Un’innovativa piattaforma orientata all’utente condivide e sfrutta i dati della scienza dei materiali computazionale
Fondamentalmente, ogni nuovo prodotto commerciale, che si tratti di salute, tecnologia della comunicazione o energia pulita, dipende in gran parte da materiali migliorati, nuovi o addirittura avveniristici. La loro scoperta è, ad oggi, una delle applicazioni più interessanti ed economiche del calcolo ad alte prestazioni. I megadati hanno un potenziale rivoluzionario per numerose applicazioni e promettono di essere rivoluzionari nel migliorare l’analisi e la descrizione dei fenomeni scientifici e delle proprietà dei materiali. Per sfruttare appieno le informazioni vitali e il potenziale delle enormi quantità di dati disponibili, sono necessarie infrastrutture adeguate per raccogliere, trattare e condividere in modo efficiente. Il progetto NoMaD, finanziato dall’UE, ha introdotto strumenti che consentono ai ricercatori nel campo delle scienze e dell’ingegneria di far progredire la scienza dei materiali, identificare nuovi fenomeni fisici, aiutare l’industria a migliorare i prodotti esistenti e sviluppare nuovi prodotti e tecnologie. «In questo modo, NoMaD ha virato la mentalità scientifica verso una condivisione dei dati completa, accessibile, interoperabile e riutilizzabile (FAIR)», afferma il coordinatore del progetto, il Prof. Matthias Scheffler. «Questo aprirà nuove strade per l’estrazione e la rielaborazione dei megadati delle scienze dei materiali». Strumenti innovativi per facilitare la scoperta, la creazione e l’uso di nuovi materiali L’archivio allestito e mantenuto da NoMaD è ad oggi il più grande archivio di scienza dei materiali computazionale al mondo, comprendente dati da ricercatori internazionali e altre banche dati. Contiene file di input e output di diversi milioni di calcoli di alta qualità. Il volume dei file a disposizione è in costante aumento. A differenza di altri archivi, non è limitato ai codici informatici selezionati, ma serve l’intera comunità supportando tutti i codici importanti attualmente utilizzati nella scienza dei materiali computazionale. Ospitando dati grezzi e conservando gratuitamente i dati scientifici per almeno 10 anni, l’archivio aiuta i ricercatori a ospitare e organizzare i propri dati e a renderli disponibili agli altri in maniera estremamente efficiente. I partner del progetto hanno creato Archive per ospitare i dati ad accesso aperto dell’archivio, convertiti in un formato comune, indipendente dal codice. Hanno sviluppato numerosi parser che leggono e traducono tutte le informazioni contenute nei file di input e di output. Ciò garantisce che i dati provenienti da fonti diverse possano essere confrontati e gestiti collettivamente con vari strumenti NoMaD. Il team del progetto ha sviluppato diversi strumenti per sfruttare i vasti dati di Archive. L’Encyclopedia è un enciclopedia che consente agli utenti di vedere, confrontare, esplorare e comprendere i dati dei materiali calcolati. Aiuta a cercare le proprietà di una grande varietà di materiali. L’Analytics Toolkit è una serie di strumenti analitici che fornisce una raccolta di esempi e strumenti per dimostrare come trasformare i dati dei materiali in conoscenza. Infine, i membri del team hanno progettato strumenti che consentono la visualizzazione in remoto dei dati multidimensionali di NoMaD attraverso un’infrastruttura dedicata. Viene fornito un servizio centralizzato che consente agli utenti di eseguire una serie di attività di visualizzazione dei dati in maniera interattiva sui propri computer, senza dover installare altro hardware o software specializzato. «NoMaD è stato determinante nella costruzione di un’infrastruttura sostenibile e affidabile per raccogliere e condividere in modo efficiente i dati», conclude il prof. Scheffler. L’ottimizzazione della ricerca di materiali nuovi o migliorati avrà un notevole impatto sulla progettazione dei materiali in settori chiave come salute, ambiente, industria pesante, energia pulita, mobilità e TIC.
Parole chiave
NoMaD, dati, scienza dei materiali, nuovi materiali, megadati, archivio
