20
Zprávy a oznámení
 Prof. Ing. Juraj Valsa, CSc.
Dne 4. září 2013 odešel ve věku 80 let profesor Juraj Valsa,
vynikající učitel a vědec, klasik s hlubokými technickými
znalostmi, teoretik i vynikající experimentátor, průkopník
a zanícený propagátor nových idejí.
Léta 1933-1951 (dětství, studia)
Juraj Valsa se narodil 19. ledna 1933 v obci Záměl
v bývalém okrese Rychnov nad Kněžnou. 1. září 1939, kdy
nastupoval do školy, nacisté napadli Polsko a začala 2. světová
válka. Jeho otec byl jako odbojář vězněn v koncentračním
táboře, z něhož se již nevrátil, a matka byla totálně nasazena.
J. Valsy se v této těžké době ujali příbuzní z nedalekého
Potštejna. Prvních 5 let školní docházky absolvoval zde
a rovněž v Brně v letech 1939-1943. Poté pokračoval jako
gymnazista v Kostelci nad Orlicí a v Brně až do roku 1951.
Léta 1951-1974 (VTA a VAAZ Brno, Egypt)
Přestože jej zpočátku přitahovala chemie, jeho nevšední
technické nadání jej nakonec přivedlo na brněnskou Vojenskou
technickou akademii (VTA), kde v letech 1951-1956 studoval
vojensko-inženýrský obor. Studia ukončil jako nadporučík.
Řada jeho spolužáků si hledala zaměstnání v nejrůznějších
institucích, například v Tesle Opočínek či v Pardubicích
v oblasti vysílací techniky, ale i na brněnské poště. Juraj Valsa
nastoupil jako občanský zaměstnanec na Katedru
radiotechniky (K53) VTA, kterou tehdy vedl kapitán Ing. Josef
Čajka. Spolu s ním na katedře přibylo několik dalších civilních
zaměstnanců z řad čerstvých absolventů VTA, například
V. Mikula a D. Černohorský, pozdější profesoři na VUT
v Brně.
Během studia na VTA objevil Juraj Valsa v jedné ze skříní
v laboratoři katedry trosky TV kamery z německé řízené střely
s nepoškozeným superikonoskopem. Spolu se třemi spolužáky
vytvořil svůj první výzkumný tým, který se pustil do stavby
TV kamery. Kameru sestavili ze čtyř částí: synchronizační
obvody, zesilovače, systém vychylování, zdroje. Každý
ze studentů navrhoval a poté vyrobil jednu z nich. Kamera byla
realizována v rámci kolektivní diplomové práce. Oponent
v domnění, že se jedná jen o studii, nebyl z diplomové práce
nadšen. Když však studenti představili funkční přístroj, rychle
Slaboproudý obzor
Roč. 69 (2013) Číslo 3
změnil názor. Po absolvování VTA a nástupu na Katedru
radiotechniky pokračoval J. Valsa ve výzkumu z oblasti
televizní techniky spolu s A. Krtičkou, který působil
na Katedře vojenských radiových stanic. Zhruba do roku 1960
byly postaveny další modifikace TV kamer, jak se
superikonoskopem, tak i s vidikonem. Jedna varianta byla
doplněna vysílačem a umístěna spolu s akumulátory ve vozidle
V3S. Jako taková byla využívána na řadě vojenských cvičení.
Další verze pak byla umístěna na samohybném dělu. Zpočátku
se tedy televize využívala v rámci vojenských cvičení k řízení
a vedení boje. Kolem roku 1958 navazuje J. Valsa spolupráci
s prof. Navrátilem z II. Interní kliniky nemocnice u Sv. Anny.
Výsledkem bylo využití televize v lékařství na operačních
sálech. J. Valsa pak zúročuje své zkušenosti ve výuce televizní
techniky pro vybrané specializace a rovněž vydáním knihy
„Televizní technika“ v SNTL v roce 1964.
Na Katedře radiotechniky dochází k postupnému
konstituování Skupiny teorie elektronických obvodů (TERO),
která byla vedená docentem Čajkou a jejímiž členy byli
i J. Valsa a později A. Krtička. Tato skupina přechází v roce
1962 na Katedru teoretické elektrotechniky a radiotechniky
(K338), od roku 1971 s kódovým označením K301. J. Valsa
pracoval ve skupině radioelektronických obvodů, kterou vedl
náčelník katedry profesor Čajka. V skupině tehdy působilo
několik odborníků, kteří významnou měrou přispěli k rozvoji
teorie elektrických obvodů u nás, zejména Čajka, Valsa,
Mikula, Pospíšil, Bogr, Krtička a Štefl. V tomto prostředí
dochází k rychlému odbornému růstu J. Valsy. V roce 1970
publikuje s J. Čajkou dva významné články v prestižním
časopise Electronics Letters. Silně jej ovlivnilo jeho působení
na MTC (Military Technical College) v egyptské Alexandrii
v roce 1960. Po přemístění této vojenské vysokoškolské výuky
do Káhiry se J. Valsa vrací do Egypta a vyučuje zde v letech
1962-1964 a 1968-1971. V období let 1963-1968 píše
převážně sám nebo ve spolupráci s kolegy Čajkou a Krtičkou
řadu učebních textů a skript z oboru televizní techniky a teorie
obvodů, mezi nimi vynikající učební fondy v angličtině pro
výuku na MTC Cairo.
