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D4Science

D4Science es una organización que opera una infraestructura de datos que ofrece servicios a través de entornos de investigación virtual impulsados ​​por la comunidad . [ 1 ] En ...

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D4Science es una organización que opera una infraestructura de datos que ofrece servicios a través de entornos de investigación virtual impulsados ​​por la comunidad . [ 1 ] En particular, apoya a comunidades de práctica dispuestas a implementar prácticas de ciencia abierta . [ 2 ] La infraestructura sigue el enfoque de sistema de sistemas , donde los sistemas constituyentes (proveedores de servicios) ofrecen "recursos" (es decir, servicios y, por lo tanto, datos, computación, almacenamiento) ensamblados para implementar el conjunto general de servicios de D4Science. [ 3 ] En particular, D4Science agrega proveedores de servicios "agnósticos del dominio" así como proveedores específicos de la comunidad para construir un espacio unificador donde los recursos agregados pueden ser explotados a través de entornos de investigación virtual y sus servicios.

Esta organización está alojada en el Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione del Consejo Nacional de Investigación (Italia) .

En la base de esta infraestructura hay un software de código abierto llamado sistema gCube . [ 4 ]

Servicios

D4Science ofrece:

  • Entorno Virtual de Investigación como Servicio (VRE) que proporciona a cualquier comunidad de práctica un entorno de trabajo dedicado que respalda cualquier proceso de producción de conocimiento de manera colaborativa; de hecho, cada VRE permite el trabajo cooperativo asistido por computadora por diseño. Los VRE basados ​​en D4Science son entornos de trabajo basados ​​en la web, orientados a la comunidad, colaborativos, fáciles de usar y que facilitan la ciencia abierta para científicos y profesionales que desean trabajar juntos para realizar un conjunto de tareas (de investigación). Desde la perspectiva del usuario final, cada VRE se manifiesta en una aplicación web unificada (y un conjunto de interfaces de programación de aplicaciones (API)): (a) que comprende varias aplicaciones organizadas en elementos de menú específicos y (b) que se ejecuta en un navegador web simple. Cada aplicación proporciona a los usuarios del VRE funcionalidades implementadas mediante uno o más servicios proporcionados por diversos proveedores. Entre los servicios básicos con los que está equipado cada VRE se encuentran:
    • un espacio de redes sociales que permite debates abiertos y colaborativos sobre cualquier tema y difunde información de interés para la comunidad, por ejemplo, la disponibilidad de los resultados de una investigación;
    • Un espacio de trabajo para almacenar, organizar y compartir cualquier versión de un artefacto de investigación, incluidos el conjunto de datos y la implementación del modelo;
    • un panel de control de gestión de usuarios para administrar la membresía y los roles;
    • Un servicio de catalogación que registre los recursos que merecen ser publicados, para que otros puedan informarse y hacer uso de estos recursos.
  • Science Gateway as a Service proporciona a una comunidad de práctica un portal científico dedicado que alberga un conjunto seleccionado de entornos de investigación virtuales .
  • Análisis de datos a gran escala para análisis de datos que incluye:
    • una plataforma de análisis de datos propietaria (DataMiner) [ 5 ] [ 6 ] para ejecutar tareas analíticas ya sea confiando en métodos proporcionados por el usuario o por otros. Está dotada de instalaciones de importación y compartición para métodos analíticos implementados en formas heterogéneas incluyendo R , Java , Python y KNIME . La plataforma ejecuta tareas mediante una infraestructura de computación distribuida e híbrida. Además, una de las características dignas de destacar de esta plataforma es su compatibilidad con la ciencia abierta. Todos los métodos analíticos integrados en ella están expuestos por un protocolo estándar (el protocolo OGC WPS ) que los clientes pueden usar para informarse sobre los métodos disponibles, así como para iniciar procesos, monitorear su ejecución y acceder a los resultados. Cada tarea analítica realizada por la plataforma produce automáticamente un registro de procedencia que garantiza la reproducibilidad de la tarea ;
    • Un entorno de desarrollo basado en RStudio para R que permite realizar tareas de computación estadística en la nube. Este entorno RStudio (i) viene preconfigurado con bibliotecas y paquetes para facilitar la ejecución de tareas comunes de análisis de datos, y (ii) proporciona acceso sin interrupciones al espacio de trabajo VRE, lo que permite compartir recursos con otros miembros del mismo entorno de trabajo.
    • Un entorno de notebook basado en Jupyter para desarrollar y ejecutar computación interactiva mediante instancias de JupyterLab . Cada JupyterLab (i) viene preconfigurado con bibliotecas y paquetes para facilitar la ejecución de tareas comunes de análisis de datos, y (ii) proporciona acceso al espacio de trabajo VRE, lo que permite compartir recursos con otros miembros del mismo entorno de trabajo.

