Internationale ict-projecten veranderen wetenschap

*) Onderstaand artikel komt uit Surf Magazine. Hier kunt u een gratis abonnement op nemen.

Realtime stamcelresearch met Russen en Amerikanen

Er komt een hoogwaardige netwerkverbinding tussen Nederland en Rusland. In juni 2013 hebben Surfnet en het Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech) in Rusland, onder toeziend oog van minister-president Rutte, hierover een intentieverklaring getekend.

Onder de wetenschappers die veel baat hebben bij de verbinding is professor Peter van Lansdorp van het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG). “In de biologie genereren we tegenwoordig heel makkelijk terabytes aan data,” zegt hij. “Momenteel is de connectie voor datatransport van Nederland naar Rusland heel slecht. We kunnen data op een harde schijf zetten en met een koerier opsturen, maar dat wordt natuurlijk heel begrotelijk. Deze verbinding is verreweg de beste oplossing.”

Van Lansdorp is verbonden aan het Groningse European Research Institute for the Biology of Ageing (ERIBA). Onder zijn leiding zet een internationaal consortium van onderzoekers een nieuw instituut voor stamcelonderzoek op in Rusland.

Van Lansdorp: “Het is voor het eerst dat zowel Russen als Amerikanen betrokken zijn bij een internationale samenwerking op het gebied van biologie. Dat maakt het voor Nederland heel interessant. Je zou het liefst willen dat data die in Nederland of op het MIT in Boston gegenereerd worden vrijwel onmiddellijk beschikbaar zijn in Rusland, of waar dan ook ter wereld. De nieuwe verbinding moet dat mogelijk maken.”

Virtual Campus Hub met TU Eindhoven

 “De TU Eindhoven (TU/e) wil haar studenten en medewerkers een internationaal en academisch studie- en werkklimaat aanbieden. Samenwerking met buitenlandse topuniversiteiten past hier uitstekend bij. Het feit dat studenten en medewerkers niet even over en weer kunnen, vraagt om creatieve oplossingen.”

Aan het woord is Karen Ali, directeur van het Onderwijs en Studenten Service Centrum van de TU/e. Samen met drie andere internationale technische universiteiten zette de TU/e een Virtual Campus Hub (VCH) op. Hierdoor kunnen de vier instellingen gezamenlijk een opleiding aanbieden op het gebied van energiemanagement. De VCH is gedeeltelijk gefinancierd door de Europese Commissie.

Het grootste obstakel voor online samenwerking bleek te zijn dat alle instellingen met hun eigen systemen en accounts werken. Ali: “Verschillende systemen en verschillende accounts bemoeilijken de benadering van de verschillende applicaties en de digitale leer- en werkomgeving voor de student en docent. Daardoor kost het veel tijd en organisatie om zaken op elkaar af te stemmen.”

Surfconext biedt een oplossing. De Surf-dienst zorgt ervoor dat de studenten en medewerkers met hun eigen instellingsaccount kunnen inloggen op elkaars systemen. Surfconext fungeert daarbij als het ware als tussenpersoon, die account en clouddienst met elkaar verbindt. Alle Europese landen en veel landen daarbuiten hebben zulke tussenpersonen of federaties ingericht.

Om de verbinding tussen account en clouddienst internationaal te realiseren moeten de federaties onderling ook weer verbonden worden. Virtual Campus Hub maakt hiervoor gebruik van eduGAIN.

Voor internationale samenwerkingsprojecten die vanuit het buitenland worden opgestart, biedt OpenConext dezelfde mogelijkheden als Surfconext. OpenConext is de open source software achter Surfconext. Het Britse JISC en het Australische AARnet maken al gebruik van OpenConext om gebruikers toegang te bieden tot hun diensten.

Mondiaal visualiseren en interpreteren

Zes onderwijs- en onderzoeksnetwerken, waaronder Surfnet, zetten via NetherLight een verbinding op met een snelheid naar 100 gigabits (ofwel een miljard bits) per seconde tussen Noord-Amerika en Europa. Voor mensen als Frank Seinstra, Senior eScience Engineer bij The Netherlands eScience Center (NLeSc), biedt de verbinding ongekende mogelijkheden.

Seinstra: “Wij helpen onderzoekers met het ontwikkelen van simulaties, bijvoorbeeld op het gebied van klimaatonderzoek en computational astrophysics. De simulaties bevatten een aantal bekende elementen, zoals het gedrag van zeewater, of van de atmosfeer. Al deze onderdelen worden door wetenschappers apart gemodelleerd.

Die verschillende modellen draaien we vervolgens op de beste computersystemen ter wereld. Zo maken we multimodelsimulaties. Daarvoor gebruiken we supercomputers en GPU-clusters op verschillende locaties, waaronder in de Verenigde Staten. Als daartussen dikke ‘pijplijnen’ liggen in de vorm van lichtpaden, kunnen we die deel laten uitmaken van het reken- en visualisatiewerk.”

Voor het grootschalig rekenen is ongeveer 40 Gbps (40 gigabits per seconde) nodig. Een 100 Gbps-verbinding maakt het mogelijk om de berekening, de visualisatie en de interpretatie van resultaten realtime te laten verlopen. Dat betekent dat de internationale samenwerkingspartners kunnen overleggen over de resultaten op het moment dat ze ontstaan, doordat ze tegelijk naar dezelfde visualisatie kijken.

Seinstra: “Vroeger zou het niet in me opgekomen zijn om zo’n visualisatie te laten plaatsvinden. Tegen zulke datahoeveelheden per tijdseenheid lopen we pas sinds kort aan. De mogelijkheden van lichtpaden zorgen dat we anders kunnen nadenken over de wetenschappelijke vraagstelling. Zo verander je met techniek de wetenschappelijke praktijk.”