Перегляд новини

*     *     *

Добігає кінця Рамкова про­гра­ма з досліджень та інно­вацій Євро­пейсь­кого Со­юзу «Го­ризонт 2020». 2021 року роз­поч­неться нова про­гра­ма – «Го­ризонт Євро­па», для вхо­д­жен­ня до якої Ук­раїні вже вар­то роз­гор­тати роботу. Се­ред головних завдань, які сто­ять перед нашою країною на цьо­му шляху, – роз­ширен­ня представництва в Євро­пейсь­кому дослідниць­кому про­сторі (European Research Area, ERA), зок­рема долучен­ня до Відкритої хма­ри євро­пейсь­кої науки (European Open Science Cloud, EOSC). Про те, навіщо створювалась EOSC і які мож­ливості вона відкриває перед дослідни­ками з різних країн, ми поспілку­валися з віцепре­зиден­том Національ­ної ака­демії наук Ук­раїни, дирек­тором Інституту тео­ретич­ної фізики імені М.М. Бо­голюбова НАН Ук­раїни ака­деміком Анатолієм ЗАГОРОДНІМ.

Академік Анатолій Загородній. Фото: Пресслужба НАН України

– Анатолію Глібовичу, більшість роз­мов із науковцями сьо­годні зво­дяться до теми COVID-19, що зро­зуміло. Пропоную поговорити про стратегічні питан­ня у науці, які ста­нуть ключовими після пан­демії. Скажімо, нещодав­но Євро­пейсь­кий Со­юз оприлюд­нив план дій «ERA про­ти CORONA», пункт 9 якого сто­сується інстру­ментів для обміну даними досліджень, а серед іншо­го – Євро­пейсь­кої хма­ри відкритої науки та принципів FAIR для даних, моделей, робочих про­цесів і результатів. По­ясність, будь лас­ка, що мається на увазі.

– Ми живемо в дуже цікавий час, коли одночас­но відбу­ваються май­же про­тилежні про­цеси. З одного боку, країни переорієнту­ють інтернаціональні лан­цюж­ки вироб­ництва товарів на національ­ний рівень. З іншо­го боку, вик­лики, що поста­ють перед суспільством, потре­бують відкрит­тя досліджень і залучен­ня гло­бального науко­вого та про­мис­лового ресур­су для їх подолан­ня. Крім того, каран­тин вплинув на занурен­ня гро­мадянсь­ких суспільств у вірту­аль­не середовище, яке за виз­начен­ням є відкритим і гло­бальним. Пандемія сти­мулювала спільні дії урядів та спо­нукала наукові співто­вариства до інтенсифікації досліджень нового коронавірусу. Це було б немож­ливо без відкритості досліджень, екс­перимен­тальних даних, циф­рових ресурсів, необхідних для оброб­ки даних, та про­грамних платформ для про­веден­ня досліджень, створених на основі відкритого коду.

Ці платфор­ми, на яких зберігаються дані попередніх досліджень, будувалися за бюд­жетні кош­ти багатьох країн світу (зок­рема у межах уже зга­даної про­гра­ми «Го­ризонт 2020») і нарешті отримали потуж­ний запит на їх викорис­тан­ня.

COVID-19 також при­вер­нув ува­гу до відсутності відтворюваності великої кількості даних досліджень, які почали відкриватися для усу­нен­ня загроз жит­тю і здо­ров’ю людей. Це питан­ня порушувалось і раніше, але не сприй­малось настільки гос­тро. На­при­клад, 2012 року з’явилась інформація про від­тво­рюваність даних біохіміч­них досліджень, на яких ґрун­тувалися результати, що ввійшли до науко­вих публікацій. Бу­ло встанов­лено, що половина даних не відтворюються і, фак­тич­но, є «хижацькими». Інше дослідження показало, що 80% ста­тей не мають посилан­ня на дані досліджень, до яких потенційно є доступ. Са­ме ці фак­ти взяли до ува­ги екс­пер­ти най­вищого рів­ня, які почали проєкту­вати EOSC. Во­ни дійшли до вис­нов­ку, що пов’язані з цими негараз­дами потенційні втрати бюд­жету ЄС на дослід­жен­ня – а це загалом близь­ко 120 млрд. євро – можуть бути значними. Ці оцінки ста­ли основою для започат­куван­ня проєкту OpenAIR – репозитарію відкритих даних, про­грамних платформ і публікацій, які мали зберігати учасники проєктів про­гра­ми «Го­ризонт 2020» і забез­печувати дотри­ман­ня принципів FAIR. Хо­тів би корот­ко пояс­нити, що це таке.

