Prva Slovenka, ki je postala profesorica na Harvardu: Študentje so tu nenasitni

Marinka Žitnik je doktorica računalništva, ki je doštudirala v Ljubljani, nato pa jo je želja po novih znanstvenih izzivih ponesla v tujino. Nekaj časa je bila zaposlena na Univerzi Stanford, nato pa je kot prva Slovenka zasedla častno mesto profesorice na Univerzi Harvard. Deluje na področju razvoja algoritmov, metod strojnega učenja in umetne inteligence za reševanje problemov v medicini in biologiji. Svojemu delu je predana z vsem srcem. Navdušuje jo delo z zagnanimi harvardskimi študenti, hkrati pa uživa v vodenju raziskovalne skupine, s katero prihajajo do novih znanstvenih spoznanj, v zadnjem času pa so se povezali celo z NASO. Marinka Žitnik nam je v intervjuju zaupala, kako izgleda njeno vsakodnevno delo, kakšen je njen pogled na znanost in umetno inteligenco, kaj počne v prostem času in kaj v zvezi s Slovenijo najbolj pogreša.

Kot profesorica na Harvardu delujete tudi v raziskovalni skupini. Kateri so aktualni znanstveni projekti, s katerimi se ukvarjate?

Delamo na različnih raziskovalnih projektih. Eno izmed vprašanj je, kako čim bolj pospešiti razvoj zdravil z uporabo umetne inteligence in avtomatizacije. Razvoj novega učinkovitega zdravila je izjemno dolgotrajen, drag in zahteven proces, ki v povprečju traja med 11 in 15 let. Moja skupina se ukvarja s tem, kako lahko pospešimo posamezne postopke znotraj tega dolgotrajnega procesa, tako da z uporabo algoritmov, ki prečešejo ogromne količine podatkov, najdemo najbolj učinkovite in obetavne kemikalije, ki bodo najverjetneje tvorile zdravilo, ki bo učinkovito in varno za paciente. Zelo sem navdušena, da smo v zadnjem času začeli sodelovati tudi z NASO. Pri tem nas zanima predvsem, kakšne so potrebe za prihajajoče misije, ki bodo raziskovale globoko v vesolje. Vse dosedanje misije v vesolje so bile namreč v nizki zemeljski orbiti. Izjema je bilo potovanje na Luno. Ker pa si v prihodnjih letih in desetletjih obetamo več potovanj s človeško posadko, pri katerih se bo šlo globlje v vesolje, nas zanima, kakšna so pri tem tveganja za človeka. Preko analize dosedaj zbranih podatkov, ki so se nanašali predvsem na miši in druge živali, je cilj razbrati, kako lahko vesolje vpliva na obnašanje, na aktivnost bioloških molekul v telesu in kako lahko to znanje nato prenesemo na človeka. 

V ZDA so si za cilj zadali, da bi do konca stoletja odpravili vse človeške bolezni. Želijo si podaljšati življenjsko dobo ljudi – ne samo za nekaj mesecev ali let, ampak za precej dlje. Umetna inteligenca bi mogoče lahko bila orodje za reševanje teh problemov. 

Na kateri dosežek v vaši dosedanji karieri ste najbolj ponosni?

Zelo me je veselilo, da je moja skupina v zgodnji fazi pandemije, marca 2020, postala del covid-19 Task Force iniciative za boljše razumevanje covida-19 v ZDA. Naša naloga je bila z uporabo umetne inteligence čim prej odkriti, ali bi lahko imelo katero od zdravil, ki so že na trgu, pozitivne učinke na paciente s covidom-19. Z algoritmom, ki smo ga uporabili pri tem pristopu, je bilo odkritih nekaj takih zdravil. Eno izmed njih je bilo tudi Remdesivir, ki je bilo nato poleti 2020 že avtorizirano s strani Ameriške agencije za hrano in zdravila. To je bila zame zelo navdihujoča in pozitivna izkušnja, ki je potrdila, da ima lahko razvoj algoritmov in matematičnih formul, s katerimi se ukvarjamo na vsakodnevnem nivoju, povsem praktične pozitivne učinke v svetu. Drugi večji dosežek - bolj na osebnem nivoju - je zagotovo ta, da sem uspela dobiti to profesorsko mesto na Harvardu. To je prvo profesorsko mesto na Harvardu, ki ga zaseda Slovenec oz. Slovenka. V to je bilo treba vložiti ogromno truda in dela. Da sem bila izbrana med 400 kandidati, je bilo potrebne tudi veliko pomoči mentorjev, verjetno tudi sreče. To je dosežek, na katerega gledam kot na priložnost, da čim bolj uresničim svoje potenciale, hkrati pa povezujem slovenske raziskovalce z Univerzo Harvard. S tem pripomorem tudi k večanju ugleda in prepoznavnosti slovenskih raziskovalcev po svetu.

