Výzkumné projekty

Projekt EXA4MIND vytvoří platformu pro extrémně objemná data, která propojí datová úložiště a superpočítače zavedením nových metod automatické správy dat a jejich efektivního přenosu a ukládání. Jádrem projektu jsou čtyři aplikace z oblastí molekulární dynamiky, pokročilých asistenčních systémů pro řidiče, inteligentního zemědělství/vinařství a velkých dat ve zdravotnictví a společnosti. EXA4MIND předkládá inovativní řešení složitých problémů při každodenním zpracování dat s využitím pokročilé datové analýzy, strojového učení a umělé inteligence a díky tomu chce zjednodušit využívání superpočítačových center v EU pro aplikace pracující s extrémním objemem dat.

EXA4MIND_CORDIS

Posláním EuroCC 2 je co nejefektivnějším způsobem pokračovat ve vytváření sítě národních center kompetence a zároveň i nadále podporovat efektivní způsob rozšíření vysoce výkonného počítání (HPC) v Evropě. Hlavním úkolem je využít zkušenosti a odborné znalosti z oboru HPC, což představuje odrazový můstek pro hlavní cíl: podporu národních center kompetence při vytváření jejich individuálních operačních rámců, rozvíjení další spolupráce, resp. výměnu zkušeností a urychlení procesu zvyšování kompetencí na národní a celoevropské úrovni.

eurocc-access.eu

V astrofyzice a kosmologii jsou numerické simulace využívající High-Performance Computing (HPC) klíčovými nástroji pro vědecké objevy. Představují základní nástroje pro teoretické experimenty schopné chápat fyzikální procesy za hranicemi pozorovatelného, pro které je zásadní efektivní využívání budoucích exascale superpočítačů. Exascale systémy ale mají komplikovanou architekturu s významným dopadem na strukturu simulačních kódů. Cílem centra excelence SPACE je přepracovat vybrané kódy, aby byly schopny plně využít nových výpočetních architektur a používat nové programovací metody, softwarová řešení a HPC knihovny.

space-coe.eu

Projekt EVEREST vyvíjí celostní přístup navrhování výpočtů a komunikace ve špičkovém a především bezpečném systému pro vysoce výkonné datové analýzy. Tohoto cíle bude dosaženo zjednodušením programovatelnosti různorodě rozšířených architektur pomocí přístupu řízeného daty, využitím hardwarově zrychlené umělé inteligence a díky efektivnímu monitorování spouštění úloh dle unifikovaného konceptu spojujícího hardwarový a softwarový návrh. Projekt ověří svůj přístup prostřednictvím třech případových studií, a to u predikčního modelu založeného na analýze počasí, v aplikaci pro monitorování kvality ovzduší a ve frameworku pro modelování dopravy u smart cities.

everest-h2020.eu

Cílem projektu je vytvoření testbedu vysoce zabezpečené sítě využívající pro distribuci klíčů principy kvantové mechaniky. Celkový rozpočet tříletého projektu je 18 miliónů eur a jedná se o dosud nejrozsáhlejší nasazení QKD (Quantum Key Distribution) v Evropě. Role IT4Innovations je především ve třech oblastech. První je realizace případu užití HPC přes QKD mezi IT4Innovations a PSNC (Poznaň). Druhou oblastí je participace na vývoji a implementaci správy klíčů. Třetí doménou jsou simulace realizovaných případů nasazení QKD u všech partnerů v projektu a zároveň vylepšení QKD simulátoru, který je v Ostravě dlouhodobě vyvíjen jako open-source. Při simulacích jsou využívány výpočetní zdroje superpočítačového centra IT4Innovations.

openqkd.eu

Supercomputing knowledge partnership

Posláním tohoto projektu je metodický přístup k doplnění mezer v současných vysokoškolských kurzech a zvýšení povědomí o HPC pro budoucí odborníky v oblasti vědy, techniky, inženýrství a matematiky.