Дослідниць­ку інфрас­т­рук­туру складають облад­нан­ня та при­лади для про­веден­ня досліджень за пев­ним науко­вим напрямом. До­недав­на циф­рові інфрас­т­рук­тури для досліджень (або е-інфрас­т­рук­тури), які включають обчис­лювальні ресур­си для оброб­ки й отриман­ня нових даних відокремлювали вве­ден­ня ресурсів для збе­режен­ня даних та каналів передачі даних у будь-які куточ­ки світу. Су­часні тен­денції поєднання великих дослід­ницьких інфрас­т­рук­тур з е-інфрас­т­рук­турами для збе­режен­ня, оброб­лен­ня й відда­леного досту­пу до екс­перимен­тальних даних при­зво­дять до того, що дослідни­ки абстрагуються від такої інфрас­т­рук­тури й інфрас­т­рук­турою для них ста­ють самі дані. Дані удо­с­туп­нюються не лише для людей, а й для машин, комп’ютерів, про­грамних платформ, як­що вони відкриті для викорис­тан­ня та відповідають пев­ним стандар­там, зок­рема FAIR. FAIR – це принципи, яким мають відпо­відати дані та метадані (опис даних), аби забез­печувати лег­кий пошук наяв­них даних (Findable), надавати до них доступ (Accessible), бути інте­роперабельними, тоб­то сумісни­ми для спільного викорис­тан­ня (Interoperable), та допус­кати їх багаторазове викорис­тан­ня, тоб­то мати доступні ліцензії для цьо­го (Reusable). Інфрас­т­рук­турою таких відкритих даних і є EOSC – Євро­пейсь­ка хма­ра відкритої науки. Хмарою тут називають тех­нологію, яку викорис­товують зде­більшого для спільних інстру­ментів з оброб­лен­ня даних. Цей інстру­мент не є виключ­но євро­пейсь­ким – пер­шою ана­логіч­ною інфрас­т­рук­турою даних ста­ла інфрас­т­рук­тура Націо­нального інституту здо­ров’я США. За зразком EOSС зараз роз­будовуються Ав­стралійська й Аф­рикансь­ка хма­ри відкритої науки. Японія ж вирішила долучити свою національ­ну інфрас­т­рук­туру даних до євро­пейсь­кої. До речі, EOSC є складовою трьох різних політик ЄС – Стра­тегії циф­рового єдиного рин­ку та Євро­пейсь­кої хмарної ініціати­ви, Євро­пейсь­кого дослідниць­кого про­сто­ру, Ци­ф­ровізації про­мис­ловості. Крім того, кон­цепція EOSC охоплює не тільки тех­нологічну інфрас­т­рук­туру, а й є час­тиною Відкритої науки в Європі – від інфрас­т­рук­тур і даних до послуг і навичок, які мають сприяти створен­ню кон­курен­тос­про­мож­ної еко­номіки даних і знань у гло­бальному світі. За­галом політика EOSC зосеред­жується нині на чотирьох важ­ливих для інте­роперабельності еле­мен­тах – даних, навич­ках, сервісах та інфраструк­турі.