Kaj je bilo tisto, kar je pretehtalo, da ste bili med 400 kandidati izbrani prav vi?

Pošten odgovor je, da ne vem točno, zakaj so izbrali prav mene. Interni postopek izbire ni bil nikomur razkrit. Sedaj, ko sem na drugi strani in ko smo letos in lani izbirali nove profesorje, vidim, koliko sreče mora nekdo imeti in koliko truda mora vložiti, da je izbran. Kandidata namreč preveri celoten profesorski zbor. Pregledajo vse podane prijave, nato pa volijo, kdo se je po njihovem mnenju v dosedanjem času dovolj izkazal. 

Zagotovo je v mojem primeru pretehtalo tudi področje delovanja. Ukvarjam se z umetno inteligenco in z možnostmi, ki jih ta ponuja na področju biologije in medicine. To je izjemno pomembno in zanimivo področje znanosti. Obeta se, da bomo lahko probleme, ki jih še nedavno ni bilo mogoče obravnavati, v prihodnjih letih reševali z algoritmi, modeli strojnega učenja in umetne inteligence. Zato se pojavlja vprašanje, kdo so ljudje, ki bodo delali na tem področju. V ZDA so si za cilj zadali, da bi do konca stoletja odpravili vse človeške bolezni. Želijo si podaljšati življenjsko dobo ljudi – ne samo za nekaj mesecev ali let, ampak za precej dlje. To so znanstvena vprašanja, o katerih so ljudje razmišljali že stoletja in za katere se je zdelo, da jih je nemogoče obravnavati. Umetna inteligenca bi mogoče lahko bila orodje za reševanje teh problemov. Imela sem srečo, da delujem ravno na področju, ki postaja za znanost zelo zanimivo, zato so univerze aktivno iskale kandidate, ki se s tem ukvarjajo. So pa seveda tudi standardni pogoji, ki jih je treba izpolnjevati; da ima kandidat dobro raziskovalno ozadje in uspehe s tega znanstvenega področja. 

Pomembna razlika, ki jo vidim med ZDA in Slovenijo, je, da je v ZDA manj poudarka na birokratskem vidiku znanosti. Napredovanje profesorja tukaj ni določeno s tem, ali ta s svojimi objavami zbere neko minimalno število točk, ampak z ocenami, ki mu jih podeli profesorski zbor. Ta dobro premisli, ali je delo, ki ga opravlja posameznik, dovolj kvalitetno, zanimivo in relevantno za napredovanje. 

Kaj vam je najbolj všeč pri delu, ki ga opravljate?

Najbolj všeč mi je ta občutek, ko veš, da si v mozaiku globalnega znanja, ki ga skupaj gradimo, dodal en kamenček. Da se, ko si nekaj odkril, zaveš, da si v tistem trenutku verjetno prvi in edini na svetu, ki to znanje imaš. To je nekaj izjemno navdihujočega, pri čemer se človek zelo dobro počuti. To me zelo navdušuje in vodi v vsakdanjem življenju.

Kateri so vaši glavni izzivi na funkciji profesorice na Harvardu, kar se tiče predavanj študentom?

Študenti na Harvardu so izjemno navdušeni in samoiniciativni. Vedo, da so na univerzi zato, da pridobijo čim več znanja in čim več povezav, kar pomeni, da je treba pripraviti čim bolj kvalitetna predavanja in študentom stalno postavljati izzive. Kar se tiče znanja, so študentje nenasitni. To je lahko zelo pozitivno, obenem pa zahteva, da je predavatelj vselej dobro pripravljen na vprašanja, ki jih študenti imajo. Ni možnosti, da bi zaspali na lovorikah, saj je treba nenehno slediti trenutnim trendom in razvoju znanosti, nato pa najti načine, kako kompleksne teme predstaviti čim bolj razumljivo, ker imajo ti študenti zelo raznovrstno ozadje. Vsako leto posodobimo učni material in pripravimo nove vsebine glede na napredek znanosti v zadnjem letu, da so študentom vselej dostopna najnovejša odkritja iz določene discipline.

