MacArthur-ösztöndíjat kapott a különleges anyagokat kutató fizikus

A fizikus a szokatlan anyagok kutatásáért kapta az elismerést

Vincenzo Vitelli a metamateriális anyagok, az aktív anyagok és a nem kölcsönös rendszerek több részterületének úttörő kutatója. A MacArthur-ösztöndíjakat évente ítéli oda a John D. and Catherine T. MacArthur Foundation olyan alkotóknak és kutatóknak, akik a szervezet megfogalmazása szerint „kiemelkedő eredetiséget és elkötelezettséget mutatnak kreatív tevékenységükben”.

Vitelli laboratóriuma több szokatlan mozgási és alkalmazkodási formát mutatott be. Olyan robotokat is vizsgáltak, amelyek egyszerű fizikai elvek segítségével képesek összetett terepen navigálni. Kutatásaikban emellett spontán forgás jelent meg nem kölcsönös anyagokban, láthatóan egymástól független rendszereket összekapcsoló „rejtett” szimmetriákat tártak fel, és turbulens folyadékokban kialakuló mintázatokat tanulmányoztak.

A MacArthur Foundation bizottsága szerint Vitelli kutatása új metamateriális megoldásokat inspirál a gépészetben, a robotikában és a biofizikában. A bizottság úgy látja, munkája új kutatási irányokat nyit annak vizsgálatában is, hogy a nem kölcsönös fizika alapelvei miként alkalmazhatók a biológiában, az emberi viselkedésben és a mesterséges intelligenciában.

A támogatással az intelligens ágensek kollektív viselkedését kutatná

Vitelli munkája azt vizsgálja, milyen meglepő viselkedés alakulhat ki akkor, amikor sok alkotóelem, a molekuláktól a makroszkopikus tárgyakig, kölcsönhatásba lép egymással. A metamateriális anyagokat mesterségesen létrehozott anyagokként írja le, amelyek szokatlan tulajdonságokat mutathatnak. Az aktív anyagok olyan energiatároló vagy energiát hasznosító alkotóelemek csoportjaiból állnak, amelyek együtt viselkednek, hasonlóan ahhoz, ahogy a halak rajt alkotnak.

Az ösztöndíjból Vitelli egy régóta formálódó kutatási irányt szeretne elindítani, amelyet „ágensalapú soktestelméletnek” nevez. Ennek célja olyan információfeldolgozó ágensek kollektív viselkedésének elméleti leírása, mint az emberek, a botok, a sejtek vagy akár a molekulák. Ezek az egyedek külön-külön is rendelkezhetnek alkalmazkodó, intelligens viselkedés képességével. Vitelli azt szeretné megérteni, milyen törvényszerűségek jelennek meg sok ilyen ágens kölcsönhatásakor.

A fizikus szerint az elméleti fizikát két tulajdonsága teszi kreatív tevékenységgé: „vízióval rendelkezik, mert olyan dolgokat képzelünk el, amelyek még nem léteznek, és minimalista, mert egy elegáns, tömör nyelv, a matematika segítségével próbáljuk leírni őket.”

Vitelli a Chicagói Egyetem több intézetéhez kapcsolódik

Vitelli a Chicagói Egyetem James Franck Institute, Leinweber Institute for Theoretical Physics, Data Science Institute és Institute for Biophysical Dynamics intézeteinek tagja vagy társult kutatója. Az AI+Science kutatási kezdeményezéssel is együttműködik, valamint az egyetemen az Eric and Wendy Schmidt AI in Science ösztöndíjasait mentorálja.

Alapképzését az Imperial College Londonban végezte, doktori fokozatát a Harvard Egyetemen szerezte. A Chicagói Egyetemhez való csatlakozása előtt a Leideni Egyetem Instituut, Lorentz for Theoretical Physics intézetének oktatója volt, korábban pedig a Pennsylvaniai Egyetemen dolgozott posztdoktori kutatóként. Tagja az American Association for the Advancement of Science és az American Physical Society közösségének.

Az elismerésről telefonon értesítették. Vitelli elmondása szerint először azt hitte, hogy valaki tréfát űz vele, és csak akkor kezdte elhinni a hírt, amikor arra kérték, hogy egy hivatalos telefonszámon hívja vissza az alapítványt. A támogatás személyes szabadságot és nyugalmat adhat neki az új kutatási irány elindításához, amely az anyagok fizikájától az információt feldolgozó rendszerekig terjeszti ki a kollektív viselkedés vizsgálatát.