sctrain.eu

HPC big dAta artifiCial intelligence cross stack platfoRm tOwardS exaScale

Projekt ACROSS bude spolunavrhovat a rozvíjet konvergenční platformu na bázi HPC, big data (BD) a umělé inteligence (AI), která bude podporovat aplikace v oblastech letectví, klimatu a počasí a energetiky. Za tímto účelem bude ACROSS nejenom těžit z další generace preexascalových infrastruktur a účinných mechanismů pro snadné popsání a řízení komplexních workflows ve zmíněných vědeckých oblastech, ale bude dále připravena pro využití na exascalových systémech. V rámci projektu ACROSS se budou kombinovat tradiční HPC metody s analytickými AI (konkrétně machine learning/deep learning) a BD metodami za účelem zlepšení výsledků dosažených při testování aplikací.

acrossproject.eu

LIgand Generator and portable drug discovery platform AT Exascale

Snahou projektu LIGATE je integrace a společný návrh prvotřídních evropských aplikací s otevřeným zdrojovým kódem společně s patentovanými IP s cílem udržet celosvětové vedoucí postavení Evropy v oblasti řešení CADD (Computer-Aided Drug Design neboli počítačový návrh léčiv) využívajících dnešní špičkové superpočítače a budoucí exascalové zdroje a tím i podporovat evropskou konkurenceschopnost v této oblasti. Plně integrované řešení navrhované v rámci projektu LIGATE umožní co nejrychleji a s nejvyšší přesností dosáhnout reálného výsledku procesu návrhu léku a dále provádět automatické ladění parametrů řešení tak, aby odpovídala časovým a zdrojovým omezením.

ligateproject.eu

SCAlable LAttice Boltzmann Leaps to Exascale

Projekt SCALABLE spojuje významné průmyslové a akademické partnery za účelem zvýšení výkonu, škálovatelnosti a energetické účinnosti průmyslového softwaru pro výpočty dynamiky tekutin (Computational Fluid Dynamics, CFD) na bázi metody Lattice-Boltzman (LBM), která dnes představuje spolehlivou alternativu ke konvenčním CFD přístupům. Obecně je LBM vhodná pro využití pokročilých superpočítačových architektur, jelikož umožňuje masivní paralelizaci. Projekt bude mít přímý dopad na evropský průmysl a zároveň přispěje k základnímu výzkumu.

scalable-hpc.eu

Data Infrastructure Capacity for EOSC

Konsorcium projektu DICE propojuje síť výpočetních a datových center, výzkumných infrastruktur a datových úložišť s cílem vytvořit evropskou infrastrukturu pro EOSC v oblasti správy dat a jejich ukládání, která bude poskytovat standardní služby a základní moduly pro ukládání, vyhledávání, přístup a zpracování dat konzistentním a trvalým způsobem.

dice-eosc.eu

Novel Spin-Based Building Blocks for Advanced TeraHertz Applications

Projekt s-NEBULA je zaměřen na výzkum a vývoj revolučního přístupu k technologiím terahertzového (THz) záření na bázi spinu jak pro generování, tak pro detekci THz záření. Záměrem projektu je vyvinout platformu pro nové THz technologie využívající spinových vlastností elektronu při pokojové teplotě, které budou založené na inovativním spojení magnetismu a optiky. Projekt poskytne špičková řešení složitých vědeckých problémů v oblasti technologií využívajících THz záření motivovaných jednoznačnými potřebami v uvážlivě zvolených cílových aplikacích.

s-nebula.eu

IO Software for Exascale Architecture

Cílem projektu IO-SEA je poskytnout novou platformu pro správu a ukládání dat pro potřeby exascalových výpočtů založenou na hierarchické správě úložiště a poskytování služeb ukládání dat na vyžádání. Platforma bude efektivně využívat vrstvy úložiště sahající od NVMe a NVRAM až po páskové technologie. V projektu IO-SEA budou vyvinuty pokročilé instrumentační a monitorovací funkce IO, které využijí nejnovějších poznatků v oblasti umělé inteligence a strojového učení k systematické analýze telemetrických záznamů za účelem chytrého rozhodování týkajícího se umístění dat.

