Στέφανος Ζαούτσος: Από τα αμφιθέατρα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στο Χάρβαρντ

Συνέντευξη στον Χρήστο Μπεχλιβάνο

Στη Βοστώνη των Ηνωμένων Πολιτειών βρίσκεται από τις αρχές του έτους ο Στέφανος Ζαούτσος, Καθηγητής του τμήματος Συστημάτων Ενέργειας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, με την ιδιότητα του Fulbright Visiting Professor στο John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, του Harvard University προκειμένου να συνεργαστεί με το ερευνητικό Εργαστήριο Εύκαμπτης Ρομποτικής (Bertoldi Group: Materials by design) στο πλαίσιο ερευνητικής δραστηριότητας για την μελέτη, το σχεδιασμό και την ανάπτυξη εύκαμπτων ρομποτικών συστημάτων (soft robotics).

Η πολύμηνη παραμονή του στο Harvard University αποσκοπεί στη συμβολή του για την ανάπτυξη «έξυπνων» εύκαμπτων ενδοσκοπίων και χειρουργικών οργάνων με τη χρήση μετα-υλικών (metamaterials), για την εφαρμογή τους σε ασφαλέστερες και όσο το δυνατόν λιγότερο αναίμακτες
ενδοσκοπικές επεμβατικές και χειρουργικές πράξεις.

Κύριε Zαούτσο, ποιος είναι ο σκοπός της πολύμηνης παραμονής σας στο Πανεπιστήμιο του Harvard;
Πρόκειται για μία επιστημονική προσπάθεια η οποία έπειτα από πρόσκληση σε μια ανταγωνιστική διαδικασία αξιολογήθηκε θετικά, χρηματοδοτείται από το Ίδρυμα Fulbright και αφορά σε ένα νέο επιστημονικό πεδίο στον τομέα ανάπτυξης εύκαμπτων ρομποτικών συστημάτων το οποίο αναμένεται να ανατρέψει όλα τα δεδομένα στην επιστημονική περιοχή της ρομποτικής στο άμεσο μέλλον.
Με απλά λόγια, τα στιβαρά μηχανικά τμήματα των ρομποτικών συστημάτων όπως τα γνωρίζουμε έως σήμερα με τα μειονεκτήματα που διαθέτουν όταν βρεθούν σε μη ελεγχόμενο και “μη φιλικό” περιβάλλον, θα δύνανται να αντικατασταθούν από εύκαμπτα, υβρικά και πολυλειτουργικά υλικά τα οποία θα επιτελούν ελεγχόμενες κινήσεις όμοιες με αυτές των μελών ενός έμβιου οργανισμού δίνοντας έτσι στο ρομποτικό σύστημα απεριόριστες δυνατότητες μηχανικής κίνησης και κινηματικής συνέχειας.

Η βασική φιλοσοφία της εύκαμπτης ρομποτικής βασίζεται στην “επιστήμη της βιομιμητικής” η οποία συνιστά τη διαδικασία μεταφοράς προτύπων από το βιολογικό στο μηχανικό ανάλογο. Πιο συγκεκριμένα, περιλαμβάνει την δημιουργία και παραγωγή βιοεμπνευσμένων υλικών, μετά από μελέτη και προσομοίωση βιολογικών συστημάτων, χρησιμοποιώντας ως πρότυπο οργανισμούς με επιθυμητά χαρακτηριστικά και ιδιότητες.

Στην προσπάθεια αυτή σημαντικός είναι ο ρόλος νέων δομών υλικών, των επονομαζόμενων μετα – υλικών (metamaterials), τα οποία διαθέτουν μηχανικές ιδιότητες που μέχρι τώρα δεν γνωρίζαμε ή δεν είχαμε αξιοποιήσει σε επίπεδο εφαρμογών. Η χρήση των μετα-υλικών ως εύκαμπτα τμήματα και μέλη των ρομποτικών συστημάτων θα αποδώσει στα ρομποτικά συστήματα μια ρεαλιστική
προσομοίωση της μηχανικής συμπεριφοράς ενός έμβιου οργανισμού προσδίδοντας την ευελιξία και την ευκαμψία που διαθέτουν τα μέλη του.

