Η Ακαδημία Αθηνών εξέλεξε χθες την καθηγήτρια κυρία Λυδία Καβράκη ως αντεπιστέλλον μέλος της, από Έλληνες επιστήμονες του εξωτερικού, στον κλάδο της «Επιστήμης των Υπολογιστών –Εμβιομηχανικής».
Η Δρ. Λυδία Ε. Καβράκη είναι καθηγήτρια στην έδρα Noah Harding, στα τµήµατα Επιστήµης Υπολογιστών και Εµβιοµηχανικής (Bioengineering) του Πανεπιστηµίου Rice στο Χιούστον του Τέξας. Επίσης, διδάσκει και συνεργάζεται µε το τμήμα Ηλεκτρολόγων και Μηχανικών Υπολογιστών του ίδιου Πανεπιστηµίου. Είναι πρόεδρος του Κέντρου Keck, το οποίο αποτελεί τµήµα του Gulf Coast Consortia, ενός οργανισµού για τη δια-πανεπιστηµιακή συνεργασία σε θέµατα υγείας. Mε αυτή την ιδιότητα έχει την εποπτεία της συνεργατικής εκπαίδευσης και έρευνας στις εφαρµοσµένες επιστήµες υγείας ανάµεσα στο Πανεπιστήµιο του Rice και σε έξι ακόµη ιδρύµατα στην περιοχή του Χιούστον.
Η Δρ. Καβράκη τελείωσε τις προπτυχιακές της σπουδές στο Πανεπιστήµιο της Κρήτης το 1989, ενώ ολοκλήρωσε τις µεταπτυχιακές και διδακτορικές της σπουδές στο Πανεπιστήµιο Stanford των ΗΠΑ το 1992 και το 1995, αντίστοιχα. Διετέλεσε ερευνητική συνεργάτης στο Πανεπιστήµιο Stanford, πριν ενταχθεί στην ακαδηµαϊκή κοινότητα του Rice το 1996. Τα ερευνητικά ενδιαφέροντα της Δρ. Καβράκη εµπίπτουν στον τοµέα της ροµποτικής όπως, επίσης, και της υπολογιστικής δοµικής βιολογίας και της βιοπληροφορικής. Με τη δουλειά της έχει αναπτύξει µια ενοποιηµένη θεωρία για την επίλυση προβληµάτων µε δεδοµένα υψηλών διαστάσεων, τα οποία απαντώνται στο φυσικό κόσµο, και η εργασία της έχει δώσει το έναυσµα για καθοριστικές τεχνολογικές εξελίξεις στην επιστήµη των υπολογιστών και στη βιοϊατρική.
Η Δρ. Καβράκη είναι µέλος της Εθνικής Ακαδηµίας Ιατρικής των ΗΠΑ καθώς και της Ακαδηµίας Ιατρικής, Μηχανικής και Επιστήµης του Τέξας. Είναι εταίρος του Association for Computing Machinery (ACM), του Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), του Association for the Advancement of Artificial Intelligence, του American Institute for Medical and Biological Engineering, του American Association for the Advancement of Science και του World Technology Network. Επίσης, διετέλεσε εταίρος του οργανισµού Sloan και διακεκριµένη ερευνήτρια του οργανισµού Whitaker, ενώ η επιστηµονική προσφορά της έχει αναγνωριστεί και τιµηθεί µε πολλαπλά βραβεία. Έχει χαρακτηριστεί ως µία από τους “10 Λαµπρούς Επιστήµονες”, από το περιοδικό Popular Science και ως µία από τους “100 Κορυφαίους Νέους Ερευνητές στον Κόσµο”, από το περιοδικό Technology Review του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ).
Στον τοµέα της ροµποτικής, η Δρ. Καβράκη εισήγαγε µια νέα γενιά αλγορίθµων για τον σχεδιασµό κίνησης ροµπότ, µε χαρακτηριστικό παράδειγµα τον αλγόριθµο Probabilistic Roadmap Method (PRM). Η µέθοδος PRM βασίζεται στη δειγµατοληψία του χώρου και συνδυάζει την τυχαιότητα, ως ένα µέσο εξερεύνησης χώρων υψηλής διάστασης, µε τοπικές γεωµετρικές τεχνικές, οι οποίες προσδίδουν γνώση σχετική µε το υπό-εξέταση ροµπότ. Η µέθοδος υπολογίζει µονοπάτια που µπορεί να ακολουθήσει ένα ροµπότ, για να εκτελέσει µια εργασία, αποφεύγοντας, παράλληλα, συγκρούσεις µε το περίπλοκο περιβάλλον στο οποίο κινείται. Η αρχική, και σηµείο αναφοράς, δηµοσίευση της µεθόδου (στο περιοδικό “Transactions on Robotics and Automation” το 1996) έχει περισσότερες από 3.700 αναφορές.
Με τον αλγόριθµο PRM αλλά και τη µετέπειτα δουλειά της, η Δρ. Καβράκη έχει εδραιώσει µία νέα ερευνητική κατεύθυνση για το σχεδιασµό κίνησης ροµπότ, η οποία είναι, πλέον, κυρίαρχη στον τοµέα. Σήµερα, υπάρχουν θεµατικές ενότητες σε κορυφαία συνέδρια ροµποτικής, εξ ολοκλήρου αφιερωµένες σε µεθόδους σχετικές µε τη µέθοδο PRM. Η µεθοδολογία που έχει αναπτύξει, έχει υιοθετηθεί τόσο από τον ακαδηµαϊκό χώρο όσο και από το χώρο της βιοµηχανίας. Η Δρ. Καβράκη έχει αποδείξει πως οι αρχές στις οποίες βασίζεται η µέθοδος PRM, µπορούν να επεκταθούν από το χώρο των καθαρά γεωµετρικών προβληµάτων, σε προβλήµατα που συµπεριλαµβάνουν κινηµατικούς και δυναµικούς περιορισµούς, καθώς και περιορισµούς λόγω των φυσικών ιδιοτήτων και της υψηλής διάστασης των χώρων λύσεων.