iosea-project.eu

European Pilot for Exascale

Cílem konsorcia EUPEX je navrhnout, vybudovat a ověřit první evropskou platformu pro HPC, která bude pokrývat komplexní spektrum potřebných technologií s evropskými prostředky: od architektury, procesoru, systémového softwaru, vývojových nástrojů až po aplikace. Prototyp EUPEX bude navržen jako otevřený, škálovatelný a flexibilní, včetně modulární platformy kompatibilní s OpenSequana a odpovídajícího softwarového ekosystému HPC pro modulární superpočítačovou architekturu. Z vědeckého hlediska je EUPEX nástrojem pro přípravu komunit zabývajících se HPC, AI a HPDA na budoucí evropské exascalové systémy a technologie.

Webová stránka projektu

European Master For High Performance Computing

Konsorcium vedené Lucemburskou univerzitou tvoří univerzity, výzkumná a superpočítačová centra, partneři z řad průmyslových podniků a další spolupracující instituce. Cílem konsorcia je rozběhnout magisterské studijní programy na osmi evropských univerzitách: University of Luxembourg, Universitat Politècnica de Catalunya, Politecnico di Milano, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Sorbonne Université, Sofia University St. Kliment Ohridski, Università della Svizzera Italiana a Kungliga Tekniska Hoegskolan. Počítá se s tím, že seznam zapojených univerzit a institucí se v budoucnu rozšíří. Tato aktivita je součástí širší strategie společného evropského podniku EuroHPC na podporu rozvoje klíčových dovedností a vzdělávání a školení v oblasti HPC pro potřeby evropské vědy a průmyslu.

eumaster4hpc.uni.lu

Biodiversity Digital Twin for Advanced Modelling, Simulation and Prediction Capabilities

Cílem BioDT je posunout současné hranice prediktivního chápání dynamiky biodiverzity vývojem digitálního dvojčete poskytujícího pokročilé možnosti modelování, simulace a predikce. Díky novému způsobu využití stávajících technologií a dat získaných prostřednictvím příslušných výzkumných infrastruktur bude možno v rámci projektu BioDT přesněji modelovat interakce mezi druhy a jejich prostředím. Vědci ve výzkumných infrastrukturách budou moci využívat BioDT k 1) lepšímu pozorování změn v biologické rozmanitosti,
2) přiřazení těchto změn k možným příčinám a 3) lepšímu předvídání účinků změn na základě ovlivnění těchto příčin buď klimatem, nebo lidskými zásahy. Konsorcium projektu spojuje dynamický tým odborníků na biodiverzitu, vysoce výkonné počítání, umělou inteligenci a FAIR data za účelem realizace prvního prototypu digitálního dvojčete biodiverzity.

biodt.eu

Piloting a Cooperative Open Web Search Infrastructure to Support Europe's Digital Sovereignty

V projektu OpenWebSearch.EU si 14 renomovaných evropských výzkumných a superpočítačových center dalo za cíl vytvořit otevřenou evropskou infrastrukturu pro webové vyhledávání. Tento projekt přispěje k digitální suverenitě Evropy a zároveň podpoří otevřený trh s aplikacemi využívajícími webové vyhledávání. Během tří let výzkumníci vybudují jádro evropského otevřeného webového indexu jako základ pro nové internetové vyhledávání v Evropě. Kromě toho projekt položí základy otevřené a rozšiřitelné evropské infrastruktury pro otevřené vyhledávání a analýzu webu, založené na evropských hodnotách, zásadách, právních předpisech a standardech.

openwebsearch.eu

MAterials design at the eXascale

Materiálové simulace se staly jednou z nejintenzivnějších a nejrychleji rostoucích oblastí pro vysoce výkonné počítání na celém světě, přičemž Evropa je uznávaným lídrem ve vývoji a inovaci ekosystému kvantových simulačních kódů. Projekt MAX se zaměří na tyto vlajkové kódy, aby řešil výzvy a využil příležitosti, které vyplývají z budoucích exascale a post-exascale architektur, a aby nabídl cesty k objevům a inovacím sloužícím jak vědeckým, tak průmyslovým aplikacím.