Βέβαια σε αυτή την ευχάριστη συγκυρία, αποτελεί ιδιαίτερη χαρά και τιμή για μένα αφ΄ενός η πρόσκληση και αφ’ ετέρου η συνεργασία με την υπεύθυνη της ερευνητικής ομάδας Katia Bertoldi, William and Ami Kuan Danoff Professor of Applied Mechanics, στο Harvard University. Η συγκεκριμένη ερευνητική ομάδα τoυ Εργαστήριου Εύκαμπτης Ρομποτικής αποτελεί παγκοσμίως μια πρωτοποριακή ομάδα ανάπτυξης εύκαμπτων ρομποτικών συστημάτων και το γεγονός της αγαστής συνεργασίας μας θα αποδώσει πολλαπλά οφέλη τόσο για την συγκεκριμένη ερευνητική δραστηριότητα όσο και για το Εργαστήριο Προηγμένων Υλικών και Κατασκευών του Τμήματος Συστημάτων Ενέργειας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας.

Ποιες είναι σε πρακτικό επίπεδο οι εφαρμογές ανάπτυξης αυτού του νέου
επιστημονικού πεδίου;

Το πεδίο εφαρμογής αυτών των νέων πολυμερικών και ελαστομερικών μετα-υλικών με σύνθετες μικρο- και μεσο- δομικές ιδιότητες, στην εύκαμπτη ρομποτική, δίνει απεριόριστες δυνατότητες σε ένα ευρύ πεδίο επιστημονικών κλάδων όπως η επεμβατική χειρουργική, η ιατρική αποκατάσταση και ορθοπεδική υποβοήθηση, ο κλάδος των κατασκευών, η περιβαλλοντική επιστήμη κ.ά.

Ο σχεδιασμός νέων έξυπνων εύκαμπτων ενδοσκοπίων και χειρουργικών εργαλείων, βασισμένων στις αρχές της μικρομηχανικής ακριβείας “precision micromechanics”, για την πλήρως ελεγχόμενη μετακίνησή τους με σκοπό την αποφυγή τραυματισμών και βλαβών κατά τη διάρκεια μιας χειρουργικής επέμβασης ή μίας ενδοσκόπησης, αποτελεί μόνον ένα από τους τομείς εφαρμογής αυτών των νέων ρομποτικών συστημάτων. Μία άλλη πολύ ενδιαφέρουσα και χρήσιμη εφαρμογή αποτελεί η ανάπτυξη εύκαμπτων ρομπότ σε συσκευές ιατρικής και κινητικής αποκατάστασης. Συστήματα εξωσκελετικής υποβοήθησης ατόμων με μερικά ή χρόνια κινητικά προβλήματα, θα ενσωματώνουν τεχνικές ανάπτυξης και κατασκευής που βασίζονται σε εύκαμπτα ρομποτικά στελέχη και συσκευές.

Ακόμη τα εύκαμπτα ρομποτικά συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την ανίχνευση βλαβών και δυσλειτουργιών σε υποθαλάσσιο περιβάλλον εγκαταστάσεων όπως πλατφόρμες εξόρυξης πετρελαίου ή φυσικού αερίου καθώς και για την ανίχνευση ύπαρξης ανθρώπινης παρουσίας σε περιπτώσεις κατάρρευσης κτιρίων και υποδομών αποφεύγοντας την αποστολή εξειδικευμένου ανθρώπινου δυναμικού και τους κινδύνους που αυτή ενέχει.

Kαι φυσικά οι μελλοντικές εφαρμογές της χρήσης των εύκαμπτων ρομπότ δεν έχουν τέλος. Με την εμπέδωση και προσαρμογή ειδικών αισθητήρων και μικρομηχανισμών σε αυτού του τύπου τις ρομποτικές συσκευές θα υπάρχει πλέον η δυνατότητα να επιτελούν εξειδικευμένες μετρήσεις και εργασίες π.χ. απορρύπανσης, σε χώρους περιβαλλοντικά επιβαρυμένους όπου το έμψυχο προσωπικό δεν θα ήταν δυνατό να εργαστεί με ασφάλεια.

