WŁODZIMIERZ HOLSZTYŃSKI·28 LISTOPAD 2016
(Wcześniejsze 2 części dałem po angielsku na FB)

Pracowałem w czymś jakby instytucie naukowym. Była późna wiosna roku 1977. Przez dłuższy czas mój manager, chociaż był przemiłym człowiekiem, w ogóle nie dał mi żadnego zlecenia. Także nie miałem szansy nauczenia się ich własnego systemu softwarowego, działającego na obrazach na przykład pól uprawnych, uzyskanych na ogół przez satelitę. Takie, okazało się, było zarządzenie przełożonego mojego managera – żeby nie dać mi żadnej pracy. Co więcej, biuro dostałem w skrzydle budynku, który dopiero kończono. Poza “murarzami”, byłem tam jedynym. Nie było tam innych pracowników firmy, tylko ja. Miałem dużo światła, było przestronnie, nieco sporo kurzu. Przypomniał mi się mój wiersz o dzieciństwie w Warszawie:

rosłem w domach
które rosły ze mną

W tej sytuacji pracowałem nad projektami managerów z innych działów, głównie nad dwoma tematami: 1.sejsmiczny; 2. procesowanie komputerowych obrazów. Były to dwa absolutnie różne działy, różne zastosowania, w ogóle niepowiązane. Dostrzegłem jednak związek. I stąd wzięły się moje patenty.

W projekcie sejsmicznym chodziło o odkrycia nafty i gazu ziemnego pod płytą Michigan. W terenie robiono wąskie tunele, w których umieszczano czujniki. Ciężką kulę z żelaza zwalali z wysokości na ziemię – łup!. Powstawały w ziemi fale. Czujniki falowanie mierzyły. Na tej podstawie starano się zgadnąć, co się dzieje pod ziemią (jest tam nafta?). Dodam, że fale opisywane są w Analizie Matematycznej przez liniowe równania cząstkowe drugiego rzędu.

Cała procedura była kosztowna. Liczba tuneli i czujników była ograniczona przez koszty, itd. Tak to robiono zanim inżynier z firmy, gdzie pracowałem, procedurę wzbogacił (opatentował jeszcze zanim się do firmy przyłączyłem). Bowiem przed nim wytwarzano fale podłużne, które rozciągały się i kurczyły w kierunku rozchodzenia się fal – taki był efekt upadku ciężkiej kuli. Natomiast nasz inżynier wpadł na pomysł, żeby i jak wytwarzać fale poprzeczne, które były co najmniej równie ważne dla analizy, chyba nawet ważniejsze. Otóż w terenie, na żelaznej podstawie (jakby na żelaznej podłodze) wyrastała w górę niewysoka, ale gruba ściana żelazna. Na podłodze stawiano armatę i strzelano. Odrzut pocisku ciskał armatę na ścianę. Od tego rozchodziły się fale poprzeczne. Cała podłoga gwałtownie tarła o ziemię, przesuwała się poziomo, pod kątem do kierunku rozchodzenia sie fal, czyli w poprzek. Prosty pomysł, świetny!

Wynalazca dał mi prace do przeczytania i zostawił mnie w spokoju. Miło. A jednocześnie pracowałem nad procesowaniem obrazów, to był projekt St2 (tak go będę nazywał). Tym razem to były inne obrazy niż wspomniane wcześniej (gdzie rozpoznawano zboża, na podstawie samego zdjęcia; nawet próbowali przewidywać urodzaj). Lider projektu, St2, w czasie wywiadu zadał mi pytanie, ale nie miało sensu, i on tylko na nie machnął ręką. Natomiast w czasie pracy, przy pierwszej okazji pytał już serio, Otóż St2 zaabsorbował podejście do procesowania obrazów pewnych matematyków (czy czego tam) francuskich. Byli ci Francuzi znani w całym amerykańskim środowisku, zajmującym się procesowaniem obrazów. Tylko część operacji w ich publikacjach miała praktyczne zastosowanie. Pod tym wpływem, a może nie, St2 starał się o patent. Szło mu wolno, bo jego pomysł miał w Stanach już ktoś wcześniej, i nawet opatentował. Więc St2 starał się opatentować tylko ulepszenie, a nie główną ideę (która już była znana – o tych komplikacjach patentowych nikt mi wtedy nie powiedział, lecz dowiedziałem się dopiero po pewnym czasie, gdy musiałem zainteresować się istniejącymi patentami).