max-centre.eu

Vyhodnocování informací pro podporu rozhodování v rámci procesů krizového řízení, zejména povodní. Tvorba systému pro monitorování, modelování, predikci a podporu řešení krizových situací, a to především se zaměřením na oblast Moravskoslezského kraje.

floreon.vsb.cz

Vyhodnocování informací o výkonech dopravců ve veřejné dopravě a mobility obyvatelstva s využitím lokalizačních a provozních údajů mobilních sítí. Díky novým poznatkům o výskytech obyvatel v čase a prostoru podporujeme rozhodování veřejné správy a podniků s cílem zvýšit efektivitu veřejné dopravy, kvalitu života občanů a životního prostředí.

modata.vsb.cz

Číslo projektu: CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_018/0002713

Hlavním cílem projektu je ustavení Doktorské školy pro vzdělávání v oblasti matematických metod a nástrojů v HPC integrující doktorská studia Univerzity Karlovy (Matematicko-fyzikální fakulta), Akademie věd ČR (Matematický ústav) a VŠB-TUO a navazující na jejich širší spolupráci v oblasti výzkumu. Součástí projektu je modernizace a internacionalizace jednoho z doktorských programů školy (Výpočetní vědy, VŠB-TUO) a vytvoření nových programů double degree (plánováno ve spolupráci s Università della Svizzera italiana, Lugano, Švýcarsko, a Université Toulouse III Paul Sabatier, Francie).

https://www.mathinhpc.cz/

Číslo projektu: CZ.01.1.02/0.0/0.0/21_374/0026707

Cílem projektu je vytvoření SW jak pro efektivní hodnocení katalytických procesů, tak pro komplexní podporu při návrhu SCR technologií pro průmyslové aplikace. SW bude založen na algoritmech machine learningu a výpočtů proudění. Projekt je podpořen dotací na základě rozhodnutí o poskytnutí dotace a je řešen ve spolupráci s Vysokou školou báňskou – Technickou univerzitou Ostrava. Projekt je řešen v období 8/2021 až 5/2023.  

Číslo projektu: CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0024896

Předmětem projektu je vytvoření platformy SmartFleet umožňující optimalizaci složení a využití vozového parku firem s důrazem na maximální zapojení vozidel s alternativním pohonem (zejména elektrovozidla). Řešení bude vyvíjeno jako mezioborové a open – flexibilní co se týče nových vstupů (např. umístění vodíkových stanic v budoucnu) umožňující iteraci při každé zvažované změně ve vozovém parku a řešící kompletní životní cyklus vozového parku – od plánování nákupu, denního plánování až po online monitoring a reakci na všechny denní změny.

Číslo projektu: CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0024953

Cílem projektu je vyvinout pomocí společného průmyslového výzkumu firmy Optaglio a.s. a výzkumného pracoviště VŠB-Technické univerzity Ostrava nové produkty v oblasti bezpečnostní holografie, které budou konkurenceschopné na světových trzích. Jedná se o zcela nové typy ochranných prvků proti padělání. Projekt se zaměří na dva originální přístupy bezpečnostní holografie kombinující vysokou technickou úroveň výroby a pokročilé metody designu nanostruktur.  

Číslo projektu: CZ.01.1.02/0.0/0.0/17_176/0015651

Cílem projektu je výzkum a vývoj digitálního dvojčete produktu ve společnosti Siemens, s.r.o. Výzkum a vývoj digitálního dvojčete produktu, asynchronního elektromotoru, bude probíhat v odštěpeném závodě Siemens, s.r.o. Elektromotory Frenštát. Partnery projektu jsou VŠB - Technická univerzita Ostrava a SVS FEM s.r.o. Výstupem projektu je funkční vzorek.