Με τη χρήση και εφαρμογή τεχνολογιών της τρισδιάστατης εκτύπωσης στα μετα-υλικά θα είμαστε σε θέση πλέον να σχεδιάζουμε, να υλοποιούμε και να κατασκευάζουμε “κατά παραγγελία” εύκαμπτα ρομποτικά συστήματα ακριβείας π.χ. συσκευές ενδοσκόπησης με “εξατομικευμένες” διαστατικές, ανατομικές και μηχανικές ιδιότητες προσαρμοσμένες στις ανάγκες του κάθε ασθενή, ή
συσκευές αποκατάστασης προσαρμοσμένες και στοχευμένες στο ειδικότερο κινητικό πρόβλημα του κάθε ατόμου.

Ποια είναι τα στοιχεία τα οποία κατά την άποψή σας διαθέτει το Πανεπιστήμιο του Harvard, τα οποία το καθιστούν διεθνώς κορυφαίο Πανεπιστημιακό Ιδρυμα;

Αυτό που πιστεύω ότι θα εντυπωσίαζε τον καθένα έχει να κάνει κυρίως με το επίπεδο οργάνωσης, τις διεπιστημονικές συνέργειες, τη φοιτητοκεντρική φιλοσοφία στην εκπαιδευτική διαδικασία και φυσικά το ομαδοσυνεργατικό πνεύμα που διέπει όλες τις δομές του Πανεπιστημίου αλλά και ευρύτερα. Αντιλαμβάνεστε λοιπόν κ. Μπεχλιβάνο ότι ένα τέτοιο ακαδημαϊκό περιβάλλον, αποτελεί την ιδανική θερμοκοιτίδα για την παραγωγή αξιόλογου ερευνητικού έργου, καινοτομικής δραστηριότητας και αριστείας.

Θα πρέπει να τονιστεί βέβαια ότι η Βοστώνη αποτελεί την έδρα αρκετών κορυφαίων
Πανεπιστημίων όπως το Harvard University, to Massachusetts Institute of Technology (MIT), το Tufts University, το Boston University το Northeastern University κ.ά. τα οποία βρίσκονται διαχρονικά στις πρώτες 10 θέσεις στην παγκόσμια λίστα κατάταξης των καλύτερων πανεπιστημίων.
Συνεπώς όλα τα παραπάνω ευνοούν, θα τολμούσα μάλιστα να πω ότι επιταχύνουν κιόλας, την δημιουργία νέων επιστημονικών πεδίων και την πρόοδο νέων επιστημονικών και τεχνολογικών υπηρεσιών υψηλής στάθμης σε όλους τους σύγχρονους τομείς έρευνας και ανάπτυξης και κατατάσσουν το Πανεπιστήμιο του Harvard στην κορυφή της λίστας αξιολόγησης διεθνώς.

Ποιος είναι ο απώτερος στόχος αυτού του επιστημονικού εγχειρήματος;

Πέραν της επιστημονικής επιτυχίας και εξέλιξης που μπορεί να έχει μια τέτοια προσπάθεια μετά τη μελέτη, υλοποίηση και φυσικά την τελική εφαρμογή, είναι εξίσου σημαντικό κατά την άποψή μου, να γίνει ευρεία διάχυση αυτής της τεχνογνωσίας στους φοιτητές που φοιτούν στο τμήμα Συστημάτων Ενέργειας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας αλλά και ευρύτερα ώστε να δημιουργηθεί μια ερευνητική ομάδα με επιστημονικές δεξιότητες και εξειδίκευση στο επιστημονικό πεδίο που
σας προανέφερα. Ευτυχώς η τεχνολογία μας έχει εφοδιάσει με αρκετά χρήσιμα εργαλεία – ακόμη και με μεθόδους “εξ αποστάσεως” – για τη διάχυση των μέχρι τώρα επιστημονικών αποτελεσμάτων και την πρόοδο του ερευνητικού έργου στους προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές και τους υποψήφιους διδάκτορες της ερευνητικής ομάδας του Εργαστηρίου Προηγμένων Υλικών και Κατασκευών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας.

