Utnytte og dele infrastruktur og kunnskap
EXCITE (Electron and X-ray microscopy Community for structural and chemical Imaging Techniques for Earth materials) forener ledende europeiske anlegg for elektron- og røntgenmikroskopi av geologiske materialer. Det kollektive målet med dette fellesskapet er å gi tilgang til eksisterende avanserte fasiliteter innen geologi og materialforskning samt å dele kunnskap og erfaring fra de ulike miljøene. Men hvordan gjør man det, når både maskinvare og kompetanse er spredt på forskningsmiljøene rundt i Europa?
UiO med verdifullt bidrag
Her på UiO er det Goldschmidt-laboratoriet, USIT og Avdeling for biomaterialer som er med i EXCITE. USIT (Universitetets senter for informasjonsteknologi) skal, i samarbeid med Goldschmidt-laboratoriet og Avdeling for biomaterialer, utvikle løsninger for elektronmikroskopidata som et bidrag inn i EXCITE, og samtidig skal UiO ta ledelsen innenfor dette feltet ved å utvikle VDI for hele EXCITE-konsortiet.
VDI (Virtual Desktop Infrastructure) er en teknologi som gir en bruker tilgang til ressurser – både beregningskraft, programvare og datasett – fra en hvilken som helst maskin via fjerntilkobling. Det betyr at man kan benytte seg av kraftige og unike datamaskiner uten å måtte reise til stedet der maskinen faktisk finnes, og man kan dele programvare og datasett i forskergrupper med medlemmer fra mange institusjoner og universiteter, som om man satt i samme bygning.
Akkurat det EXCITE trenger
Et av målene til EXCITE er jo akkurat dette, å gi tilgang til eksisterende teknologiske fasiliteter, og når fasilitetene er spredt over hele Europa, ja, da er VDI akkurat det som skal til for å nå det målet. Det er spesielt viktig i forbindelse med pandemien, men også ellers siden de truende klimaendringene gjør at alle må reise mindre, og slik minimere utslipp av CO2 og andre klimagasser.
Magnus Hovland, senioringeniør i Seksjon for basis systemdrift, USIT kommenterer:
– Det unike her er at vi på UiO har greid å utvikle framtidsrettede IT-tjenester i samarbeid med forskerne. Det er stor etterspørsel etter tilgang til forskningsdata og visualisering hjemmefra. Spesielt i forbindelse med Covid-19. I søknadsprosessen til EXCITE ble vi nesten ikke trodd da vi fortalte at vi allerede hadde slike tjenester. Partnerne fortalte at slike VDI systemer har de ønsket seg lenge, men ikke fått til.
– Det er artig å se at samarbeid mellom forskere og IT gjør UiO til en unik partner i Horizon 2020 forskningssamarbeid. Det er tydelig at UiOs satsing på eInfrastruktur gir oss et konkurransefortrinn, sier Gard Thomassen, underdirektør for Avdeling for IT i forskning ved USIT.
Tilgang
– EXCITE vil gi en enklere og mer effektiv tilgang til de beste infrastrukturene for skanning med elektronmikroskop og røntgentomografi som er tilgjengelige i Europa, forklarer professor Håvard Haugen, som er en av forskerne som deltar. Det skjer gjennom bruk av koordinert tilgang til hverandres utstyr.
– I dag skjer bruk av infrastrukturen som er tilgjengelig hos EXCITE-partnerne primært gjennom direkte kontakt med en enkelt forsker tilknyttet et mikroskopimiljø, forklarer han videre. En slik direkte kontakt gjør at forskeren må bruke tid på å identifisere riktig utstyr som kreves for et spesifikt forskningsspørsmål, der vedkommende kan ha liten eller ingen erfaring, sier han. Dataen som blir generert må i dag analyseres på en PC som ofte står fysisk ved siden av det avanserte utstyret. Men ny teknologi som tilgjengeliggjøres i samarbeid mellom forskere på UiO og UiOs sentrale IT-organisasjon, USIT, gjør at slik databehandling kan nå skje i virtuelle infrastrukturer, og det gir anledning til avansert bruk via fjerntilgang. Dette betyr mindre behov for reising, som passer godt i disse koronatider.