Варто заува­жити, що будь-яка дослідниць­ка інфрас­т­рук­тура, особливо гло­бальна, виникає на запит уче­них, урядів і спільнот, які шукають від­повідей на новопос­талі вик­лики. Першими це питан­ня поста­вили на порядок ден­ний дослідни­ки, які зай­малися фізикою високих енергій та пошуком бозону Хіггса. Під ці завдання було не лише збу­довано унікальний Ве­ликий адрон­ний колай­дер (ВАК), а й створено грід-інфрас­т­рук­туру для моделюван­ня екс­периментів, оброб­лен­ня даних, яка охо­пила вче­них, ІТ-фахівців, інно­ваторів, бізнес і гро­мадян практич­но з усіх країн. Після Кремнієвої долини – як інно­ваційно­го локального кла­с­теру світового рівня – ЦЕРН став при­кла­дом інно­ваційно­го про­риву на основі гло­бальної циф­ровізації науко­вих про­цесів та створен­ня роз­поділеної світової відкритої інно­ваційної еко­сис­теми, яка забез­печила швидкий обмін даними, їх оброб­ку на основі відкритого коду, гло­бального співробітництва, залучен­ня ІТ-спеціалістів і уможливила наукові відкрит­тя світового рівня. А завдяки відкритому обміну результатів досліджень було усу­нуто перешко­ди й затримки на шляху їх перевірки. На­ступного разу принципи Відкритої науки тес­тувалися на практиці під час спа­лаху лихоман­ки Ебола. Близько пів тисячі вче­них з усь­о­го світу відкрили тоді для обміну й викорис­тан­ня необроб­лені дані своїх дослід­жень.

– А чи може EOSC при­ско­рити створен­ня ліків про­ти COVID-19?

– Євро­пейсь­ка Комісія вва­жає, що EOSC – це ідеаль­ний інстру­мент для реа­гуван­ня на над­зви­чайні ситуації на кшталт пан­демій вірус­них інфекцій. Раніше перевагами гло­бального генеруван­ня й обміну даними уже ско­рис­тались астро­номія та фізика високих енергій, тепер це доступно і для біохімічних досліджень.

У лютому 2020 року з’явилася публікація, в якій аналізувалися дані досліджень коронавірусу SARS-CoV-2 чотир­ма гру­пами вче­них і було зроблено вис­новок про немож­ливість відтворювати дані досліджень у трьох випад­ках із чотирьох, тоб­то результати досліджень вик­ликали недовіру. Подібні випад­ки дуже перешко­д­жають гло­бальній науковій співпраці, що є важ­ливою для подолан­ня над­зви­чай­них ситуацій у сфері охо­рони здо­ров’я та потре­бує без­перешкодного досту­пу до даних, інстру­ментів аналізу й обчис­лювальної інфрас­т­рук­тури. Стрім­ке поширен­ня нового коронавірусу вка­зує на необхідність відкритого аналітич­ного середовища, яке дає гло­бальному дослідниць­кому співто­вариству змо­гу спільно роз­роб­ляти ефективні контр­заходи. 

Для усу­нен­ня цих недоліків і створен­ня відкритої платфор­ми для боротьби з над­зви­чай­ними ситуаціями про­тягом останніх десяти років з’явилися відкриті про­грамні забез­печен­ня для аналізу біохімічних даних, а значні національні кош­ти інве­с­тувались у науко­ву обчис­лювальну інфрас­т­рук­туру. Водночас, спа­лахи інфекційних захво­рювань час­то трапляються в місцях, де інфрас­т­рук­тура, необхідна для аналізу даних, може бути недоступною, а неупе­ред­жена інтерпре­тація результатів – політич­но неспромож­ною. Тож існує потре­ба у забез­печенні вільного обміну даними та досту­пу до надійних аналітич­них засобів їх аналізу. Ос­танні дослідження доводять, що аналізувати геном вірусу мож­на із засто­суван­ням відкритої світової науко­вої інфрас­т­рук­тури, повністю покла­даючись на про­грамне забез­печен­ня з відкритим кодом.

– Які мож­ливості EOSC про­понує корис­тувачам?

– EOSC – це вірту­аль­не середовище з відкритими та без­перервними сервісами зберіган­ня, управління, аналізу та повторного викорис­тан­ня даних досліджень незалеж­но від кор­донів і науко­вих дис­циплін. Во­но створюється шляхом об’єд­нан­ня наяв­них і нових інфрас­т­рук­тур науко­вих даних за дис­циплінами та країнами. Хмара є децен­т­ралізованою сис­темою, що ґрун­тується на співпраці та координації і забез­печує ком­біноване викорис­тан­ня наяв­них циф­рових інфрас­т­рук­тур, які реалізують принципи FAIR для обміну даними та принципи спільного викорис­тан­ня про­грамного забез­печен­ня на всіх ета­пах життєвого цик­лу досліджень.

