O uso de computação intensiva na ciência

Publicado em 06/11/2012

Agência FAPESP, em 06/11/2012

Ciência orientada por dados. Na avaliação de Yan Xu, gerente de programas de pesquisas da Microsoft Research, esse novo paradigma tem ganhado espaço na pesquisa científica de ponta.

A internet e demais plataformas computacionais dispõem atualmente de uma enorme quantidade de dados que guardam uma ciência ainda não conhecida. “Quarto Paradigma” é o nome dado à produção científica gerada a partir da investigação desses dados preexistentes e produzidos por terceiros.

Xu participou da São Paulo School of Advanced Science on e-Science for Bioenergy Research (SPSAS e-SciBioenergy), promovida em outubro pelo Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), com apoio da FAPESP por meio da modalidade Escola São Paulo de Ciência Avançada (ESPCA).

Uma tendência discutida na Escola foi o uso de sistemas computacionais complexos em estudos que simulam fenômenos científicos em larga escala a partir de grandes volumes de dados.

Foram apresentadas simulações sobre o avanço da infecção de gripe aviária na população norte-americana, a incidência de terremotos em todo o planeta nos últimos anos, entre outros.

“Um grande desejo da comunidade científica mundial é dispor de tecnologia suficiente para fazer previsões acuradas e em tempo real de fenômenos distintos e ser capaz de propor respostas adequadas a esses acontecimentos”, disse Xu.

Outro destaque da SPSAS e-SciBioenergy foi a apresentação do diretor do National Center for Supercomputing Applications (NCSA) da Universidade de Illinois, Thom Dunning. O NCSA administra o Blue Waters, um dos três maiores complexos de computação intensiva aplicada à ciência dos Estados Unidos.

O Blue Waters custou US$ 170 milhões e outros US$ 26 milhões são investidos anualmente na sua operação – sendo US$ 13 milhões só para gastos com eletricidade. Grande parte desse custo é financiada por agências federais como a National Science Foundation (NSF) e o escritório científico do Departament of Energy (DOE).

Dunning falou que tem aumentado o interesse de companhias do setor privado no Blue Waters. Segundo normas, essas podem ocupar até 5% do tempo de uso anual do sistema.

“Empresas têm nos procurado não apenas para melhorar seus produtos com a ajuda da computação de alta performance, mas também para minimizar impactos ambientais. Uma empresa do setor de produtos de consumo, por exemplo, desenvolve um projeto para redesenhar embalagens plásticas para os seus produtos. Eles buscam algo resistente e que ao mesmo tempo utilize o mínimo possível de plástico em sua composição. Também trabalham conosco produtores de aviões, motores, máquinas agrícolas e outras”, disse.

De acordo com o pesquisador, o próximo passo desse tipo de cooperação é levar o uso de computação intensiva dos projetos de grandes empresas para os fornecedores-chave da cadeia produtiva dessas companhias.

Palestrantes presentes na SPSAS e-SciBioenergy destacaram a preocupação com a falta de mão de obra especializada em projetos de e-Science. Segundo eles, o aumento de projetos nessa área tem elevado a disputa por profissionais com sofisticada expertise em sistemas computacionais que lidam com grandes volumes de dados, análise e visualização dessas informações.

Para minimizar essa situação nos Estados Unidos foi criada, na Universidade de Illinois, a Virtual School of Computational Science and Engineering. A iniciativa já treinou mais de 700 alunos de pós-graduação nos últimos anos em tópicos que não costumam ser abordados em cursos regulares, como computação heterogênea e programação em escala peta (dos quatrilhões de bytes).

No Brasil, duas importantes iniciativas começam a ganhar forma nessa área. Uma delas, de acordo com Roberto Cesar Junior, pesquisador do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) e da Universidade de São Paulo (USP), é a aprovação de um projeto sobre métodos de e-Science pelo Programa de Apoio a Núcleos de Excelência (Pronex), da FAPESP e do CNPq.

Em contrapartida a esse projeto, foi criado o Núcleo de Pesquisa em e-Science, na USP, com foco nas áreas biológicas, médicas, ciências agrárias e humanas. Segundo Cesar Junior, essas duas ações almejam aumentar a massa crítica e redes de conhecimento na área, assim como implantar uma infraestrutura para compartilhar serviços de e-Science em rede.

Repercussão: Exame, Jornal do Brasil, O Estado de S. Paulo, Jornal da Ciência,

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