Technologie przyszłości

W PCSS prowadzone są prace badawczo-rozwojowe związane z wyzwaniami dla systemów Exascale oraz narzędziami i usługami wspierającymi tworzenie i wykonywanie naukowych symulacji wielkoskalowych na systemach obliczeniowych dużej mocy aktualnej i następnej generacji, we współpracy z wiodącymi zespołami wykorzystującymi symulacje komputerowe dużej skali, w zakresie badań nad rozwojem fuzji jądrowej, biomedycyny i nanotechnologii.

Umiejętność rozwiązywania aplikacyjnego wielu, czasem drobnych wyzwań, które w pakiecie wspólnych narzędzi mogą stanowić duży skok jakościowy – to nie tylko wieloletni atut PCSS, ale także sposób na ciągłe szukanie metod ułatwiania życia. Innowacyjne aplikacje PCSS są dziś elementami większych całości, kompleksowych pakietów rozwiązań, integrując wieloletnią wiedzę specjalistów technologii rozwijanych w Centrum.

Prace rozwojowe w oparciu o systemy informatyczne wymagają składowania dużych zasobów danych. PCSS, przy pełnym wsparciu specjalistów oraz sprzętu najnowszej generacji, oferuje cały wachlarz usług archiwizacji, przechowywania kopii zapasowych oraz długoterminowego składowania wyników badań. Systemy, zbudowane w oparciu o sprawdzone, wiarygodne i bezpieczne rozwiązania, mają zasięg krajowy, są dostępne za pośrednictwem sieci naukowej PIONIER oraz sieci miejskich MAN i pozwalają na wydajny i trwały dostęp do danych na potrzeby środowiska badawczo-naukowego w Polsce oraz instytucji państwowych i samorządowych.

Liczne problemy, z jakimi ma do czynienia współczesna nauka, wymagają często międzynarodowej współpracy oraz wykorzystania specjalistycznych urządzeń i wiedzy eksperckiej. Wychodząc naprzeciw takim wyzwaniom w PCSS prowadzone są projekty z zakresu przetwarzania chmurowego, czyli sposobów i technik pozwalających wirtualizować zdalne i współdzielone zasoby, zarówno przyrządów naukowych, jak i przemysłowych. Możliwość korzystania z naukowych i przemysłowych urządzeń, niezależnie od ich fizycznej lokalizacji, pomaga wyrównywać szanse w skorzystaniu z przyrządów dostępnych dotąd wyłącznie dla nielicznej grupy osób oraz przyczynić się do rozwoju nauki i przemysłu.

Historia rozwoju cyfryzacji oraz bibliotek cyfrowych w PCSS sięga 1996 roku, kiedy to rozpoczęto prace badawcze związane z wykorzystaniem Sieci PIONIER do zapewniania dostępu do zasobów instytucji nauki i kultury na potrzeby realizacji prac badawczych, w szczególności w naukach humanistycznych. Efektem tych prac był prototyp systemu do budowy bibliotek cyfrowych. Obecnie Zespół Bibliotek Cyfrowych i Platform Wiedzy PCSS prowadzi zaawansowane prace w zakresie digitalizacji w Laboratorium Wizualizacji i Interakcji, będące swoistym narzędziem badawczym dla procesów masowej digitalizacji 2D oraz długoterminowego przechowywania i udostępniania obiektów cyfrowych.

Przed elektroniką cyfrową stawiane są niezliczone wyzwania, PCSS widząc konieczność własnych implementacji zaawansowanych rozwiązań w tym obszarze, podjął prace mające na celu zbudowanie laboratorium projektowania i produkcji prototypów urządzeń elektronicznych. Laboratorium umożliwia realizację wszystkich faz tworzenia układów sprzętowych, począwszy od projektowania poprzez testowanie, aż do wykonania prototypu i małej serii produkcyjnej urządzeń współczesnej elektroniki cyfrowej. W ramach projektu CBPIO laboratorium zostanie uzupełnione o pełną linię produkcyjną złożonych obwodów drukowanych z zachowaniem norm i uzyskaniem parametrów wymaganych we współczesnej elektronice.