Z přehledu výzkumných úkolů, do jejichž řešení byl
J. Valsa zapojen v letech 1956-1973, vyplývá jeho postupná
orientace na problematiku modelování elektrických obvodů
a matematických algoritmů pro jejich počítačové řešení.
Z dnešního pohledu působí první simulační experimenty
J. Valsy na VTA v letech 1958 až 1968 poněkud neskutečně.
K dispozici byly analogové počítače MEDA a AP3 s možností
grafického výstupu na speciálním zapisovači Bruel & Kjaer,
případně děrnoštítkové organizační automaty Hollerith. V roce
1965 obhajuje Ing. Valsa kandidátskou disertační práci
na téma „Numerický výpočet přechodných dějů v lineárních
obvodech“. Výpočty byly prováděny na mechanickém ručním
kalkulátoru Odhner a elektrickém kalkulátoru Friden. Od roku
1965 je na VTA k dispozici MINSK 22, což byl na svou dobu
velmi spolehlivý celotranzistorový počítač se vstupem z děrné
pásky, která se připravovala na sovětském vojenském
dálnopisu, s operační pamětí (podle dnešních měřítek) asi 36
kB a s přídavnou magnetickou páskovou pamětí ve druhém
sále. Na tomto dnes nepředstavitelném hardware realizoval
Slaboproudý obzor
Roč. 69 (2013) Číslo 3
Zprávy a oznámení
J. Valsa spolu s kolegy Čajkou a Kapustou program pro řešení
kmitočtových charakteristik lineárních obvodů, modelovaných
metodou uzlových napětí s omezením do 41 uzlů, s komplexní
aritmetikou a s postupnou redukcí admitanční matice.
Na tomto stroji vznikly i pozdější známé programy FRECHA
a COCO, které se používaly ve výuce i na Slovensku,
v Německu a v Sovětském Svazu.
V roce 1969 obhajuje J. Valsa habilitační práci „Aktivní
filtr s kaskádně zapojeným obvodem zpětné vazby“. Titul
docent mu však z politických důvodů nebyl přiznán.
Přichází éra vyšších programovacích jazyků. Na MTC Cairo
pracuje J. Valsa nejprve na stolním počítači LGP 21, kdy
v roce 1970 programuje algoritmy pro modelování ideálních
operačních zesilovačů, zdrojů napětí a dalších prvků, pro něž
neexistuje admitanční matice. Jinými slovy, vymýšlí a používá
modifikovanou metodu uzlových napětí tři roky předtím,
než je tato metoda oficiálně publikována v USA. Do tohoto
období spadají i jeho první pokusy s numerickou inverzí
Laplaceových
obrazů,
inspirované
články
Zakiana
v Electronics Letters z let 1969 a 1970. V Egyptě využívá
J. Valsa i možnost pracovat na počítači ICL 1905 ve Fortranu.
Po návratu na VAAZ se Fortran stává jeho „druhým jazykem“.
Pracuje na počítačích ZPA 600 (VAAZ) a Tesla 200 (VUT).
V období do roku 1973 píše řadu unikátních algoritmů
se zaměřením na analýzu linearizovaných obvodů, od maticových operací v komplexní aritmetice až po citlivostní a šumovou analýzu. V roce 1973 představuje program SALC
pro výpočet obvodových funkcí a jejich citlivosti v kmitočtové
i časové oblasti a posléze jeho variantu NALC pro šumovou
analýzu. Programy byly využívány ve výuce na Slovenské
vysoké škole technické v Bratislavě. Začíná se zabývat
počítačovou simulací nelineárních obvodů s diodami,
tranzistory a operačními zesilovači. Využívá k tomu svůj
program BIAS.