Číslo projektu: CZ.01.1.02/0.0/0.0/20_321/0024591

Předmětem projektu je realizace výzkumných a vývojových aktivit v oblasti řešení pro digitální transformaci za využití cloudových technologií. Projekt bude řešen v účinné spolupráci mezi Y Soft Print Management Solutions, a.s., VŠB – Technickou univerzitou Ostrava a Českým vysokým učením technickým v Praze. Výstupem projektu bude vytvoření nových funkcí softwarového řešení SafeQ Cloud, které přispějí k rychlejší, bezpečnější a efektivnější digitalizaci firem.  

Projekt EuroCC propojí odborné znalosti k vytvoření evropské sítě národních center kompetence pro oblast HPC ve 31 evropských státech k zajištění portfolia služeb pro potřeby průmyslu, akademické obce i veřejné správy. Jeho cílem je posílení odborných znalostí a dovedností v oblasti vysoce-výkonného počítání, datových analýz a umělé inteligence a překlenutí stávajících rozdílů ve využití těchto technologií v jednotlivých státech.

eurocc-access.eu

Hlavním cílem projektu je upgrade a modernizace výzkumné infrastruktury IT4Innovations tak, aby byla minimálně udržena stávající technologická úroveň HPC v ČR v porovnání s rozvinutými, zejména evropskými zeměmi. Záměrem aktivit tohoto projektu je modernizovat vybavení a stávající výpočetní klastr Anselm a superpočítač Salomon doplnit rozsahem a určením obdobným moderním superpočítačem.

V rámci projektu bude rovněž podpořen kvalitní výzkum široké akademické komunity České republiky a rozšíření stávajících výzkumných aktivit v IT4Innovations v oblasti modelování fotonických a spinfotonických struktur, návrhu nových progresivních materiálů na základě výpočtu elektronové struktury a analýzy biologických obrazů s využitím HPC.

Performance Optimisation and Productivity 2

Projekt POP2 navazuje na, a rozšiřuje, aktivity úspěšně realizované v rámci Centra excelence POP od roku 2015. Hlavní náplní POP2 je asistence s analýzou paralelních aplikací, identifikace problémových částí kódů a doporučení optimalizačních technik vedoucích k vyššímu výkonu a lepší škálovatelnosti dané aplikace.

pop-coe.eu

Cílem projektu je vytvořit pokročilou inženýrskou platformu, a to využitím moderních technologií, jako jsou vysoko-výkonnostní počítání, velmi rozsáhlá data a cloudové služby. Přínosy projektu LEXIS budou demonstrovány ověřením využití platformy ve třech pilotních řešeních vhodných pro průmyslová odvětví jako například letectví, počasí a podnebí, zemětřesení a tsunami.

lexis-project.eu

Cílem tříletého projektu ExaQUte je vyvinout nové metody umožňující řešení komplexních inženýrských problémů s využitím numerických simulací a budoucích exascalových systémů. V rámci projektu budou vyvinuty nové výpočetní metody a sofwarové nástroje pro řešení simulací aerodynamiky pro optimalizaci geometricky složitých konstrukcí.

IT4Innovations bude zapojeno do nasazování nástrojů Hyperloom a COMPss na vysokovýkonných výpočetních systémech, jejich konfiguraci a optimalizaci. Podílet se bude i na testování robustních algoritmů pro tvarovou optimalizaci konstrukcí zatížených větrem.

www.exaqute.eu

Technology transfer via multinational application experiments

Projekt je zaměřen na poskytování nových inovačních technologií evropskému průmyslu. V rámci projektu bude implementována iniciativa "Smart Anything Everywhere" do oblasti nízkoenergetického počítání pro kyberfyzikální systémy a Internet věcí. Klíčovým záměrem iniciativy je urychlit inovace v evropském průmyslu. Specializací IT4Innovations pro tento projekt je vývoj softwarů a zpracování multimediálních dat.

www.tetramax.eu

Cloudification of Production Engineering for Predictive Digital Manufacturing

Posláním projektu je přispět k účinnému využívání výkonných výpočetních zdrojů evropskými malými a středními výrobními podniky a tím i ke zvýšení jejich konkurenceschopnosti. Náplní projektu je optimalizace výrobních procesů a produktivity podniků pomocí modelování a simulací založených na využívání HPC s využitím cloudových služeb.