Prace w ramach Internetu Rzeczy prowadzone są w PCSS w Laboratorium integracji usług sieciowych z sieciami IoT i naukowego wykorzystania infrastruktur społecznościowych. Laboratorium to jest swoistego rodzaju warsztatem, służącym szybkiemu prototypowaniu rozwiązań sprzętowych, oferującym obecnie usługi dla jednostek naukowych i firm, umożliwiającym prowadzenie prac badawczo-rozwojowych w dziedzinie Internetu Rzeczy. Wyposażone jest ono w szereg narzędzi i urządzeń, od developerskich zestawów elektroniki, mikrokontrolerów, czujników, aż po urządzenia obróbki CNC, stacje pogodowe czy stację badania jakości powietrza.

Dziedzina projektowania interfejsów użytkownika od lat rozwija się bardzo dynamicznie. Postęp napędza przede wszystkim rozwój rynku urządzeń elektroniki użytkowej - zwłaszcza przenośnych, w przypadku których intuicyjność obsługi jest cechą, która na równi z innymi funkcjami może zachęcić do korzystania z danego sprzętu. Głównymi wyzwaniami, które stawia przed sobą PCSS w tym zakresie są m.in. interfejsy manualne w zastosowaniach wspierających edukację przedszkolną i wczesnoszkolną, interfejsy użytkownika dla osób z niepełnosprawnością, symulatory lotnicze oraz nowe interfejsy użytkownika w dostępie do zasobów kultury, sztuki i dziedzictwa.

PCSS, jako ośrodek Komputerów Dużej Mocy Obliczeniowej, posiada jeden z najmocniejszych polskich klastrów obliczeniowych o nazwie Orzeł (Eagle) o mocy 1.7 PFlops. Jest to jeden z najbardziej energooszczędnych systemów, jaki powstał w rejonie Europy, Bliskiego Wschodu oraz Afryki (EMEA). Z zasobów obliczeniowych PCSS korzystają naukowcy zajmujący się różnymi dziedzinami nauki: astrofizycy, biolodzy, chemicy czy fizycy. Tematyka tych obliczeń to m. in. chemia kwantowa, dynamika molekularna, krystalografia, biologia obliczeniowa, astrofizyka, fizyka, symulacje konstrukcji i maszyn.

Wiele nowatorskich usług i aplikacji powstałych w PCSS, to rozwiązania IT, wspomagające zbyt długie lub niezautomatyzowane procesy. Niektóre z nich przekształciły się w osobne dziedziny działalności Centrum, inne zaspokajają konkretne potrzeby użytkowników, jeszcze inne zapisały się w historii PCSS jako ważny rozdział doświadczenia i ekspertyzy w całkiem nowych obszarach nauki i gospodarki.

Strumieniowanie multimediów jest jedną z bardziej naturalnych, najczęstszych i zarazem najbardziej atrakcyjnych wizualnie usług świadczonych w ramach wykorzystania sieci szerokopasmowej. W PCSS wiele projektów z tego obszaru wiąże się z rozwojem szybkiego Internetu i ewolucyjnymi zmianami kolejnych generacji e-infrastruktury sieciowej. Od lat z dużym powodzeniem PCSS realizuje m.in. transmisje strumieniowe treści UHD z efektywną kompresją czy przesyłanie treści VR/360⁰ w najlepszej możliwej jakości. Zastosowanie tego typu strumieniowania może być wykorzystywane w różnych obszarach i różnorodnych scenariuszach m. in.: medycynie, gospodarce, kulturze czy sztuce.

Robotyka jest aktualnie jednym z najważniejszych kierunków postępu badawczego i technologicznego. Technologie robotyczne integrują ze sobą aspekty sensoryki, sztucznej inteligencji, automatyki i autonomii oraz mechatroniki. Robotyka, a w szczególności bezzałogowe pojazdy latające i naziemne, są w centrum zainteresowania prac badawczych PSNC Aerospace Lab i koncentrują się na zastosowaniach w inspekcji, monitoringu, detekcji, obserwacji, śledzeniu, mapowaniu, sytuacjach kryzysowych, logistyce i manipulacji. Laboratorium dysponuje niedawno oddaną do użytku infrastrukturą na lotnisku w Kąkolewie, umożliwiającą prowadzenie prac badawczych i eksperymentalnych oraz testów przedwdrożeniowych w dziedzinie robotyki, zarówno w obszernych wnętrzach jak i na terenie otwartym.