Φυσικά η συνεργασία με το εργαστήριο Εύκαμπτης Ρομποτικής του Πανεπιστημίου του Harvard αναμένεται να συνεχιστεί και με άλλες συνέργειες σε ερευνητικό και εκπαιδευτικό επίπεδο ενδυναμώνοντας με τον τρόπο αυτό τις ερευνητικές μας προσπάθειες και επιπρόσθετα αποσκοπώντας στην πληρέστερη κατάρτιση και εκπαίδευση των φοιτητών στο τμήμα μας.

Θεωρείτε ότι είναι σε θέση τα ελληνικά πανεπιστήμια σήμερα να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις που επιβάλλουν οι σύγχρονες ανάγκες στην εκπαίδευση και έρευνα;
Πάντα πίστευα ότι τα ελληνικά πανεπιστήμια διαθέτουν αξιόλογο επιστημονικό και ερευνητικό δυναμικό το οποίο ανταποκρίνεται επαρκώς τόσο σε επίπεδο εκπαίδευσης όσο και σε επίπεδο ερευνητικής δραστηριότητας στις σημερινές προκλήσεις της επιστήμης, έρευνας και ανάπτυξης παρά τις όποιες αντιξοότητες κατά καιρούς αντιμετωπίζουν σε ζητήματα υποχρηματοδότησης, έλλειψης ακαδημαϊκού και διοικητικού προσωπικού ή οργανωτικής δομής. Τα πανεπιστήμια της χώρας μας διαθέτουν αρκετές νησίδες αριστείας και αξιόλογου ερευνητικού έργου σε πολλούς
κλάδους επιστημών. Αυτό εξάλλου προκύπτει και από το γεγονός ότι αρκετά πανεπιστήμια της χώρας μας κατέχουν διεθνώς αξιόλογες θέσεις στις παγκόσμιες λίστες κατάταξης πανεπιστημίων.

Επίσης ας μη ξεχνάμε ότι διαχρονικά Έλληνες επιστήμονες, απόφοιτοι φυσικά των ελληνικών πανεπιστημίων διέπρεψαν και διαπρέπουν επιστημονικά σε πολλά αξιόλογα Ιδρύματα των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής και της Ευρώπης. Το γεγονός αυτό αποδεικνύει και την ποιότητα της εκπαίδευσης και κατάρτισης που παρέχουν τα ελληνικά πανεπιστήμια.

Πέραν τούτου όμως, θα διαπιστώσει πλέον κανείς στα πανεπιστήμια του εξωτερικού και την παρουσία μίας άλλης κατηγορίας αξιόλογων Ελλήνων επιστημόνων. Είναι η “γενιά διαρροής επιστημόνων” (brain drain generation) όπως συνηθίζεται να την ονομάζουμε. Πρόκειται για νεότερους Έλληνες επιστήμονες, αποφοίτους ελληνικών πανεπιστημίων της τελευταίας 15ετιας οι οποίοι εργάζονται ως ακαδημαϊκοί ή ερευνητές σε τμήματα και εργαστήρια ξένων πανεπιστημίων,
σε όλο το φάσμα των ειδικοτήτων και επιστημονικών κλάδων. Mε κατάλληλα κίνητρα ένας αριθμός αυτών των επιστημόνων θα μπορούσε να επαναπατριστεί ώστε να προσφέρει και να συνεισφέρει στα Ιδρύματα της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης της χώρας μας. Συνεπώς κλείνοντας θα σας έλεγα ότι αν υπάρξει η βούληση να υιοθετηθούν ορισμένες καλές πρακτικές από το επιστημονικό γίγνεσθαι των παγκοσμίως αναγνωρισμένων και κορυφαίων Ιδρυμάτων τριτοβάθμιας εκπαίδευσης, όπως το Πανεπιστήμιο του Harvard το οποίο έχω την χαρά να βρίσκομαι αυτή τη χρονική περίοδο, τα ελληνικά πανεπιστήμια μπορούν να επιτελέσουν ένα αξιόλογο ρόλο στην προαγωγή της εκπαίδευσης, της έρευνας και της αριστείας διεθνώς.