Kategoria: #Technologie: Projekty PIONIERa

Projekt NEBI to oficjalnie Krajowy Ośrodek Badań Obrazowych w Naukach Biologicznych i Biomedycznych; w jego ramach powstaje supernowoczesna zintegrowana platforma, która ma służyć do wielowymiarowego obrazowania procesów biologicznych, warunkujących zarówno prawidłowe funkcjonowanie organizmu, jak i leżących u podłoża chorób cywilizacyjnych. Posłuży ona do analizy i obrazowania zmian biologicznych na różnych poziomach organizacji komórki lub organizmu, także w materialne pobranym od pacjentów.

Planowany zakres inwestycji w projekcie NEBI obejmuje budowę budynku naukowo-badawczego Krajowego Centrum Zaawansowanych Analiz Obrazowania Biologicznego i Biomedycznego w Mikołajkach oraz utworzenie laboratoriów w istniejących budynkach, a także opisane w poprzednim numerze światłowodowe przyłącze do sieci PIONIER. Zapewni ono połączenie z zasobami sprzętowo-usługowymi partnerów Konsorcjum. Umożliwi to szybki dostęp dla badaczy do rezultatów prac z laboratoriów i aparatury badawczej zlokalizowanej w nowej Stacji Badawczej w Mikołajkach, a także w macierzystym Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN.

Ponad 30-kilometrowe przyłącze światłowodowe do budynku w Mikołajkach zostanie ukończone w grudniu 2021 roku. Równocześnie w PCSS trwają prace określające architekturę sprzętową-programową, wspierającą głównie przetwarzanie obrazów wysokorozdzielczych, pozyskiwanych z aparatury w projekcie. Tworzona infrastruktura badawcza umożliwi też rozwój nowych technik nieinwazyjnego obrazowania optycznego i molekularnego oraz analizy chorób cywilizacyjnych, takich jak nowotwory, choroby układu krążenia i cukrzyca, co pozwoli na poznanie ich podłoża molekularnego oraz stworzenie innowacyjnych terapii i procedur diagnostycznych.

Nowopowstała infrastruktura badawcza będzie ogólnopolskim ośrodkiem referencyjnym do obrazowania biologicznego, promującym wymianę wiedzy oraz dostarczającym wsparcie informatyczne dla innych ośrodków badawczych i partnerów przemysłowych nie tylko z Polski, ale i z zagranicy.

Planowane działania naukowe w ramach projektu wpisują̨ się̨ w Krajowe Inteligentne Specjalizacje, Dział II – Diagnostyka i Terapia Chorób oraz Dział IV – Bioinformatyka – Modele, algorytmy i oprogramowanie do poszukiwania molekularnych celów terapii, modelowania molekularnego struktur, projektowania leków oraz diagnostyki chorób. Realizacja działań zaplanowanych w projekcie wpłynie niewątpliwie na zmniejszenie luki cywilizacyjnej między Polską a wysoko rozwiniętymi krajami Europy zachodniej. Jest jednocześnie kluczowa dla rozwoju nauki w Polsce oraz zwiększenia jej konkurencyjności na arenie międzynarodowej.

Bez stworzenia Krajowego Ośrodka Badań Obrazowych w Naukach Biologicznych i Biomedycznych liczne instytucje prowadzące badania wykorzystujące bioobrazowanie nie są w stanie wykonywać zaawansowanych analiz, a nawet przechowywać znacznych ilości uzyskiwanych danych.

W celu realizacji projektu NEBI, zostało utworzone Konsorcjum, w skład którego wchodzą̨ cztery jednostki naukowe: Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN (Lider Konsorcjum), Instytut Chemii Bioorganicznej PAN z afiliowanym przy nim Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. M. Mossakowskiego PAN.

Projekt współfinansowany jest przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

Gabriela Jelonek

Obecnie biblioteki, archiwa czy muzea udostępniają swoje zbiory online w postaci cyfrowej, uprzednio je digitalizując. Robią to poprzez serwisy zwane repozytoriami, bibliotekami cyfrowymi czy archiwami online. Dzięki Federacji Bibliotek Cyfrowych badacze nauk humanistycznych mogą w jednym miejscu wyszukiwać zasoby np.: książki, artykuły czy inne dzieła kultury. Łatwy dostęp do dzieł usprawnia prace badawcze, a naukowcy nie muszą przeszukiwać osobno każdego ze zbiorów.