Zasadniczym celem Sieci Nowych Generacji jest udostępnienie wszystkim użytkownikom różnorodnych usług na najwyższym poziomie jakości i niezawodności. Dlatego PCSS już od początków swego istnienia stało się ważnym centrum badawczo-rozwojowym w zakresie technologii informacyjno-komunikacyjnych. Celem jego powołania była m.in. budowa i koordynowanie wykorzystania sieci metropolitalnej POZMAN (tzw. sieci MAN z ang. Metropolitan Area Network) i superkomputerów w Poznaniu przez jednostki reprezentowane w Kolegium Rektorów Miasta Poznania.

Biometria jest obecnie jednym z najważniejszych aspektów w dziedzinie przetwarzania i bezpieczeństwa danych. Systemy wykorzystujące techniki biometryczne do potwierdzania tożsamości zaczynają znajdować zastosowania na całym świecie. Metody biometryczne, dla których uwierzytelnienie i identyfikacja mają szczególne znaczenie, stały się również przedmiotem prac badawczych w PCSS. Prace te dotyczą zastosowania biometrii w różnych sektorach życia publicznego, m. in. bankowości, administracji, służbie zdrowia czy handlu elektronicznym.

Zagadnienia z zakresu Sztucznej Inteligencji (AI) oraz uczenia maszynowego (ML) wiążą się w PCSS z podejmowaniem konkretnych wyzwań, jak choćby automatyzacja obsługi klientów, tworzenie modeli diagnostycznych, dobór odpowiednich metodologii uczenia maszynowego, wspomaganie decyzji klinicznych, wykorzystanie sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego do ekstrakcji wiedzy z cyfrowych zbiorów dziedzictwa, czy wydajne przeszukiwanie przestrzeni parametrów modeli ML w celu ich optymalizacji.

Jesteśmy obecnie świadkami tzw. II rewolucji kwantowej i dynamicznego rozwoju szerokiego zakresu technologii kwantowych takich jak: komunikacja kwantowa, obliczenia kwantowa, metrologia kwantowa oraz symulacje kwantowe. Powyższe technologie posiadają potencjał zrewolucjonizowania szeregu dziedziń, problemów oraz aplikacji, wykorzystując zagadnienia i efekty opisywane przez mechanikę kwantową. PCSS bierze udział w projektach związanych z obliczeniami oraz komunikacją kwantową, których głównym celem jest dalsze rozwijanie tych technologii, integracja, implementacja oraz określenie w jaki sposób mogą one być wykorzystane w aktualnej infrastrukturze teleinformatycznej oraz usługach dla cyfrowego społeczeństwa.

Zaawansowana wizualizacja, w tym wirtualna rzeczywistość (VR) oraz imersja, stanowią kolejne etapy rozwoju mediów. Aplikacje VR, w odróżnieniu od tradycyjnego wideo, filmów i telewizji, poprzez swoją immersyjność sprawiają, że doświadczenia w oglądaniu treści multimedialnych, stają się coraz intensywniejsze, bardziej interaktywne i spersonalizowane. Niezależnie jednak od wyzwań stawianych względem VR, przed producentami sprzętu i oprogramowania stoi konieczność przeprowadzenia wielu prac badawczo-rozwojowych tak, aby wyprowadzić te technologie na szeroki rynek konsumencki. Założenie to stoi u podstaw badań prowadzonych w PCSS.

PCSS wraz z partnerami z ośrodków Miejskich Sieci Komputerowych i Centrów Komputerów Dużej Mocy, bazując na wcześniejszych doświadczeniach, stał się liderem usług skierowanych do całego polskiego środowiska akademickiego. Poznańskie Centrum oferuje usługi wideokonferencji wysokiej rozdzielczości oraz naukowej interaktywnej telewizji HD wraz z udostępnieniem środowisku naukowemu krajowej platformy dystrybucji telewizji sieciowej.