Hoe high-performance computing helpt om klimaatverandering inzichtelijk te maken

Artikelen Reading time: Reading time: Lästid: Lukemisen aika: Læsningstid Leestijd Lesetid 4 minutes minutes minuter minuuttia minutter minuten minutter

Klimaatverandering is een van de grote uitdagingen voor de toekomst van de mensheid. High-performance computing helpt onderzoekers over de hele wereld bij het ontwikkelen van geavanceerde en op artificial intelligence gebaseerde methodes die het milieu monitoren – een essentieel proces om tot oplossingen voor klimaatverandering te kunnen komen. Tijdens de 50e editie van Global Earth Day licht ik graag twee voorbeelden toe.

Onderzoek naar de impact van klimaatverandering op fauna en flora in de Alpen

Het MIAI Instituut – een in Grenoble gevestigd interdisciplinaire instituut voor kunstmatige intelligentie – is nog geen half jaar oud, maar ontwikkelt de nieuwste generatie AI-modellen en -systemen. Van hardware en geïntegreerde architecturen tot software, allemaal met als doel de duurzaamheid te vergroten. HPE helpt de onderzoekers van dit instituut met high-performance computing expertise om code naar high-performance machines te transformeren. Dit stelt de onderzoekers in staat grootschalige analyses te doen.

Het succes van deze projecten is vooral te danken aan de samenwerking tussen de ecologen, datawetenschappers en high-performance computing-experts.

Binnen het instituut leiden Jocelyn Chanussot, professor aan het GIPSA-Lab Laboratorium in Grenoble-INP, en Wilfried Thuiller, onderzoeksdirecteur van het Alpine Ecology Laboratorium (LECA) een belangrijk project: onderzoek dat zich richt op het ontwikkelen van geavanceerde artificial intelligence-methoden voor milieuobservaties, in het bijzonder binnen koude ecosystemen, die worden aangetast door de opwarming van de aarde. Om dit fenomeen te bestuderen werd in 2016 een oppervlakte van 40 m2 grasland getransplanteerd om in-situ-observaties mogelijk te maken aan de hand van bijvoorbeeld vormelijke kenmerken, fotosynthetische productiviteit en veranderingen in microbiële samenstelling door omgevings-DNA. In 2020 zijn er ook traditionele en hyperspectrale foto’s op hoge resolutie aan het onderzoek toegevoegd.

Om de impact van klimaatverandering op onze omgeving meetbaar te kunnen maken, te begrijpen en te kwantificeren zijn tegenwoordig diverse observatiemethodes beschikbaar, zoals in-situmetingen, metingen vanuit satellieten, vliegtuigen en drones, en zelfs laboratoriummetingen om het DNA van planten en dieren tot in detail te analyseren. Al deze observaties genereren grote hoeveelheden data (meer dan 100TB). Supercomputers zoals GENCI’s Jean Zay machine (door HPE ontworpen en gelanceerd in januari 2020) zijn onmisbaar om deze enorme hoeveelheden data door algoritmen te laten verwerken en waardevolle informatie te onttrekken uit de datamassa.  Het succes van deze projecten is vooral te danken aan de samenwerking tussen de ecologen, datawetenschappers en high-performance computing-experts.

Lees meer over Lees meer over HPE’s krachtig presterende computingoplossingen

Geluidsdata verzamelen aan de rand van tropische regenwouden en droge woestijnen

Een team ecologen, geleid door dr. Brian Pijanowski van de Purdue Universiteit in de Verenigde Staten, gebruikt data van de aarde om indicatoren van wereldwijde veranderingen te onderzoeken. Dr. Pijanowski en het team van het Purdue University Center for Global Soundscapes trokken de wildernis in om aardemonsters te verzamelen om daar waardevolle informatie uit te halen – informatie die kan leiden tot oplossingen om de biodiversiteit van de planeet voor toekomstige generaties te behouden.

Het gezang van vogels zegt bijvoorbeeld iets over de opwarming van de aarde.

Het gezang van vogels zegt bijvoorbeeld iets over de opwarming van de aarde. Vogels tjirpen in hogere tonen als de omgeving verstedelijkt is, maar bijvoorbeeld ook als er meer donderslagen zijn in Alaska. Uit onderzoek blijkt dat dit laatste wordt getriggerd door veranderingen in klimaatpatronen.

Het team startte een wereldwijde luistertour in de tropische bossen van Borneo. Ze plaatsten batterijgedreven, akoestische sensoren en opnameapparatuur om geluid vast te leggen. Dit proces herhaalden ze op zo veel verschillende plekken dat er nu een significante hoeveelheid audiodata verzameld is die maar liefst 80 procent van de belangrijkste ecosystemen in de wereld dekt. De opnames bevatten ongeveer 100.000 verschillende geluiden van allerlei soorten activiteiten zoals dieren, het weer en bewegend water.

Om de grote hoeveelheden verzamelde, complexe data te verwerken en ervan te leren, had het team een combinatie van krachtige computing, deep learning en dataverwerking en -analyse nodig. Hierbij werd gebruikgemaakt van high-performance computingoplossingen van de HPE Edgeline Converged-systemen en de HPE ProLiant HPE-servers. Nadat de gefragmenteerde gegevens waren geconsolideerd, werden HPE Apollo-systemen gebruikt voor het verwerken en analyseren om zo data visueel te kunnen weergeven. Het grote voordeel van Apollo-systemen is dat ze uitermate geschikt zijn voor het ondersteunen van diepere learning- en analyses.

Datacenterefficiency in Nederland

In Nederland is datacenterefficiency een hot topic. Er is onlangs een coalitie gestart rondom het LEAP-programma, waar HPE ook onderdeel van is. In deze coalitie werken datacenters en bedrijven in Amsterdam samen aan het realiseren van een lager stroomgebruik. Nederland is namelijk een hosting-intensief land.  Er zijn inmiddels gesprekken gaande om een Zwitsers model zo snel mogelijk in te brengen in het LEAP-programma in Nederland. Dit model verwijst naar een alliantie van academici en branchevertegenwoordigers die tijdens het World Economic Forum (WEF) een het Zwitserse Data Center Efficiency Label heeft aangekondigd. Het voornaamste doel van dit label is om de koolstofuitstoot en energieconsumptie van datacenters in Zwitserland te verminderen. LEAP is geïnteresseerd in het inbrengen van dit model, met name omdat er holistisch naar het datacenter wordt gekeken. Deze toevoeging zou een mooie volgende stap in het LEAP-programma kunnen zijn.

Strategie voor duurzame ontwikkeling

Duurzaamheid en het minimaliseren van onze ecologische voetafdruk in de hele waardeketen is voor HPE essentieel, binnen alle onderdelen van de organisatie. Daarom richten we ons op de gebieden waar onze impact het grootst is en kijken we hoe we klanten kunnen helpen om alleen de capaciteit te gebruiken die nodig is. Het is fantastisch om te zien dat onze specialisten en onze IT-oplossingen de wetenschap helpen om patronen van wereldwijde veranderingen te begrijpen!

Door: Clemens Esser, CTO HPE Nederland


Relatert Lue seuraavaksi Relaterat Relateret Gerelateerd Related