Формуван­ня EOSC відбу­вається з позиції швидкого старту, а саме інте­роперабельності наяв­них е-інфрас­т­рук­тур і дослід­ницьких інфрас­т­рук­тур, які мають власні е-інфрас­т­рук­тури. Розбудова Євро­пейсь­кої інфрас­т­рук­тури даних має ста­ти базою для високопро­дук­тив­них обчис­лень над­високого рівня та для сервісів EOSC, які існу­ють уже зараз: EGI, EUDAT, Open AIRE, Indigo Data Cloud, Helix Nebula, PRACE, GEANT.

– Чи замінить EOSC такі інфрас­т­рук­тури, як, напри­клад, Ук­раїнська чи Євро­пейсь­ка грід-інфрас­т­рук­тура?

– На­впа­ки, вона викорис­товуватиме наявні інфрас­т­рук­тури та даватиме корис­тувачам змо­гу пра­цювати у кількох еко­сис­темах завдяки сумісності складових сис­тем EOSC. Для корис­тувачів EOSC ста­не точ­кою вхо­ду для пошуку, досту­пу й викорис­тан­ня послуг із різних дослідниць­ких інфрас­т­рук­тур. Во­на виз­начатиме шляхи без­перебійно­го об’єдна­ного викорис­тан­ня послуг різних інфраструк­тур для обміну даними, об’єднає ресур­си національ­них центрів оброб­ки даних, євро­пейсь­ких дослідниць­ких інфрас­т­рук­тур і е-інфрас­т­рук­тур. Очікується, що такі інфрас­т­рук­тури та національні хма­ри відкритої науки посту­пово увійдуть до федерації EOSC на доб­ровільних засадах, про­понуючи залучен­ня власних ресурсів та дотри­муючись встанов­лених пра­вил. Причому ступінь участі у федерації, тоб­то набори даних і послуг, які надаватимуться до EOSC, вони виз­начатимуть самостійно. Об­сяг цих ресурсів може місти­ти технічні послу­ги, а саме – аналітичні й обчис­лювальні послу­ги, хмарні сервіси, тематичні послу­ги, налаш­товані на кон­кретні наукові дис­цип­ліни, е-інфрас­т­рук­туру та сервіс проміжно­го про­грамного забез­печен­ня, управління іден­тифікацією досту­пу. На додачу, до хма­ри увійдуть ресур­си знань (передусім набори даних, схо­вище даних, циф­рові бібліоте­ки й архіви), сервіси досту­пу (каталог сервісів і пор­тали), наукові інстру­мен­ти та засоби, а також тренінги, підтрим­ка роз­роб­ки про­грамного забез­печен­ня та кон­сультації.

– Чи буде EOSC регулятив­ним органом?

– Ні, вона не є органом управ­ління, засновником чи між­народ­ною організацією. На­разі роз­глядається питан­ня створен­ня партнер­ства, яке підтримуватиметься про­гра­мою «Го­ризонт Євро­па». З іншо­го боку, рекомен­дації щодо політики, які роз­роб­ляються Хмарою, при­зна­чені для груп зацікав­лених сторін EOSC – фінан­сових агенцій, міністерств, дослід­ницьких інфрас­т­рук­тур і дослідниць­ких організацій. EOSC має органи управління й опе­ративні струк­тури, що роз­роб­люють і затверд­жують для неї стандар­ти та про­цедури, які засто­совуватимуться також до про­вай­дерів і корис­тувачів Хмари. Але повно­важень нав’язувати політику EOSC не має.

– Які переваги надає впровад­жен­ня EOSC?

