Το προηγούμενο διάστημα, η Ελλάδα έγινε αποδέκτρια ακραίων καιρικών φαινομένων που προκάλεσαν καταστροφικές συνέπειες σε καλλιέργειες, εδάφη, εγκαταστάσεις και εξοπλισμό. Η εφαρμογή της τεχνολογίας υπερυπολογιστών μπορεί να προσφέρει ένα σύστημα προγνώσεων, ώστε οι παραγωγοί να λαμβάνουν μια ολοκληρωμένη καιρική πληροφόρηση για περιπτώσεις παγετών, καυσώνων, έντονων βροχοπτώσεων και χαλαζοπτώσεων.
Το συγκεκριμένο σύστημα αποτελεί μέρος του ευρωπαϊκού έργου ACROSS. Ο Δρ Ελευθέριος Πετράκης, υπεύθυνος διαχείρισης έργου από την εταιρεία NEUROPUBLIC, και ο Δρ Κωνσταντίνος Τσαρπαλής, φυσικός-μετεωρολόγος, επιστημονικός υπεύθυνος του έργου από πλευράς της εταιρείας NEUROPUBLIC, παρουσιάζουν, μέσω της συνέντευξής τους, τον τρόπο με τον οποίο η τεχνολογία μπορεί να γίνει σύμμαχος του παραγωγού στην προστασία ενάντια στα έντονα καιρικά φαινόμενα.
Ποιο είναι το αντικείμενο του έργου ACROSS και πότε ξεκίνησε;
Ε. Πετράκης: Το ACROSS (HPC Big Data Artificial Intelligence Cross Stack Platform Towards Exascale) στοχεύει στην ανάπτυξη μιας ενεργειακά αποδοτικής και υβριδικής υπολογιστικής πλατφόρμας υψηλής απόδοσης για τη διαχείριση μεγάλων δεδομένων και την εφαρμογή μεθόδων τεχνητής νοημοσύνης, προσεγγίζοντας, παράλληλα, την υπολογιστική ισχύ των επερχόμενων συστημάτων.
Φιλοδοξία του έργου είναι να συμβάλει, μέσω τεχνολογιών αιχμής, στην ανάπτυξη κορυφαίων και ανταγωνιστικών ευρωπαϊκών συστημάτων υπερυπολογιστών, αυξάνοντας τις δυνατότητες καινοτομίας για κομβικούς κοινωνικούς και βιομηχανικούς κλάδους, όπως: α) Η αεροναυπηγική, β) η γεωργία, η διαχείριση υδατικών πόρων, η παρακολούθηση του κλίματος και των ακραίων καιρικών φαινομένων, και γ) η ενέργεια και η δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα. Το τριετούς διάρκειας διεπιστημονικό έργο ξεκίνησε τον Μάρτιο του 2021 και ολοκληρώνεται επιτυχώς στο τέλος του τρέχοντος μήνα.
 Το ACROSS έχει λάβει χρηματοδότηση από το πρόγραμμα έρευνας και καινοτομίας «Horizon 2020» της Ευρωπαϊκής Ένωσης, καθώς και από εθνικούς πόρους, μέσω της Κοινής Επιχείρησης για την Ευρωπαϊκή Υπολογιστική Υψηλών Επιδόσεων (EuroHPC JU) και βάσει της συμφωνίας επιχορήγησης Αρ. 955648. Στο έργο συμμετέχει η NEUROPUBLIC σε συνεργασία με ακόμη δώδεκα εταίρους από συνολικά οκτώ χώρες. Περισσότερες πληροφορίες είναι διαθέσιμες στην ιστοσελίδα www.acrossproject.eu. |
Τι αφορούν τα συστήματα υπερυπολογιστών;
Ε. Πετράκης: Τα συστήματα υπερυπολογιστών αφορούν, κυρίως, επιστημονικές εφαρμογές όπου εκτελούνται εκατομμύρια μαθηματικές πράξεις ή γίνεται επεξεργασία και ανάλυση μεγάλου όγκου δεδομένων, και αξιοποιούνται, μεταξύ άλλων, για πολύ απαιτητικές προσομοιώσεις, όπως π.χ. σε έρευνες για τη μελέτη των κλιματικών μεταβολών. Ασφαλώς, ο απαιτούμενος χρόνος για τις ανωτέρω εφαρμογές με τη χρήση ενός καθημερινού προσωπικού υπολογιστή θα ήταν απαγορευτικά μεγάλος. Η σημασία του έργου στη χρήση υπερυπολογιστικών συστημάτων έγκειται στη βελτιστοποιημένη διαχείριση των διαθέσιμων πόρων και, συνεπώς, στην περαιτέρω επιτάχυνση των επιμέρους διεργασιών σε πιλοτικές εφαρμογές που σχετίζονται με τους τομείς που αναφέρθηκαν παραπάνω.
Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκαν ιδιαίτερα αποτελεσματικές ροές εργασιών, εφαρμόζοντας μια κατάλληλη αρχιτεκτονική, την οποία υποστηρίζουν τόσο οι επιλεγμένοι επιταχυντές υλικού όσο και μια πολυεπίπεδη στοίβα λογισμικού, προκειμένου να παραχθούν συμβατές υπηρεσίες σε επίπεδο εξακλίμακας, διασφαλίζοντας τη συμμόρφωση με ευρωπαϊκές στρατηγικές.
Με ποιον τρόπο θα συμβάλει το έργο στη γεωργία, στη διαχείριση του νερού και στην παρακολούθηση του κλίματος;
Κ. Τσαρπαλής: Ένας από τους κύριους στόχους του έργου είναι η ανάπτυξη ενός συστήματος προγνώσεων εξαιρετικά υψηλών χωρικών αναλύσεων. Η μελλοντική επιχειρησιακή λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος δύναται να παρέχει μια ολοκληρωμένη καιρική πληροφόρηση στους παραγωγούς, καθώς προγνώσεις σε τέτοιες χωρικές αναλύσεις είναι εξαιρετικά ακριβείς.
Τα αποτελέσματα που εξήχθησαν μελετώντας περιπτώσεις παγετών, καυσώνων, έντονων βροχοπτώσεων και χαλαζοπτώσεων είναι πάρα πολύ ικανοποιητικά, καθώς η στατιστική ανάλυση που χρησιμοποιήθηκε για τη μετέπειτα αξιολόγησή τους παρουσίασε σε συντριπτική πλειοψηφία περιορισμό των σφαλμάτων σε σχέση με προγνώσεις χαμηλότερων χωρικών αναλύσεων.
Επίσης, επετεύχθησαν ακριβείς προγνώσεις και πιο εξειδικευμένων μετεωρολογικών μεγεθών, όπως η πρόγνωση της εξατμισοδιαπνοής, η οποία μπορεί να συμβάλει σε πιο αξιόπιστες εκτιμήσεις των αναγκών σε αρδευτικό νερό. Στην ποιότητα της πρόγνωσης, εκτός από τις προαναφερθείσες υψηλές χωρικές αναλύσεις, συνεισέφερε και η αφομοίωση των δεδομένων του δικτύου των αγρομετεωρολογικών σταθμών του συστήματος ευφυούς γεωργίας gaiasense της NEUROPUBLIC.
Πώς μπορούν τα προγνωστικά μοντέλα με τη χρήση υπερυπολογιστών να ενισχύσουν την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και την οικονομική, περιβαλλοντική και κοινωνική βιωσιμότητα της παραγωγικής διαδικασίας;
Κ. Τσαρπαλής: Διανύουμε μια περίοδο κατά την οποία η κλιματική κρίση προκαλεί όλο και πιο έντονα καιρικά φαινόμενα. Ακριβείς προγνώσεις, οι οποίες δύνανται να εξάγονται όσο το δυνατόν ταχύτερα, είναι κρίσιμης σημασίας για τα συγκεκριμένα θέματα. Η συμβολή των υπερυπολογιστών είναι καθοριστική για τις προαναφερθείσες απαιτήσεις, καθώς η εξαγωγή μιας πρόγνωσης υψηλής ανάλυσης είναι μια εξαιρετικά χρονοβόρα διαδικασία.
Πιο συγκεκριμένα, μια τέτοιου είδους πρόγνωση, χωρίς τη χρήση υπερυπολογιστών, θα εξαγόταν μετά την εκδήλωση του εκάστοτε καιρικού φαινομένου, κάτι που ουσιαστικά θα την καθιστούσε μη εκμεταλλεύσιμη. Τέτοιου είδους προγνώσεις θα συμβάλουν καθοριστικά στη βελτίωση των συστημάτων έγκαιρης προειδοποίησης για έντονα/ακραία καιρικά φαινόμενα, αλλά και γενικότερα στην πολύ καλύτερη πρόγνωση αγρομετεωρολογικών μεγεθών, επιτρέποντας και τη λήψη των κατάλληλων αποφάσεων εκ μέρους του παραγωγού.