Léta 1974-1988 (VÚES Brno)
V roce 1974 v důsledku normalizačních procesů nuceně
odchází z VAAZ. Následně je přijat do VÚES (Výzkumný
ústav elektrických strojů), a navzdory svému kádrovému
profilu, který byl trnem v oku tehdejšímu vedení stranické
organizace, se v krátké době vypracovává na vedoucího
odboru elektrických pohonů a výkonové elektroniky. Zde
se věnuje problémům modelování složitých elektromechanických dynamických soustav. Výsledky jeho oddělení jsou
natolik excelentní, že komunističtí funkcionáři jsou nuceni
tolerovat mezinárodní spolupráci jím vedeného týmu a zahraniční výjezdy J. Valsy s tím spojené. Zpočátku pracuje J. Valsa
ve VÚESu na počítači PDP 11-40 firmy Digital Equipment
Corporation a programuje v BASACu, což byla speciální
forma basicu pro sběr dat z AD převodníků, později
ve Fortranu. Záhy po vzniku programu NAP2 v Dánsku
studuje jeho matematické algoritmy a vytváří jeho zjednodušenou verzi MININAP, kterou bylo možné provozovat
na PDP11-40. Tento program, který využíval speciální
Petersenův
algoritmus
řešení
soustav
nelineárních
diferenciálních rovnic, se pak stal „skrytou zbraní“ celého
vývojového oddělení. Ve VÚESu jimi řeší nejrůznější úlohy:
výkonové obvody s tyristory a tranzistory, elektrické točivé
stroje a elektromechanické systémy, optimalizace asynchronních strojů s hlubokou drážkou, analýzu nelinearit magnetických částí, modelování magnetické hystereze apod.
Ke konci 80. let přechází na program SADYS Z. Olivy
21
a H. Manna, provozovaný na počítačích EC 1030 a EC 1035,
a modifikuje některé jeho algoritmy. Spolu s kolegou
P. Hájkem vytváří program SGRAF, což byl grafický
postprocesor SADYSu. Pracuje na zlepšovacím návrhu,
řešícím tzv. větrní síť hlubinného dolu, a na základě
elektromechanických analogií simuluje velmi rozsáhlé
nelineární rezistorové sítě, obsahující kolem 200 uzlů a 300
nelineárních větví. Speciální program RESIST, vytvořený ve
spolupráci se synem Ondřejem, tehdy studentem FE VUT
Brno, využívá robustního Newtonova-Raphsonova iteračního
algoritmu. Pro J. Valsu je charakteristické, že z odměny
za vyřešený zlepšovací návrh si zakoupil kapesní
programovatelný kalkulátor TI 58 a později Sharp PC-1211.
Následoval počítač ZX Spectrum a další s výstupem na TV
přijímač. V polovině 80. let J. Valsa projektuje ve VÚESu
na prvních počítačích PC, většinou z JZD Slušovice.
Léta 1988-2013 (VUT Brno, Waterloo University, penze)
V roce 1988, před transformací VÚESu z výzkumněvývojového ústavu na vývojově-výrobní podnik, dostal
J. Valsa nabídku učitelského místa na Katedře teoretické
a experimentální elektrotechniky VUT v Brně, kterou přijal
po splnění dvou podmínek: 1) Příslib uznání titulu docent, 2)
Rektor VUT přemluví ředitele VÚESu, aby J. Valsu uvolnil.
Docentský titul byl tedy J. Valsovi přiznán až s devatenáctiletým zpožděním. V letech 1990-1995 byl vedoucím
Katedry teoretické a experimentální elektrotechniky. Navíc
zastával vysoké akademické funkce (1990-1992 prorektor
VUT, 1994-1997 proděkan FEI). Navzdory časové náročnosti
těchto funkcí J. Valsa nerezignoval na vědu ani na výuku.
Záhy je jmenován profesorem. Své zkušenosti z oblasti
počítačového modelování a simulace zúročuje ve vývoji
didaktických programů s tehdy unikátními vlastnostmi.
V letech 1988-1993 se zabývá symbolickou analýzou (program
LTP), řešením obyčejných nelineárních diferenciálních rovnic
s názornou grafickou interpretací směrového pole (programy
DR1 a DR2), a numerickým řešením zpětné Laplaceovy
transformace (program INVLAP). K programování používá
Borland Pascal. Postupně ale přechází na využívání
MATLABu a implementuje do něj své matematické algoritmy,
vyvíjené ve VÚESu. Krok za krokem tak vytváří unikátní
stavebnicový systém ASLEN v MATLABu, umožňující
srovnání různých algoritmů pro řešení téže úlohy. ASLEN
vyvíjí až do roku 1999.
V letech 1993 a 1994 působí na Waterloo University
v kanadském Ontariu, kde pracuje ve skupině profesora Jiřího
Vlacha na vývoji programu SWANN pro simulaci obvodů
se spínači, řiditelnými jak externími signály, tak interními
stavy obvodu. Program byl vytvářen za podpory tzv.
strategického grantu kanadské vlády a J. Valsa tak měl
možnost pracovat na tehdy špičkových počítačích (SUN
Station). Do programu byla implementována řada originálních
algoritmů (například bylo možné počítat s Diracovými impulsy
napětí a proudu prvního i vyšších řádů). Algoritmy jsou
dodnes k dispozici ve Fortranu 90. Teorii kolem nich popsal
J. Valsa s J. Vlachem a L. Zhu v časopiseckých publikacích
(Int. Journal of Circuit Theory and Applications, IEEE Trans.
on Circuits and Systems-I).
