Spoke 3: Astrophysics and cosmo observations

Lo Spoke 3 opera all’intersezione tra astrofisica, cosmologia e tecnologie digitali. Le esigenze principali in questo particolare ambito riguardano: l’abilitazione HPC e l’ottimizzazione di codici su architetture moderne; l’adeguamento degli algoritmi al calcolo exascale e post-exascale con attenzione all’efficienza energetica; il miglioramento delle metodologie di Big Data analytics, Machine Learning, inferenza bayesiana e visualizzazione remota per dataset complessi provenienti da grandi esperimenti e survey; il data management e utilizzo di archivi distribuiti basati su standard e principi FAIR. Trovare risposte a queste sfide consente infatti di ridurre le difficoltà legate all’accesso ai dati e al loro trattamento e riusabilità.

• Velocizzare e rendere portabili i software scientifici, con porting e tuning su GPU e architetture avanzate.
• Sviluppare metodi di analisi con AI per riconoscere segnali, classificare fenomeni e rilevare anomalie su grandi moli di dati.
• Organizzare e preservare i dati con archivi interoperabili e procedure standardizzate per garantire tracciabilità e riuso.
• Offrire un accesso unificato a calcolo e dati tramite una piattaforma semplice da usare.
• Formare e supportare gli utenti per favorire adozione e continuità delle soluzioni sviluppate.

Le attività dello Spoke 3 combinano sviluppo software, servizi e affiancamento degli utenti. Ciò si traduce in progetti e supporto a casi d’uso dedicati a: ottimizzazione dei codici per simulazioni e analisi; sviluppo di metodologie AI per la ricerca di pattern, l’individuazione delle anomalie e la classificazione automatica; definizione di procedure FAIR per l’archiviazione e la gestione dei dati; realizzazione di una piattaforma unica di accesso a risorse di calcolo e dati; progettazione di iniziative di formazione e disseminazione miranti alla creazione di una comunità pronta a adottare strumenti e workflow evoluti. Lo Spoke ha inoltre attivato collaborazioni con partner industriali, con particolare riferimento alle attività di sviluppo di soluzioni per il Machine Learning e di servizi di visualizzazione dei dati.

Lo Spoke 3 ha avviato ricerche congiunte su attività con ricadute in più settori, come l’analisi dei Big Data, l’individuazione di comportamenti anomali, la definizione di tecniche per la protezione della privacy e strumenti di visualizzazione interattiva dei dati. Lo Spoke rappresenta infatti il riferimento scientifico per 8 progetti di innovazione incentrati su tematiche legate ad ambiti strategici quali la prevenzione e gestione dei rischi naturali e il comparto industriale. Sono stati inoltre attivati 35 progetti finalizzati ad accelerare il passaggio dalla ricerca alle applicazioni.

Sebbene nascano da esigenze proprie dell’astrofisica, le soluzioni sviluppate dallo Spoke trovano spazio in più domini: industria, finanza, sanità, mobilità e PA. Tra i benefici derivanti dal loro sfruttamento troviamo: l’aumento della capacità di prevenzione e gestione dei rischi maturali; la gestione più efficiente dei dati attraverso la definizione di standard e archivi interoperabili in grado di favorire classificazione e riutilizzo, l’aumento dell’accuratezza delle analisi a supporto di decisioni informate grazie a una visualizzazione più chiara dei dati. Lo Spoke contribuisce così a consolidare la capacità nazionale di lavorare con dati complessi, simulazioni numeriche e modelli basati su Intelligenza Artificiale, favorendo applicazioni che richiedono calcolo avanzato su larga scala.

Referenti

Leader: Ugo Becciani (ugo.becciani@inaf.it)

Co-leader: Pasquale Lubrano (pasquale.lubrano@pg.infn.it)