www.cloudifacturing.eu

EXperiments and high PERformance computing for Turbine mechanical Integrity and Structural dynamics in Europe

Cílem tohoto čtyřletého projektu, který byl zahájen v březnu 2017, je vychovat vědecké pracovníky schopné interdisciplinární spolupráce. Kooperace mezi průmyslovými partnery a vědecko-výzkumnými organizacemi urychlí rozvoj klíčových technologií v oblasti turbínových strojů a jejich rychlejší uvedení do praxe. Projekt je podpořen grantem Marie Skłodowska-Curie Inovativní školicí sítě evropského rámcového programu Horizont 2020.

http://www.msca-expertise.eu/

Cílem projektu InnoHPC bylo vyvinout nadnárodní HPC platformu pro rozvoj spolupráce výzkumných institucí s podniky (se zaměřením na malé a střední podniky). Podnikům byl umožněn přístup k superpočítačovým infrastrukturám. Výzkumné instituce získaly díky tomuto projektu možnost spolupracovat na reálných úkolech a využít svůj podnikatelský potenciál.

http://www.interreg-danube.eu/approved-projects/innohpc

Spotřeba elektrické energie u superpočítačů přibližujících se výkonu 1EFLOPs razantně poroste. Hlavním cílem institucí participujících na tomto projektu bylo vyvinout automatizovaný ladící nástroj, který náročné výpočty a simulace zefektivní skrze nové techniky a scénáře měnící softwarové a hardwarové parametry jakými je např. frekvence výpočetních jader. Úloha IT4I spočívala v evaluaci dynamismu v HPC aplikacích, ručním ladění zejména FETI řešiců založených na metodě rozložení oblasti, která kombinuje přímé a iterační metody, a následná evaluace a validace vyvinutého nástroje, který bral výsledky tohoto ručního ladění za referenční.

www.readex.eu

AutoTuning and Adaptivity appRoach for Energy efficient eXascale HPC systems

Hlavním cílem projektu ANTAREX bylo navrhnout pomocí doménově specifického jazyka samo-adaptivní přístup pro aplikace spouštěné na superpočítačích. Řízení jejich běhu a zavedení samo-regulace umožnilo dosáhnout energeticky úsporných heterogenních HPC systémů na exascale úrovni.

https://web.fe.up.pt/~specs/projects/antarex/

V projektu se IT4I podílelo na vývoji moderních škálovatelných algoritmů a jejich vhodných implementacích, jež budou použitelné pro výpočty na exascale superpočítačích budoucnosti. Příslušné algoritmy byly vyvíjeny pro řešení komplexních úloh z oblasti farmakologie s ohledem na nutnost zpracování velkého množství dat potřebného pro průmyslový vývoj léčiv.

Web projektu

Komplexní řešení problematiky modelování, řízení a optimalizace dopravy.

www.centrum-rodos.cz

Harnessing Performance Variability

Cílem projektu bylo navrhnout a vyvinout metody pro efektivní řešení problémů rozložení zátěže v heterogenních vícejádrových systémech tak, aby byla zajištěna správná funkčnost a dostupnost těchto systémů.

http://www.harpa-project.eu/

EXascale Algorithms and Advanced Computational Techniques

Cílem projektu 7. Rámcového programu (7FP) bylo vytvořit modulární otevřený softwarový prototyp, který představí nové algoritmy a programovací techniky vyvinuté v rámci projektu. Prototyp byl ukázkou tvorby nových kódů zaměřených na exascale počítání.

Web projektu

Tento projekt měl za cíl vybudovat síť center, jež budou společnými silami podporovat malé a střední podniky v používání HPC pro svůj rozvoj. V rámci projektu tak byly připraveny výukové materiály, manuály a portfolio vzdělávacích akcí, které byly volně dostupné ve všech zemích Evropy.

Web projektu