IVAs Stora Guldmedalj - Pappa till dussintalet professorer

Torsdag 25 oktober 2018

lennart-ljung.jpg

Professor Lennart Ljung får IVAs Stora Guldmedalj för sina grundläggande insatser inom reglerteori, som spänner från djupa teoretiska bidrag till konkreta industriella tillämpningar. Han har utvecklat nya metoder för att bygga matematiska modeller av industriella (och andra) system, och han har även utvecklat programvara som används över hela världen. Hans nära samverkan med industrin har givit många svenska företag konkurrensfördelar internationellt.

Lennart Ljung säger sig som forskare vara ”barn” till Karl Johan Åström. Samtidigt har han åtminstone tio egna sådana barn, i form av forskare som i dag är professorer och som börjat sin bana hos honom. Lennart Ljung har kort sagt varit viktig för forskning i reglerteknik i Sverige.

Att Lennart Ljung har gett stora avtryck i forskarsamhället runtomkring honom står tydligt när man besöker institutionen för systemteknik vid Linköpings universitet. En korridor till institutionen kallas ”Ljungeln”. Från väggen i arbetsrummet hänger en tavla från symposiet ”Forever Ljung” 2006. Bevis på den aktning han rönt genom åren, kombinerad med studenthumor.

– Det var doktoranderna som satte ihop en tävling när jag fyllde sexti, och så hade vi ett symposium med internationella deltagare samtidigt. Men det kommer förstås från mitt namn, säger Lennart Ljung när vi träffas på universitetet.

Ljung är fortfarande aktiv forskare och säger sig om något ha fått mer tid över till detta sedan han pensionerade sig och gick över till en senior roll. Skrivbordet är täckt av vetenskapliga skrifter (Ljung har själv citerats över 60 000 gånger som forskare enligt Google). Väggarna är täckta av de olika utmärkelser han har fått.

Extra intressant i sammanhanget är att Lennart Ljung är den ende forskaren inom reglerteknik som fått områdets finaste priser – från International Federation of Automatic Control (IFAC) – två gånger, varav en gång för hans teoretiska arbeten och en gång för de praktiska tillämpningarna. En forskare som följt sitt fält hela vägen från dess elementa till konkreta innovationer, med andra ord. Enbart matematik eller fysik har inte räckt för den vittfamnande Ljung.

– Matte är ju till exempel väldigt endimensionellt. Man måste bli kanonbra på det för att det ska vara någon mening, för att man ska utmärka sig i rangordningen. Där är ingenjörsområdet bredare; man kan ta sig fram på många olika sätt.

Lennart Ljung ville bli fysiker när han var liten, och han kom sedermera att göra sitt exjobb i fysik. Men efterhand kom han att tycka att fysik var tråkigt.

Det optimala fältet för Lennart Ljung visade sig om något ligga någonstans emellan, eller ovanpå, matematiken och fysiken. I slutet av 1960-talet hade cybernetik blivit populärt, och Ljung lockades av ämnet. Cybernetik, avsåg styr- och reglerteknik med ständig återkoppling, inom såväl maskinområdet som ifråga om levande varelser. Här fanns svindlande tillämpningsområden, som interaktionen människa-maskin, artificiell intelligens, informationsteori och mycket annat.

– Reglerteknik i sig är ett matematiskt ämne, tycker jag. Man bygger och använder matematiska modeller för att fatta bra beslut.

I dag är autonomi ett hett tillämpningsområde, där Lennart Ljung framför allt nämner programmet Wallenberg AI, Autonomous Systems and Software Program (WASP) som viktigt för att främja utvecklingen. Det breda programmet WASP kan i någon mening ses som en utveckling av det kompetenscentrum (”Industriella Styr- och Informationssystem”) som Ljung skapade med finansiering från NUTEK i mitten av 1990-talet.

Men även om reglertekniken kan tyckas frisinnad och gränslös pekar Ljung på vikten av att ha en stark grund att stå på och bygga vidare från som forskare, utvecklare eller entreprenör.

– Jag är nog en teoretiker innerst inne. Men jag tycker att även en superteoretiker också bör ägna sig åt verkligt konkret tillämpning för att få bra balans i forskningen. Det har jag försökt ha som riktmärke.

För egen del gick Ljung i skola hos den berömde Karl Johan Åström (född 1934, ingenjör och numera seniorprofessor i reglerteknik i Lund). Reglerteknik blev eget ämne vid Lunds universitet 1965, och Åström tillträdde den första professuren i reglerteknik vid lärosätet.

– I dag har reglerteknik en mycket stark ställning i Sverige, och det är mycket Karl Johan Åströms förtjänst. Så nästan alla professorer i reglerteknik är ”barn” eller ”barnbarn” till honom.

Flera av Åströms ”barnbarn” är samtidigt i allt väsentligt ”barn” till Lennart Ljung – ett 80-tal forskare har avlagt doktorsexamen hos Ljung, och åtminstone tio har gått vidare till att bli professorer.

Även utomlands har Ljung blivit en auktoritet. Han studerade tidigt reglerteknik på internationell nivå. Han gjorde exempelvis sin post-doc under Thomas Kailath vid amerikanska Stanford i mitten av 1970-talet, innan han återvände till Sverige för att installeras som professor i reglerteknik i Linköping.