Virtuelle datamaskiner
De virtuelle maskinene som tilbys forskerne gjennom denne VDI-satsningen gir ikke bare tilgang til beregnings- og visningskraft, men også data. For data, både rådata og analyserte data, skaper ofte hodebry. Ofte er datasettene svært store, og derfor ønsker man ikke å kopiere eller flytte på datasettene. I tillegg er ofte programvaren som benyttes svært spesiell og ikke minst underlagt kostbare lisensavtaler.
Tradisjonelt sett har slik programvare vært installert på en PC tilknyttet instrumentet som brukes til analyse eller lignende, og tilgang til denne går kun ved fysisk tilstedeværelse. Dette skal EXCITE endre på ved å ta i bruk Virtual Desktop Infrastructure (VDI).
VDI gir brukere (fjern)tilgang til en virtuell datamaskin med programvaren og prosessorkraften som kreves for å analysere data fra for eksempel transnasjonale tilgangsprosjekter. Tilgjengeliggjøring av en slik VDI-løsning for disse fagmiljøene vil være en «game changer» for analyse av elektron- og røntgenmikroskopidata.
Unikt samarbeid med USIT
USIT ved Universitetet i Oslo har startet innføringen av en slik VDI de siste årene med støtte fra UiOs Fagråd for eInfrastruktur. I et samarbeid med USIT og Avdeling for biomaterialer, har UiO utviklet en VDI løsning til bruk ved analyse av røntgenmikroskopidata. Dette har aldri vært gjort før.
Liebert Nogueira ved Klinisk Forskningslaboratorium forteller at VDI har blitt et populært verktøy for våre samarbeidspartnere både i USA, Brasil og rundt i Europa.
Viktig i det grønne skiftet
EXCITE bærer også i seg et potensial til å bli et essensielt bidrag i det grønne skiftet. Fordi det å forstå materialer er av avgjørende betydning for å skape et bærekraftig, karbon-nøytralt samfunn. Slike materialer spiller en rolle i svært mange viktige prosesser. Kombinert med kompetanse fra Goldschmidt-laboratoriet hvor Luca Menegon holder til, kunne disse forskerne sy sammen et verdifullt bidrag inn i EXCITE. Disse forskningsmiljøene ved UIO utfyller hverandre på en helt unik måte. Goldschmidt-laboratoriet har en klar grønn profil i sin forskning. For eksempel styrer geologiske materialer muligheten for lagring og utvinning av underjordisk hydrogen. Og hydrogen blir sett på som en viktig del av løsningen på fremtidens energiutfordringer. Årsaken er at hydrogen kan brukes og fremstilles helt uten utslipp av CO2.
I tillegg trengs avansert materialteknologi for å bygge videre på grønn teknologi som for eksempel høykapasitetsbatterier eller turbiner for vindparker.
EXCITE – et forskningsfellesskap for fremtiden
EXCITE har også en tydelig målsetting om å integrere felles forskningsprogrammer med nettverk, opplæring og tverrnasjonal tilgang til aktiviteter knyttet til denne delte infrastrukturen. På denne måten vil det da være mulig både for akademia og industrien å svare på kritiske spørsmål innen vitenskap og teknologi.
Slik bygger EXCITE et samfunn av høyt kvalifiserte forskere, utvikler teknologier og gir tilgang til infrastruktur i verdensklasse, spesielt til nye og «ikke-ekspert» brukere, som ofte blir hindret fra å delta i problemløsende mikroskopi av materialer. EXCITE vil rett og slett gi flere forskere tilgang til riktig teknologi, på en grønn og kostnadseffektiv måte.