræddur um að það eru margir sem átta sig ekki á því hvað maður getur fengið mikið út úr því að fást við slíkt,“ segir Magnús Már Halldórsson, forstöðumaður Þekkingarseturs í fræðilegri tölvunarfræði við Háskólann í Reykjavík.