Po návratu v roce 1994 se J. Valsa vrací k algoritmům
numerické inverze Laplaceových obrazů a spolu s L. Brančíkem postupně vytváří bezesporu nejlepší algoritmus pro tyto
účely. O čtyři roky později jej publikují v časopise Int. Journal
22
Zprávy a oznámení
of Numerical Modelling. Od roku 1996 aplikují daný
algoritmus k řešení komplikovaných přechodných dějů
na přenosových vedeních. J. Valsa se věnuje šíření a odrazům
vln na vedení s nelineárními primárními parametry a zabývá se
jako jeden z mála u nás analýzou vln „tsunami“, resp. solitonů.
Zájem o solitony je typickou ukázkou širokého odborného
záběru J. Valsy a jeho pozoruhodné schopnosti sledovat trendy
a rychle identifikovat problémy, které se zanedlouho stanou
v oboru aktuálními. Dalším příkladem byla otázka stability
stejnosměrných pracovních bodů nelineárních obvodů,
otevřená v první polovině 90. let M. Greenem. J. Valsa
vypracoval originální řešení a publikoval je v roce 1995.
Pracovitost, invenci a vytrvalost si uchoval i v pozdějším
období, kdy se musel potýkat se závažnými zdravotními
problémy. V roce 2002 odchází ze zdravotních důvodů z VUT
a je jmenován emeritním profesorem. Většinu času tráví
ve svém domku v Potštejně, kde má vybudovanou soukromou
výzkumnou laboratoř, a do Brna se vracívá vždy až s příchodem zimy. V roce 2008 se začíná intenzívně zabývat tzv.
fraktory, což jsou prvky elektrických obvodů, popsané
diferenciálními vztahy necelistvého řádu. Jeho poslední
zahraniční publikace se týkala numerického řešení
diferenciálních rovnic typu “fractional-order“. Záhy po objevu
memristoru jakožto pasivní součástky v laboratořích HP v roce
2008 se začal zabývat různými konstrukcemi analogových
emulátorů memristoru. V letech 2010-2012 jsem měl možnost
na této problematice s J. Valsou spolupracovat v rámci řešení
projektu GAČR. Vzpomínám si na jeden telefonní rozhovor,
v němž jsme řešili odborné detaily připravované publikace
výsledků, který J. Valsa zakončil informací, že musí přerušit
hovor, protože mu sestřička zrovna píchá injekci. Vyšlo
Slaboproudý obzor
Roč. 69 (2013) Číslo 3
najevo, že mně volal – napojený na přístroje - přímo
z jednotky intenzívní péče, kam byl před chvílí přivezen.
K sobě byl přísný a naopak tolerantní k ostatním. Byl hrdý
a mlčel o svých problémech. Málo lidí vědělo, že 3x týdně
dojíždí na dialýzu, a že má zoufale málo času a klidu na své
bádání.
Snad každý z jeho spolupracovníků a kolegů jej však
vnímal nejen jako významného odborníka, ale především jako
skvělého učitele, kterému nebylo široko daleko rovno. Sám
J. Valsa ve svých vzpomínkách uvádí, že
„..už během studia se ve mně projevovaly učitelské tendence.
Pomáhal jsem spolužákům, vysvětloval jim, co potřebovali
pochopit.“
Během své vyzvané přednášky „Počítačová simulace
elektrických obvodů. A Never Ending Adventure“ na Semináři
Teorie Obvodů (STO-9) v roce 2005 vzpomíná na to, jak jej
v tomto směru ovlivnilo již studium na VTA Brno v letech
1951-1956 a jeho vynikající kantoři Dr. Frank s asistentem
Kalábem, Dr. Mikulík, asistent L. Veselý, štábní kapitán Josef
Čajka, kpt. Jan Kalendovský a kpt. Kamil Vrba. J. Valsa
vychoval několik generací studentů, kteří na něj vzpomínají
jako na výjimečného učitele se vzácným darem jednoduše
vysvětlovat složité problémy. Jeho spolupracovníci a přátelé si
jej budou pamatovat jako člověka, který byl schopen více
dávat nežli přijímat. A jsou mu vděční za to, že mohou
pokračovat v jeho stopách vstříc “Never Ending Adventure“.
Prof. Ing. Dalibor Biolek, CSc.
Download

Prof. Ing. Juraj Valsa, CSc.