Zadaniem Federacji jest umożliwienie użytkownikom przeszukiwania tylko wybranych źródeł danych, w sposób precyzyjniejszy niż pozwalają na to ogólne wyszukiwarki. Podstawą Federacji Bibliotek Cyfrowych jest aktualizowana co noc baza danych o obiektach udostępnianych w Internecie przez polskie instytucje nauki i kultury. Użytkownicy przeszukując tę bazę, otrzymują odnośniki do zdigitalizowanych dzieł, które znajdują się w zbiorach online instytucji współpracujących z FBC.

W ostatnich dziesięcioleciach prowadzona jest masowa, sukcesywna cyfryzacja zasobów dziedzictwa kulturowego i nauki w skali globalnej. Pozyskiwane są niezliczone dane badawcze o zróżnicowanym charakterze. Na szczeblu ogólnoeuropejskim podejmowane są konkretne kroki zmierzające do uregulowania i dodatkowego wspierania szeroko rozumianych działań na rzecz digitalizacji i ochrony materialnego i niematerialnego dziedzictwa kulturowego.

Strategicznym partnerem tych działań jest największe konsorcjum humanistyczne w Polsce DARIAH-PL. Tworzą je instytucje naukowe zajmujące się humanistyką cyfrową. Jednym z kluczowych projektów realizowanych przez konsorcjum jest projekt o tytule „Cyfrowa infrastruktura badawcza dla humanistyki i nauk o sztuce DARIAH-PL”. Liderem tego projektu jest Instytut Chemii Bioorganicznej PAN – Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe, czyli operator Federacji Bibliotek Cyfrowych.

Celem wyżej wspomnianego projektu jest zbudowanie badawczej e-infrastruktury dla humanistyki cyfrowej i nauk o sztuce o nazwie Dariah.lab. Służyć ona będzie pozyskiwaniu, przechowywaniu i integracji danych o kulturze z zakresu nauk humanistycznych i społecznych oraz przetwarzaniu, wizualizacji i udostępnianiu zasobów cyfrowych. Rozszerzenie potencjału prowadzonych w Polsce badań z dziedziny humanistyki i nauk o sztuce będzie miało wpływ  na różne obszary, np.: edukację, turystykę regionalną czy gospodarkę. Federacja Bibliotek Cyfrowych to świetny przykład na to, jak najnowsze technologie IT pomagają naukowcom humanistom w pracach badawczych.

Pandemia koronawirusa pokazała, że zamknięcie instytucji kultury i nauki nie musi oznaczać odcięcia od źródeł wiedzy. Dostępność dzieł w formie cyfrowej dla każdego sprawia, że popularyzacja nauki i jej dostępność jest łatwa nawet na odległość.

Gabriela Jelonek

Inicjatywa SLICES proponuje zaprojektowanie, budowę oraz uruchomienie rozproszonego środowiska testowego. Wykorzystane zostaną mechanizmy wirtualizacji infrastruktury oraz funkcje sieciowe, w pełni zintegrowane z technikami sieci 5G oraz przetwarzania chmurowego. Środowisko umożliwi prowadzenie kompleksowych eksperymentów obejmujących zarówno infrastrukturę i usługi sieci szkieletowej, brzegowej, jak również urządzenia i aplikacje użytkowników końcowych.

Rozmowa z Bartoszem Belterem, kierownikiem Działu Sieci Nowych Generacji oraz polskim koordynatorem projektu SLICES.

Ile krajów bierze udział w projekcie?

Bartosz Belter: SLICES jest inicjatywą koordynowaną przez prof. Serge Fdida z Sorbonne University (Francja) i zrzesza 21 partnerów z 14 krajów: Belgii, Cypru, Finlandii, Francji. Grecji, Hiszpanii, Holandii, Luksemburga, Niemiec, Polski, Szwajcarii, Szwecji, Węgier oraz Włoch.

Z czego składać się będzie planowany węzeł SLICES w Polsce i czym będzie się charakteryzował?

B.B.: Planowany węzeł w Polsce będzie bazował na rezultatach sieciowych projektów infrastrukturalnych PIONIER-LAB, PL-5G oraz PL-LAB2020. Chciałbym zwrócić uwagę, iż projekt PIONIER-LAB, który jest aktualnie w trakcie realizacji, znajduje się na Polskiej Mapie Infrastruktur Badawczych, SLICES zatem jest kolejnym krokiem w celu wyniesienia usług badawczych budowanych w tym projekcie na poziom europejski.