Na ogół obrazy są interpretowane jako prostokątna siatka “pixels” (czyli kropek komputerowych). Tak jest najprościej. Ale może dlatego, że to było juz znane, to St2 rozwijał reprezentacje obrazów przez siatkę sześciokątną. Uzyskiwał ją z kwadratowej przez przesunięcie parzystych rzędów trochę w lewo, a nieparzystych trochę w prawo, przy czym te rzędy wystpuja nieco ścislej. W wyniku uzyskuje się siatkę kropek o wierzchołkach tworzących trójkąty równoboczne. Natomiast sześciokątne są otoczenia tych kropek, gdzie te otoczenia przylegają jedno do drugiego, bez zachodzenia na siebie wzajemnie. Te wszystkie odległości istnieją tylko jako interpretacja, której trzymamy się konsekwentnie. “Hardwarowe” kropki, które siedzą w komputerze, nic o tych odstępach nie wiedzą. Komputer wie jedynie, która kropka z którą jest połączona bezpośrednio.

St2 i jego zespół zauważyli pewne podstawowe regularności, ale od lat nie byli w stanie zobaczyć skąd się wzięły, jak je udowodnić. Więc dostałem od St2 trzy podstawowe pytania: o przemienności operacji zwężania i poszerzania, o łączności tychże, i trzeciego pytania teraz nie pamiętam. Odpowiedziałem w pięć minut, bo to była zwykła algebra. Należało ją dostrzec, to wszystko. Dodam, że sposób w jaki St2 uzyskał sześciokatną siatkę wymagał ekstra wysiłku i zaciemnił algebrę (w sensie psychicznym 🙂 ).

Dzięki Józefowi Sławnemu, zajmowałem się z nim w przeszłości Mechaniką Statystyczną, a tematyka procesowania obrazów (p.o.) była o tyle prostsza, że aż dziecinna. Ruszyłem w dziedzinie p.o. z kopyta, jak nikt inny.

W przypadku sejsmicznym w grę wchodziły zaawansowane metody analizy matematycznej. Stosuje się metody numeryczne, ale związan e ze znajdywaniem analitycznych rozwiązań. W przypadku procesowania obrazów patrzy się na dyskretne kropki w obrazie, żeby na przykład odróżnić obraz krowy od czołgu, albo tkanki rakowej od zdrowej, itd. Tam żadne regularne wzory nie wchodza w grę.

Zrozumiałem lub wyobraziłem sobie, że te dwa różne problemy (sejsmiczny i rozróżnianie krowy od czołgu), i wiele wiele innych, można rozwiązywac za pomocą nowego rodzaju komputera, o nowego typu architekturze. “Wiele wiele” piszę bardzo odpowiedzialnie, bo sformułowalem i udowodniłem o tym ogólne twierdzenie. Swoją kopię całego rękopisu straciłem, ale oryginał istnieje w biurze patentowym, w ramach “zaplecza wynalazku” (background).

Zabawne, że wtedy prawie wcale nie miałem pojęcia o komputerowym hardware. Zabawne, bo dla mnie odświeżające.

Na zakończenie niniejszej części wspomnę, że piszę niefrasobliwie, ale w owym czasie, przy składaniu o pracę, a potem z powodu podjęcia się obowiazków, o których nie miałem pojęcia, itd., odczuwałem ogromne napięcie. W mojej grupie (w firmie) stosowano statystyczne metody, przy sesjsmiczym problemie chodziło o stosowaną Analizę Matematyczną, i w każdym momencie miałem być gotów, żeby zająć się dowolnym tematem (dlatego podjąłem się tej pracy)… To były nieznane mi rzeczy, w środku odczuwałem przerażenie i bezradność, choć nigdy nie panikowałem. Chyba kochałem adrenalinę.

Po latach już się nie bałem… Ale to już inna historia.