Распределенная модульная платформа «Цифровая Лаборатория» как среда для проведения научных исследований и разработок НИЦ «Курчатовский Институт»

Курчатовский комплекс НБИКС-природоподобных технологий ориентирован на междисциплинарные исследования и разработки в области нано-, био-, информационных, когнитивных, социогуманитарных наук и технологий. Экспериментальной основой НБИКС комплекса являются Ресурсные центры, действующие в режиме коллективного пользования различными научными лабораториями и содержащие современное оборудование для проведения широкого спектра научных экспериментов. Обработка и хранение полученных экспериментальных данных производится на суперкомпьютере Вычислительного центра, пользование которым также является коллективным. Таким образом, возникают задачи обмена данными между различными зданиями, организации их обработки, анализа и упорядоченного хранения, а также совмещения гетерогенных экспериментальных данных для получения научных результатов более высокого уровня. Для решения данных вопросов на базе распределённой модульной платформы «Цифровая Лаборатория» была организована информационно-аналитическая среда как система, объединяющая в единое виртуальное пространство научное оборудование Ресурсных центров, суперкомпьютер Вычислительного центра, виртуальные машины и персональные компьютеры научных лабораторий, организуя при этом обмен данными между различными зданиями, их обработку, анализ и хранение. Работа с системой осуществляется посредством пользовательского веб-интерфейса. По запросу исследователей каждая процедура работы с экспериментальными данными заданного типа реализуется в виде автономного модуля платформы «Цифровая Лаборатория». Так, например, введен в эксплуатацию и успешно функционирует Модуль «Нейровизуализация» для обработки и анализа фМРТ/МРТ экспериментальных данных головного мозга человека, получаемых на томографе Ресурсного центра. Использование этого модуля делает задачу анализа фМРТ/МРТ данных максимально простой для пользователя, а также позволяет многократно ускорить процесс обработки данных за счёт расспараллеливания вычислений на узлах суперкомпьютера. Помимо создания модулей для работы с экспериментальными данными, система предусматривает возможность создания модулей для работы с данными иного типа. В качестве примера можно привести Модуль «Проектная деятельность» для анализа эффективности научной деятельности исследовательских лабораторий. Использование данной системы позволяет оптимизировать работу с экспериментальными данными в ходе проведения научных исследований за счёт возможности программной реализации необходимых процедур их передачи, хранения, обработки и анализа.