Docelowo planowany węzeł będzie się składał z komponentów sieciowych, sensorowych i obliczeniowych (w tym elementów obliczeniowych na brzegu sieci), które umożliwią zaawansowane badania z zakresu telekomunikacji i informatyki.

Polski wkład w projekt SLICES będzie skutkować powstaniem polskiego laboratorium badawczego w nowej dyscyplinie naukowej „Informatyka techniczna i telekomunikacja”. Ale to nie wszystkie korzyści, jakie jeszcze można wymienić?

B.B.: Tak, SLICES, poprzez udział środowiska naukowego skupionego wokół sieci PIONIER, będzie miał pozytywny wpływ na konsolidację krajowego potencjału badawczego w dziedzinie ICT. Dostępność infrastruktury badawczej zarówno na poziomie europejskim, jak również krajowym będzie powodowała zwiększony dostęp do najnowszej technologii dla krajowych jednostek naukowych i przemysłu. Potencjał uczelni wyższych będzie mógł w większym stopniu być wykorzystany przez przemysł przy realizacji nowatorskich rozwiązań z dziedziny ICT. Ścisła współpraca pomiędzy jednostkami naukowymi zostanie zapewniona poprzez punkty dostępowe do sieci PIONIER, a więc poprzez przedstawicieli wiodących uczelni i instytutów badawczych w kraju.

Jak długo potrwają prace?

B.B.: SLICES jest inicjatywą zaplanowaną na najbliższe 10 lat. Pierwsza faza realizacji, na którą udało się uzyskać dofinansowanie, rozpoczęła się pierwszego września 2020r. wraz z uruchomieniem pilotażowego projektu SLICES Design Study (SLICES-DS) złożonego i wyłonionego w konkursie H2020-INFRADEV-2018-2020 programu Horyzont 2020. Celem projektu SLICES Design Study jest opracowanie koncepcji realizacji programu budowy infrastruktury badawczej SLICES na poziomie europejskim. W ramach prac opracowana zostanie dokumentacja zawierająca szczegółową analizę rynku i zapotrzebowania na usługi badawcze w Europie, referencyjną architekturę systemu oraz strukturę zarządzania infrastrukturą badawczą.

W kolejnym kroku udało się pozyskać dofinansowanie na projekt SLICES Starting Communities (SLICES-SC), również w programie Horyzont 2020, który ma za zadanie zbudować społeczność naukowo-badawczą wokół inicjatywy SLICES oraz udostępnić infrastrukturę badawczą na potrzeby pierwszych eksperymentów z zakresu sieci 5G, obliczeń chmurowych oraz Internetu Rzeczy.

Czy można w kilku słowach scharakteryzować główne kamienie milowe i wyzwania, przed którymi stoi Konsorcjum?

B.B.: Proces projektowania, budowy, a następnie utrzymania infrastruktury badawczej ESFRI jest procesem wymagającym i długotrwałym. Pierwszym mierzalnym sukcesem Partnerów Konsorcjum było zapewnienie wsparcia dla inwestycji od rządów poszczególnych Krajów Członkowskich, co było wymagane na etapie składania wniosku o wpisanie infrastruktury na Europejską Mapę Drogową Infrastruktur Badawczych. W Polsce w lutym 2020 roku odbył się konkurs, w którym wystartowało kilkadziesiąt projektów. SLICES został wysoko oceniony i otrzymał niezbędne wsparcie Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (obecnie Ministerstwo Edukacji i Nauki). Podobne konkursy odbywały się w krajach, w których realizowany będzie projekt i rezultaty jednoznacznie wskazały, iż SLICES został wysoko oceniony przez ekspertów w poszczególnych krajach członkowskich.

Jednym z ważniejszych osiągniętych kamieni milowych jest akceptacja projektu na szczeblu europejskim przez ekspertów ESFRI i Komisji Europejskiej oraz wpisanie SLICES na listę infrastruktur badawczych ESFRI (lipiec 2021r.). Obecność projektu na liście infrastruktur badawczych umożliwi stabilny rozwój infrastruktury i wzmocnienie jej obecności w europejskich projektach infrastrukturalnych i badawczych.