Glede na to, da ste se spoznali tako s slovenskim kot z ameriškim znanstvenim okoljem; katere podobnosti in razlike med njima ste opazili?

Tako v Ameriki kot v Sloveniji imamo izjemne znanstvenike in raziskovalce, ki vlečejo voz naprej, poleg tega pa so vzorniki in mentorji, ki skrbijo za vzgajanje novih generacij in za ustvarjanje okolja, ki lahko pripomore k temu, da se mladi navdušujejo nad znanostjo in kasneje postanejo del znanstvenega prostora. Pomembna razlika, ki jo vidim med ZDA in Slovenijo, je, da je v ZDA manj poudarka na birokratskem vidiku znanosti. Napredovanje profesorja tukaj ni določeno s tem, ali ta s svojimi objavami zbere neko minimalno število točk, ampak z ocenami, ki mu jih podeli profesorski zbor. Ta dobro premisli, ali je delo, ki ga opravlja posameznik, dovolj kvalitetno, zanimivo in relevantno za napredovanje. Ne gre za neko administrativno seštevanje točk. Bolj se gleda na to, kakšni so učinki posameznikovega dela v znanosti in kako se ti učinki nato širijo v vsakdanje življenje. Ta princip se uporablja tako pri profesorjih kot pri študentih. Če mene ne bi bilo, kaj bi znanost s tem izgubila? Kako je posameznik s svojim delom pripomogel k razvoju znanosti? Opažam, da je na ameriškem univerzitetnem nivoju ogromno sodelovanja med različnimi oddelki, inštituti znotraj univerze. Mogoče tudi zato, ker so ameriške univerze pogosto organizirane v obliki kampusov, pri čemer se večji del vseh oddelkov, inštitutov in centrov nahaja geografsko blizu, zato med njimi prihaja do velikega pretoka profesorjev in študentov. Predmet, ki ga jaz poučujem, na primer poslušajo tako študenti računalništva, biologije kot študenti medicine.  

Umetna inteligenca kot orodje temelji na ideji, da algoritem pregleda velike količine podatkov iz preteklosti. Na osnovi tega se nauči, katera pravila so najbolj učinkovita in najbolj točna pri napovedovanju nekega vidika posameznikovega življenja. Če so podatki, ki smo jih izbrali, problematični, nepravilni, pristranski, se tega nauči tudi algoritem. Tako se lahko vse slabosti, o katerih smo se v družbi pogovarjali desetletja, preko algoritmov še bolj poudarjajo. 

Torej je poudarek na interdisciplinarnosti.

Točno tako. To je vsaj po mojih izkušnjah na Univerzi v Ljubljani manj očitno. Večinoma je bilo tako, da so predmet računalništvo poslušali le študenti na Fakulteti za računalništvo, vendar se tudi to v zadnjem času spreminja.

Ukvarjate se s področjem umetne inteligence. Katere so po vašem mnenju glavne nevarnosti pri implementaciji te v naše vsakodnevno življenje? 

Na to temo bi lahko imela celo predavanje. Začeti se je treba pogovarjati o morebitnih pasteh in nevarnostih, ki jih orodja umetne inteligence lahko prinašajo. To je izredno pomembno predvsem na tistih področjih, kjer se sprejemajo odločitve, ki neposredno vplivajo na človeka; na primer na področju zdravstva, medicine, zakonodaje in sodstva. 

Umetna inteligenca kot orodje temelji na ideji, da algoritem pregleda velike količine podatkov iz preteklosti. Na osnovi tega se nauči, katera pravila so najbolj učinkovita in najbolj točna pri napovedovanju nekega vidika posameznikovega življenja. Če so podatki, ki smo jih izbrali, problematični, nepravilni, pristranski, se tega nauči tudi algoritem. Tako se lahko vse slabosti, o katerih smo se v družbi pogovarjali desetletja, preko algoritmov še bolj poudarjajo. Zato se je zelo pomembno vprašati, kakšne so pristranskosti v podatkih, na katerih temelji algoritem. Več raziskav je pokazalo, da se lahko zgodijo slabe stvari, če se uporabe in vpeljave umetne inteligence lotimo algoritemsko. V ZDA je zelo odmevala študija, v kateri so preučevali algoritem, ki se je uporabljal za določitev tega, ali pacient izkuša dovolj visoko stopnjo bolečine, da je potrebno dodatno zdravljenje. Izkazalo se je, da je bil algoritem pristranski do temnopoltih, saj je podcenjeval njihovo stopnjo bolečine. Posledično je bilo 150 milijonov Američanov zdravljenih na način, da njihova bolečina ni bila enakovredno obravnavana. To je lahko velik problem in je hkrati le en primer uporabe umetne inteligence, ki lahko povzroči neenakovredno obravnavo ljudi. Na ta vprašanja moramo biti zelo pozorni. Veseli me, da se skupnosti s področja umetne inteligence intenzivno ukvarjajo z vprašanji, kako ugotoviti, kdaj ni pametno uporabiti umetne inteligence in je to odločitev bolje prepustiti človeku. 