La infraestructura D4Science presta servicio a miles de usuarios (más de 20.000 usuarios registrados en junio de 2023 ) mediante 178 VRE activos ofrecidos a través de 20 portales científicos .

Historia

La iniciativa D4Science ha sido desarrollada y respaldada por varios proyectos financiados por la Unión Europea.

DILIGENT (2004-2007) en el Sexto Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico fue el precursor donde se concibió y desarrolló una infraestructura de banco de pruebas construida mediante la integración de tecnologías y recursos de biblioteca digital y computación en malla para atender las necesidades de las comunidades de práctica involucradas en el desarrollo del conocimiento. [ 7 ]

En el contexto del Séptimo Programa Marco de investigación, desarrollo tecnológico y demostración, se desarrolló la iniciativa D4Science. En este período se estableció y desarrolló la infraestructura para servir a comunidades de práctica de dominios que abarcan desde las Ciencias de la Tierra hasta las Ciencias Marinas con alcance mundial [ 8 ].

En el contexto del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 , el nivel de madurez de la infraestructura D4Science era lo suficientemente alto como para permitir que un conjunto amplio y muy diverso de comunidades de práctica se beneficiaran de ella y de sus servicios, y contribuyeran aún más a su desarrollo. Además, los servicios ofrecidos por la infraestructura se han desarrollado para apoyar las prácticas de ciencia abierta . [ 2 ]

El funcionamiento y la mejora de las instalaciones de infraestructura de D4Science siguen en curso, mientras que su explotación crece progresivamente.

Las comunidades y los casos apoyados abarcan desde la agroalimentación [ 9 ] hasta la ciencia de datos sociales [ 10 ] , las ciencias de la Tierra [ 11 ] y las ciencias marinas. [ 12 ]

Véase también

  • La Nube Europea de Ciencia Abierta es la iniciativa europea para crear un entorno que permita alojar y procesar datos de investigación y promover la ciencia abierta.
  • La Infraestructura Europea de Red (European Grid Infrastructure) es la infraestructura electrónica creada para proporcionar servicios avanzados de computación y análisis de datos para la investigación y la innovación.
  • OpenAIRE es la iniciativa europea para orientar la comunicación académica hacia la apertura y la transparencia, y para facilitar formas innovadoras de comunicar y supervisar la investigación.