Έχει δουλέψει σε προβλήµατα τα οποία κυµαίνονται από το σχεδιασµό κίνησης για µικρά επαναδιαµορφούµενα ροµπότ, µέχρι την πρόσδεση διαστηµοπλοίων στον Διεθνή Διαστηµικό Σταθµό. Αυτή την περίοδο, δουλεύει σε συνεργασία µε την National Aeronautics and Space Administration (NASA) των ΗΠΑ πάνω στο σχεδιασµό κίνησης του ανθρωποειδούς ροµπότ της NASA, Robonaut 2 (R2). Η έρευνα της Δρ. Καβράκη έχει αναπτύξει αλγορίθµους για αναζήτηση σε πολύπλοκους χώρους υψηλών διαστάσεων, θέµα το οποίο αποτελεί ένα από τα θεµελιώδη προβλήµατα στην Επιστήµη Υπολογιστών.
Η δουλειά της αυτή επιτυγχάνει µία πρωτότυπη σύζευξη µεταξύ της γεωµετρίας και της φυσικής των προβληµάτων, η οποία έχει αποδειχθεί κρίσιµης σηµασίας στη βιολογία και στην ιατρική. Η Δρ. Καβράκη έχει µελετήσει προβλήµατα τα οποία σχετίζονται µε τον υπολογισµό των πιθανών τρισδιάστατων µορφών στις οποίες µπορεί να βρεθεί ένα βιοµόριο και οι οποίες επηρεάζουν την αλληλεπίδρασή του µε άλλα βιοµόρια. Υπήρξε από τους πρώτους οι οποίοι πρότειναν την εφαρµογή µεθόδων από το πεδίο της ροµποτικής στην ανάλυση της χωροταξικής δοµής των πρωτεϊνών για το σχεδιασµό φαρµάκων, εγκαινιάζοντας µια καινούργια κατεύθυνση έρευνας για την ανακάλυψη νέων θεραπευτικών ουσιών. Η Δρ. Καβράκη συνεργάζεται µε το αντικαρκινικό κέντρο M.D. Anderson στο Χιούστον, προκειµένου να µεταφερθούν τα ευρήµατα της έρευνας σε κλινικές µελέτες για τη βελτίωση της ανθρώπινης υγείας.
Η ερευνητική της δουλειά έχει υοθετηθεί ευρέως από την ακαδηµαϊκή κοινότητα και έχει βρει πρακτικές εφαρµογές. Η Δρ. Καβράκη υλοποίησε τους αλγορίθµους, που έχει προτείνει για το σχεδιασµό κίνησης ροµπότ µε βάση τη δειγµατοληψία του χώρου, σε µία ανοιχτού κώδικα βιβλιοθήκη, την Open source Motion Planning Library (OMPL). Η βιβλιοθήκη αυτή χρησιµοποιείται σε 65 διαφορετικά ροµποτικά συστήµατα και έχει περισσότερους από 1.500 εγγεγραµµένους χρήστες. Αποτελεί τµήµα ενός ροµποτικού λειτουργικού συστήµατος µε την ονοµασία ROS (Robot Operating System) καθώς και της βιοµηχανικής έκδοσης του ROS. Η OMPL βιβλιοθήκη έχει βραβευτεί στον παγκόσµιο διαγωνισµό για λογισµικό ανοικτού κώδικα το 2012 (World Open Source Software Challenge Grand Prize).
Οι αλγόριθµοι σχεδιασµού κίνησης ροµπότ που έχει αναπτύξει, αποτελούν, πλέον, τµήµα της διδακτέας ύλης σε µαθήµατα ροµποτικής. Επιπρόσθετα, ερευνητές από το αντικαρκινικό κέντρο M.D. Anderson καθώς και την ιατρική σχολή του Baylor College έχουν χρησιµοποιήσει τις µεθόδους µελέτης πρόσδεσης µορίων για την ανάπτυξη πεπτιδοµιµητικών φαρµάκων κατά του άσθµατος. Αυτή τη στιγµή οι δηµοσιεύσεις της µετρούν πάνω από 20.000 αναφορές, µε αποτέλεσµα να κατέχει h-index 63. Η δουλειά της έχει υποστηριχθεί µε περισσότερα από 13 εκ. δολάρια από ερευνητικές χρηµατοδοτήσεις. Επιπλέον, έχει λάβει 3.6 εκ. δολάρια σε εκπαιδευτικές χορηγήσεις. Η Δρ. Καβράκη έχει διατελέσει πρόεδρος σε κορυφαία συνέδρια και συµµετέχει σε εξωτερικές συµβουλευτικές επιτροπές σε αρκετά πανεπιστήµια και οργανισµούς, συµπεριλαµβανοµένου του Πανεπιστηµίου Ιωαννίνων στην Ελλάδα.
Είναι µέλος της συντακτικής επιτροπής σε οκτώ διεθνή περιοδικά και στη σειρά βιβλίων Springer Star, στον τοµέα της ροµποτικής. Διευθύνει ένα από τα δεκατέσσερα εκπαιδευτικά προγράµµατα της Εθνικής Βιβλιοθήκης Ιατρικής των ΗΠΑ στη βιοπληροφορική. Συνεισφέροντας στη διεθνή συζήτηση πάνω στα οφέλη και τους κινδύνους της τεχνολογίας, η Δρ. Καβράκη ηγήθηκε της οργάνωσης του συνεδρίου “Άνθρωποι, µηχανές και το µέλλον της εργασίας” το 2016.