– За оцінка­ми Євро­комісії, відкритий доступ до даних сприяє підви­щен­ню якості досліджень, зменшен­ню їх дуб­люван­ня, боротьбі з науко­вими шах­рай­ствами. А невпровад­жен­ня принципів FAIR для даних у 28-ми країнах ЄС обчис­люється сумою в 10,2 млрд євро в рік. Се­ред іншо­го, перехід до відкритої науки відкриває нові мож­ливості для при­ско­рен­ня фун­дамен­тальних досліджень, міждисциплінар­них дослід­жень і створен­ня про­рив­них інно­вацій. З метою налаш­туван­ня спе­цифічно­го ком­плексу сер­вісів для окремої спільноти з каталогу сервісів EOSC створюються роз­поділені цен­т­ри ком­петенції, в яких об’єдну­ються зусил­ля екс­пертів із дослід­ницьких і е-інфрас­т­рук­тур та роз­роб­ників тех­нологій. Хмари відкритої науки вже зараз роз­гор­таються, напри­клад, для потреб пла­нетології, матеріалознав­ства, при­род­ничих наук, клінічних досліджень, про­гно­с­тич­ної ток­сикології, сільського гос­подар­ства, захис­ту довкілля.

– Яким чином наша дер­жава, зок­рема, НАН Ук­раїни, інші наукові струк­тури бра­тимуть участь в EOSC?

– 2013 року було започат­ковано Цільо­ву ком­плекс­ну про­гра­му науко­вих досліджень НАН Ук­раїни «Грід-інфрас­т­рук­тура і грід-тех­нології для науко­вих і науко­во-при­кладних засто­сувань», в рам­ках якої пла­нується роз­вивати хмарні тех­нології, створити об’єдна­ну хма­ру Ук­раїнсько­го національ­ного гріду (УНГ) і забез­печити його сис­тем­не інте­г­руван­ня в Євро­пейсь­ку інфрас­т­рук­туру, включ­но з мережею супер­комп’ютерів PRACE, репозиторієм EUDAT, об’єдна­ною Євро­пейсь­кою хма­рою для науко­вих та інно­ваційних досліджень.

На жаль, 2016 року Ук­раїна досяг­ла істо­рич­ного мінімуму дер­жав­ного фінан­суван­ня науки – 0,16% ВВП, що спричинило зменшен­ня фінан­суван­ня цільо­вої про­гра­ми та відто­ку най­кра­щих фахівців у ІТ-індустрію та до ЦЕРНу. По­при це, на час прийнят­тя у 2019 році Програ­ми інформатизації НАН Ук­раїни на 2020-2024 роки, до складу УНГ вхо­дять 14 ресурсних центрів і 6 вірту­аль­них організацій із різних напрямів науко­вих досліджень, які належать до EGI Foundation (EGI.eu) – об’єдна­ної федерації національ­них ініціатив, а також 10 кла­с­терів, які обслу­говують інститути НАН Ук­раїни й універ­ситети.

Ство­рено основи хмарної інфрас­т­рук­тури НАН Ук­раїни, що надає ресур­си за принципом IaaS (Infrastructure as a Service – Інфрас­т­рук­тура як сервіс). Во­на дає змо­гу ефектив­но викорис­товувати обчис­лювальні ресур­си, реалізуючи модель «надан­ня ресурсів за вимогою». По­будовано пер­ший хмарний кла­с­тер Інституту тео­ретич­ної фізики ім. М.М. Бо­голюбова НАН Ук­раїни, сер­тифікований та під­ключений до EGI Federated Cloud. На жаль, цей кла­с­тер – єдиний в Ук­раїні хмарний ресурс, включений до Євро­пейсь­кої хмарної інфрас­т­рук­тури за підтрим­ки EOSC. 2018 року УНГ та EGI Foundation підпи­сали уго­ду про асоційоване членство. Співпраця з EGI.eu забез­печує мож­ливість побудови Національ­ної ініціати­ви EOSC.

– Які наступні кро­ки слід здійснити для при­швидшен­ня про­цесу вхо­д­жен­ня Ук­раїни до EOSC?

– Во­ни детально «роз­писані» у Програмі інформатизації НАН Ук­раїни на 2020-2024 роки. Зо­кре­ма, необхідно забез­печити підтрим­ку без­перебійної роботи та роз­вит­ку гібридної націо­нальної грід- та хмарної інфраструк­тури за модел­лю Євро­пейсь­кої хмарної та грід-інфрас­т­рук­тури, яка надає грід- та хмарні сервіси у сфері науки, інно­вацій та бізне­су як самостійно, так і в рам­ках EOSC.