Referencias

  1. ↑ Candela, L.; Castelli, D.; Pagano, P. (2023). "La experiencia de D4Science en el desarrollo de entornos de investigación virtual" . Computing in Science & Engineering . 25 (2): 12– 19. Bibcode : 2023CSE....25b..12C . doi : 10.1109/MCSE.2023.3290433 . S2CID 259713679 . 
  2. 1 2 Assante, M.; Candela, L.; Castelli, D.; Cirillo, R.; Coro, G.; Frosini, L.; Lelii, L.; Mangiacrapa, F.; Pagano, P.; Panichi, G.; Sinibaldi, F. (2019). "Promulgando la ciencia abierta por D4Science" . Sistemas informáticos de generación futura . 101 : 555– 563. doi : 10.1016/j.future.2019.05.063 . S2CID 192644104 . 
  3. ↑ Assante, M.; Candela, L.; Castelli, D.; Cirillo, R.; Coro, G.; Dell'Amico, A.; Frosini, L.; Lelii, L.; Lettere, M.; Mangiacrapa, F.; Pagano, P.; Panichi, G.; Sinibaldi, F.; Sinibaldi, F. (2019). «Cocreación de entornos virtuales de investigación: La experiencia D4Science» . Concurrencia y Computación: Práctica y Experiencia . 35 (18). doi : 10.1002/cpe.6925 . S2CID 247426120 . 
  4. ↑ Assante, M.; Candela, L.; Castelli, D.; Cirillo, R.; Coro, G.; Frosini, L.; Lelii, L.; Mangiacrapa, F.; Marioli, V.; Pagano, P.; Panichi, G.; Perciante, C.; Sinibaldi, F. (2019). "El sistema gCube: prestación de entornos de investigación virtuales como servicio" . Sistemas informáticos de generación futura . 95 : 445– 453. doi : 10.1016/j.future.2018.10.035 . S2CID 57313947 . 
  5. ↑ Coro, G.; Panichi, G.; Scarponi, P.; Pagano, P. (2017). "Computación en la nube en una infraestructura electrónica distribuida utilizando el estándar de servicio de procesamiento web" . Concurrency and Computation: Practice and Experience . 29 (18) e4219. doi : 10.1002/cpe.4219 . S2CID 24360342 . 
  6. ↑ Candela, L.; Coro, G.; Lelii, L.; Pagano, P.; Panichi, G. (2020). "Procesamiento y análisis de datos para ciencias centradas en datos". En Zhao, Z.; Hellström, M. (eds.). Hacia infraestructuras de investigación interoperables para ciencias ambientales y de la Tierra . Lecture Notes in Computer Science. Vol. 12003. pp. 176–191 . doi : 10.1007/978-3-030-52829-4_10 . ISBN   978-3-030-52828-7. S2CID 220794538 . 
  7. ↑ Candela, L.; Akal, F.; Avancini, H.; Castelli, D.; Fusco, L.; Guidetti, V.; Langguth, C.; Manzi, A.; Pagano, P.; Schuldt, H.; Simi, M.; Springmann, M.; Voicu, L. (2007). "DILIGENT: integración de bibliotecas digitales y tecnologías Grid para una nueva infraestructura de investigación de observación de la Tierra" . International Journal on Digital Libraries . 7 ( 1–2 ): 59–80 . doi : 10.1007/s00799-007-0023-8 . S2CID 29730933 . 
  8. ^ Amaral, R.; Badía, RM ; Blanquer, I.; Braga-Neto, R.; Candela, L.; Castelli, D.; Flann, C.; De Giovanni, R.; Gris, WA; Jones, A.; Lezzi, D.; Pagano, P.; Pérez-Canhos, V.; Quevedo, F.; Rafanell, R.; Rebello, V.; Sousa-Baena, MS; Torres, E. (2015). "Apoyo a estudios de biodiversidad con la Infraestructura de Datos Híbridos EUBrazilOpenBio" . Concurrencia y Computación: Práctica y Experiencia . 27 (2): 376– 394. doi : 10.1002/cpe.3238 . hdl : 10251/62543 . S2CID 34424801 . 
  9. ↑ Assante, M.; Boizet, A.; Candela, L.; Castelli, D.; Cirillo, R.; Coro, G.; Fernández, E.; Filtro, M.; Frosini, L.; Georgiev, T.; Kakaletris, G.; Katsivelis, P.; Knapen, R.; Lelii, L.; Lokers, RM; Mangiacrapa, F.; Manouselis, N.; Pagano, P.; Panichi, G.; Penev, L.; Sinibaldi, F. (2020). "Realizando entornos virtuales de investigación para la comunidad agroalimentaria: La experiencia AGINFRA PLUS" . Concurrencia y Computación: Práctica y Experiencia . 33 (19): na doi : 10.1002/cpe.6087 . S2CID 229459865 . 
  10. ↑ Grossi, V.; Giannotti, F.; Pedreschi, D.; Manghi, P.; Pagano, P.; Assante, M. (2021). "Ciencia de datos: un factor de cambio para la ciencia y la innovación" . International Journal of Data Science and Analytics . 11 (4): 263– 278. doi : 10.1007/s41060-020-00240-2 . hdl : 11384/137137 .
  11. ↑ Jeffery, K.; Candela, L.; Glaves, E. (2020). «Entornos de investigación virtual para las ciencias ambientales y de la Tierra: enfoques y experiencias». En Zhao, Z.; Hellström, M. (eds.). Hacia infraestructuras de investigación interoperables para las ciencias ambientales y de la Tierra . Lecture Notes in Computer Science. Vol. 12003. pp. 272–289 . doi : 10.1007/978-3-030-52829-4_15 . ISBN   978-3-030-52828-7. S2CID 220795026 . 
  12. ↑ Coro, G.; González Vilas, L.; Magliozzi, C.; Ellenbroek, A.; Scarponi, P.; Pagano, P. (2018). "Predicción de la invasión en curso de Lagocephalus sceleratus en el mar Mediterráneo" . Modelización Ecológica . 371 : 37– 49. Código Bib : 2018EcMod.371...37C . doi : 10.1016/j.ecolmodel.2018.01.007 .