W międzyczasie otrzymaliśmy dofinansowanie z Komisji Europejskiej na opracowanie Studium Wykonalności (SLICES Design Study) oraz na budowę społeczności wokół inicjatywy SLICES (SLICES Starting Communities), które stanowią kolejne potwierdzenie, że inicjatywa jest dobrze odbierana przez oceniających i jest już znana w środowisku. Cieszymy się, że prace idą w dobrym kierunku i jako konsorcjum jesteśmy zdeterminowani, aby cały proces przeprowadzić efektywnie, z korzyścią zarówno dla Partnerów Konsorcjum, jak również całego środowiska naukowego zainteresowanego rezultatami prac projektu, w tym środowiska naukowego skupionego wokół sieci PIONIER.

Wielu partnerów z naszego Konsorcjum wyraziło zainteresowanie wykorzystaniem laboratoriów, są wśród nich: Politechnika Białostocka, Politechnika Częstochowska, Akademickie Centrum Komputerowe CYFRONET AGH w Krakowie, Politechnika Gdańska, Politechnika Koszalińska, Politechnika Łódzka, NASK, Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Uniwersytet Zielonogórski, Zachodniopomorski Uniwersytet Techniczny w Szczecinie.

Magdalena Baranowska-Szczepańska

Dzięki połączeniom sieciowym z podobnymi infrastrukturami badawczymi na wszystkich kontynentach partnerstwo GÉANT gwarantuje, że Europa pozostanie w czołówce badań i innowacji.

Szkielet sieci GÉANT zapewnia płynną i bezpieczną łączność z 42 krajowymi sieciami naukowo-badawczymi docierając do ponad 50 milionów użytkowników w całej Europie i ponad 100 krajach na całym świecie poprzez połączenia z innymi regionami. Szkielet rdzenia sieci GÉANT zapewnia przepustowości rzędu n x 100 Gb/s przez każde łącze światłowodowe, a łączność terabitowa może być osiągnięta przez pojedynczy węzeł sieci.

Rozwój usług sieci GÉANT jest spowodowany rosnącymi wymaganiami użytkowników. Zwiększenie wysiłków w zakresie bezpieczeństwa będzie odpowiadać wyzwaniom wynikającym z lepszej łączności i liczby usług naukowych i edukacyjnych udostępnianych za pośrednictwem sieci szkieletowej GÉANT. Bezpieczny dostęp do usług i danych zapewniony będzie poprzez rozwój niezawodnej infrastruktury uwierzytelniania i autoryzacji (ang. Authorization and Authentication Infrastructure, AAI) za pośrednictwem eduGAIN, eduroam i jego rozszerzeń.

Operacyjnie wszystkie krajowe sieci naukowo-badawcze w ramach partnerstwa GÉANT dokonują znacznych inwestycji w bezpieczeństwo w ramach odpowiedzialności za swoje sieci krajowe łączące się poprzez sieć szkieletową GÉANT. Obejmuje to opracowanie i wdrożenie podstawy bezpieczeństwa opartej na międzynarodowych standardach i najlepszych praktykach bezpieczeństwa oraz utrzymanie najwyższego poziomu bezpieczeństwa dla społeczności poprzez opracowanie i wdrożenie szeregu produktów i usług. Obowiązujące obecnie ogólne rozporządzenie o ochronie danych (RODO) jest wdrażane przez NREN i organizację GÉANT.

Oprócz projektów łączności międzynarodowej koordynowanych przez GÉANT, konsorcjum rozpoczęło niedawno prace nad projektem BELLA, finansowanym przez Dyrekcję Generalną ds. Sieci Komunikacyjnych, Treści i Technologii (DG Connect) oraz Dyrekcję Generalną ds. Rynku Wewnętrznego, Przemysłu, Przedsiębiorczości i MŚP (DG Growth), który zapewni bezpośredni system kablowy łączący Amerykę Łacińską z Europą, w celu zapewnienia długoterminowej bezpośredniej łączności z korzyścią dla współpracy sieci badawczo-rozwojowej między dwoma kontynentami.

Zasięg geograficzny GÉANT jest dodatkowo uzupełniany przez łączność doprowadzoną bezpośrednio do punktów obecności (ang. Point of Presence, PoP) w Europie od międzynarodowych partnerów z Japonii i Indii.

Rysunek przedstawia schemat połączeń pomiędzy partnerami w ramach sieci GÉANT.

Bartosz Belter