Trenutno je zagotovo moja baza življenja v ZDA, v Bostonu, kjer preživim večino leta. Nekajkrat letno obiščem družino, ki jo imam v Sloveniji. Skušam graditi mostove in vzdrževati stike s slovenskimi raziskovalci. 

Kdaj se je pri vas rodila želja, da se podate v znanstvene vode? 

Od nekdaj sta me zelo zanimali matematika in logika. Že v zgodnjih razredih osnovne šole sem uživala v branju knjig in enciklopedij. Spomnim se, kako sem v roke vzela enciklopedijo, jo odprla na naključni strani in jo začela brati, ker se mi je zdela tako zanimiva. Že v zgodnjih letih so me zanimale naravoslovne discipline. To se je potem odrazilo v izbiri študijev matematike in računalništva. Nad to odločitvijo me je navdušil tudi moj brat, ki je dve leti starejši in je prav tako študiral ti dve smeri. Po zaključeni gimnaziji sem sicer razmišljala tudi o študiju medicine. Ker krvi ne prenašam najbolje, se za to nisem odločila. Potem sem že zgodaj ugotovila, da obstaja neka vmesna smer - bioinformatika, ki se ukvarja z uporabo računalniških znanj na področju medicine in biologije. Zdelo se mi je, da je to res nekaj, kar je zame, zato se od začetnih let dodiplomskega študija ukvarjam s tem področjem. 

Imate željo oziroma namen ostati v ZDA ali se nameravate čez nekaj let vrniti v Slovenijo?

Trenutno je zagotovo moja baza življenja v ZDA, v Bostonu, kjer preživim večino leta. Nekajkrat letno obiščem družino, ki jo imam v Sloveniji. Skušam graditi mostove in vzdrževati stike s slovenskimi raziskovalci. Kdo ve, kaj se bo zgodilo v prihodnjih desetih letih in kje bom. Vsekakor pa si dolgoročno gledano želim imeti močno bazo na obeh straneh Atlantika. 

Nekaj prostega časa imam. Običajno ga preživim tako, da se sprehodim do oceana ali do botaničnega vrta v Bostonu. Del prostega časa namenim tudi ASEF-u. To je Ameriško-slovenska izobraževalna fundacija, ki povezuje slovenske in ameriške raziskovalce. Na tak način vračam Sloveniji, kar sem od nje dobila – to popotnico za življenje. 

Kaj iz Slovenije najbolj pogrešate?

Najbolj pogrešam domače, mojega psička in dva mačka, vsakodnevno druženje z njimi. Želim si, da bi jih lahko pogosteje videvala. S pridom izkoriščamo Skype, Zoom in Whatsapp, da ostajamo v stiku na dnevni ravni.

Imate v tem natrpanem urniku sploh kaj časa zase? Kako ga najraje preživite?

Nekaj prostega časa imam. Običajno ga preživim tako, da se sprehodim do oceana ali do botaničnega vrta v Bostonu. V Bostonu imamo namreč najstarejši botanični vrt v ZDA, ki je zelo lep. Tako preživim veliko nedeljskih popoldnevov. Del prostega časa namenim tudi ASEF-u. To je Ameriško-slovenska izobraževalna fundacija, ki povezuje slovenske in ameriške raziskovalce. Pomagam pri organizaciji raznih dogodkov, pri izbiri študentov preko štipendijskega programa. Na tak način vračam Sloveniji, kar sem od nje dobila – to popotnico za življenje.

Katera glasba vas najbolj navdihuje?

Nimam nekega posebnega okusa, kar se glasbe tiče. Zelo všeč mi je instrumentalna filmska glasba, saj jo lahko poslušam, medtem ko zraven počnem kaj drugega. Všeč so mi tudi nekateri slovenski glasbeniki, kot je Iztok Mlakar. Na splošno so mi všeč pesmi, ki me spominjajo na slovenske kraje in slovenski dom.