Stanford brukar framhållas för sina nära kopplingar mellan forskning och entreprenörskap – fungerade det på samma sätt när du var där?

– Jo, redan när jag var på Stanford 1974–75 hade de kurser som sändes ut i Silicon Valley via radiolänk på dator. Avknoppningsföretag i Silicon Valley har ju ofta haft sin grund i Stanford, och Stanford har vårdat sin roll som undervisare.

En mycket tidig variant av de nu så populära MOOC:s (Massive Open Online Courses), på sätt och vis. Och Lennart Ljung har arbetat mycket nära datorerna i sin forskning, även om han inte anser att reglerteknik som ämne är avhängigt datorer.

– Men man kan göra mycket med ämnet om man tillämpar det genom datorer. Du kan bygga en styrautomat för flygplan, men om du inte har någon bra hårdvara för att realisera det i flygplanet är det ju inte mycket värt.

Lennart Ljung kom också snart att använda sin gedigna grund i reglerteknisk teori för att 1986 skapa programpaketet ”System Identification Toolbox” för datorprogrammet Matlab. Genom paketet kan användaren bygga en modell av en process utgående från uppmätta in- och utsignaler (så kallad ”identifiering”) inom industrin.

Ett viktigt tillämpningsområde är simuleringar och modelleringar, bland annat inom reglerdesign, diagnos och övervakning, signalbehandling och till och med väderleksprognoser. Och med hjälp av noggrann modellering innan man till exempel sätter igång en tillverkningsprocess kan industrin spara betydande belopp.

– Det är så där konkret man till sist kan bli med forskning. Om man skriver programvara kan människor använda ens teorier på olika håll. Då har man tagit sin forskning från djup teori till tillämpning, och folk använder den utan att tänka på var den kommer ifrån.

Men det är inte bara med reglerteknik Lennart Ljung har strängat sin lyra. Linköpingsprofessorn har också en examen i ryska från tiden när han läste till civilingenjör i Lund. Han gjorde sin militärtjänstgöring vid försvarets tolkskola och språkkunskaperna har hållit i sig sedan dess.

– Ja, efter ett par vodka kan man väl komma igång och prata.

Lennart Ljung bodde också ett halvår i Moskva under doktorandprogrammet, och fick då god användning av sina språkkunskaper. Sovjet var länge framstående inom flera forskningsdiscipliner, inte minst tillämpad matematik, och som svensk forskare åkte man gärna österut för att förkovra sig i dessa ämnen. Men när Ljung kom till landet var det 1972, Brezjnev hade makten och det sovjetiska statsbygget var statt i förfall.

Något överraskande ser Lennart Ljung vissa likheter mellan sitt forskningsområde och Sovjetunionen som land:

– Man trodde att man kunde styra ekonomin i Sovjet med reglertekniska metoder. Femårsplanerna är en reglerteknisk tanke. Men man hade ingen feedback, vilket finns i reglertekniska system, och det var därför de här systemen kraschade.

Inte oväntat föll också det enorma reglertekniska statsexperimentet som var Sovjet några decennier senare. I dag är det ännu längre österut som många reglertekniska forskare tittar. Lennart Ljung kom tillbaka från en Kinaresa tidigare i höstas.

– De har inte bara kommit ikapp oss där borta i användning av viss högteknik, de har kört förbi oss. De har till exempel ett mycket utbyggt snabbtågssystem där som de har skapat från ingenting på mycket kort tid. Här håller vi på att tjafsa om att vi ska ha snabbtåg först 2040.

Lennart Ljung påpekar samtidigt baksidorna med det kinesiska tillvägagångssättet, såsom enpartisystemet och den rätlinjiga beslutsstrukturen. I Kina förekommer inga veton från kommuner eller andra aktörer som drabbas av ett storskaligt projekt.

Väl fungerande reglertekniska system förutsätter feedback. Vare sig det handlar om enskilda tekniska installationer, eller i storformat genom statlig utveckling och planering.

Lennart Ljung

Ålder: 72 år

Utbildning: Kandidatexamen i matematik och ryska 1967 vid Lunds universitet. Civilingenjörsexamen i teknisk fysik 1970 samt doktorsexamen i reglerteknik 1974, båda vid Lunds tekniska högskola.

Karriär: Efter en post doc vid Stanford University blev Lennart Ljung professor i reglerteknik vid Linköpings universitet 1976. Han har haft gästprofessurer vid amerikanska Stanford, MIT, Berkeley och University of Newcastle i Australien.

Utmärkelser: Hedersdoktor vid Uppsala universitet, Tekniska högskolan i Helsingfors, Baltic State Technical University i S:t Petersburg, Université de technologie de Troyes i Troyes, Frankrike och Katholieke Universiteit Leuven i Leuven, Belgien. Ledamot av IVA sedan 1985, Kungl. Vetenskapsakademien (KVA) sedan 1995 samt amerikanska National Academy of Engineering (NAE) sedan 2004. Lennart Ljung har tilldelats Giorgio Quazza-medaljen och Nathaniel B. Nichols-medaljen, båda från International Federation of Automatic Control (IFAC). Han har även tilldelats Hendrik W. Bode Lecture Prize och IEEE Control Systems Award, båda från från IEEE Control Systems Society.

Foto: Daniel Roos

Skribent: Joakim Rådström