Потрібно також роз­робити технічні умо­ви для інте­г­руван­ня національ­ної грід- та хмарної інфрас­т­рук­тури до ана­логічних міжна­род­них інфрас­т­рук­тур задля реалізації спільних про­ектів між українськи­ми та міжна­род­ними грід- і хмарними інфраструк­турами. Здійснити подальші кро­ки зі створен­ня об’єдна­ної «хма­ри» УНГ та сис­тем­ного інте­г­руван­ня в об’єдна­ну Євро­пейсь­ку хма­ру для науко­вих та інно­ваційних дослід­жень.

Спри­яти активізації міжна­род­ного науко­вого та науко­во-технічно­го співробітництва, роз­будовуючи роз­поділені хма­ри відкритої науки за тематич­ними напрямами євро­пейсь­ких і гло­бальних дослідниць­ких ін­фра­с­т­рук­тур. Ство­рювати механізми та сти­мули з відкрит­тя даних, управління ними і збе­режен­ня в надійних репозитаріях відповідно до принципів FAIR.

Не менш важ­ливо запро­вад­жувати навчальні кур­си з хмарних тех­нологій та Data Science, створені на основі хмарних сервісів, готувати спеціалістів з оброб­ки даних екс­периментів та кореневих екс­пертів даних і стюардів даних за пев­ними дис­циплінами.

– Чи необхідно щось іще, крім «організаційних зусиль»?

– Це запитан­ня з роз­ряду риторич­них. Се­ред ризиків для реалізації про­гра­ми – відсутність необхідної фінан­сової підтрим­ки та достатньої кількості ІТ-фахівців у дер­жав­них науко­вих інститутах на посадах адміністраторів е-інфрас­т­рук­тур і стюардів даних у цен­т­рах ком­петенції з кож­ної дис­ципліни.

Де­тального опрацюван­ня потре­бує і питан­ня про надан­ня відкритого досту­пу до результатів досліджень, отриманих за кош­ти дер­жав­ного бюд­жету. Нині такий доступ мож­на відкривати лише для корис­тувачів з установ, що належать до одного й того ж головно­го роз­поряд­ника бюд­жет­них коштів, і тільки за умо­ви вирішен­ня цьо­го питан­ня на відомчо­му рівні. На­при­клад, Академія не може відкрити без­кош­тов­ний доступ до викорис­тан­ня своїх обчис­лювальних ресурсів для корис­тувачів інших відомств. Си­туація може додат­ково ускладнитися у зв’яз­ку з роз­глядом у Верховній Раді Ук­раїни За­кону Ук­раїни «Про хмарні послу­ги» (відповід­ний законоп­роєкт вже прийнятий за основу), який перед­бачає, що окрім досить склад­ної про­цедури реєстрації учасників відно­син у сфері хмарних послуг, всі хмарні послу­ги мають надаватися на договірній (комер­ційній) основі. Це буде спричиняти додат­кові труднощі для науко­вих та освітянсь­ких установ, не кажучи вже про те, що таке унормуван­ня ніяк не корес­пон­дується з засад­ничою ідеєю EOSC – надан­ням вільного досту­пу до відкритих даних.

Але все це – про­бле­ми, які мож­на розв’язати, і вони, як я сподіваюсь, безумов­но будуть розв’язані. Од­нак важ­ливим є фак­тор часу. Він виз­начальний. Ук­раїна – не про­сто велика за розміром євро­пейсь­ка країна, це країна з величез­ними науко­вими досяг­нен­нями, яка навіть у над­складні кри­зові роки не роз­губила сво­го потенціалу. Можливість долучитися до Євро­пейсь­кого дослідниць­кого про­сто­ру і Євро­пейсь­кої хма­ри відкритої науки на принципах FAIR, за умо­ви фінан­сової підтрим­ки дер­жави, відкриває для всієї Ук­раїни мож­ливість досяг­ти успіхів і в еко­номіці, і в соціаль­ному роз­вит­ку.

*     *     *