Hispanopedia WikiLa e-ciencia , también conocida como ciencia electrónica , es la práctica de realizar investigación científica computacionalmente intensiva en entornos de red altamente distribuidos. Esta forma de ciencia implica el uso de conjuntos de datos sustanciales que requieren computación en malla , un método que aprovecha múltiples computadoras para procesar grandes conjuntos de datos de manera eficiente. En algunos casos, el término abarca tecnologías que facilitan la colaboración distribuida, como la red de acceso . El término fue acuñado por John Taylor, Director General de la Oficina de Ciencia y Tecnología del Reino Unido , en 1999 y se utilizó para describir una importante iniciativa de financiación que comenzó en noviembre de 2000. Desde entonces, el término "e-ciencia" se ha interpretado de forma más amplia como "la aplicación de la tecnología informática a la realización de la investigación científica moderna", incluyendo la preparación, la experimentación, la recopilación de datos, la difusión de resultados y el almacenamiento y acceso a largo plazo de todos los materiales generados a través del proceso científico. Estos pueden incluir modelado y análisis de datos, cuadernos de laboratorio electrónicos/digitalizados, conjuntos de datos brutos y ajustados, producción de manuscritos y versiones de borrador, preimpresiones y publicaciones impresas y/o electrónicas." [ 1 ] En 2014, la IEEE eScience Conference Series condensó la definición a "eScience promueve la innovación en la investigación colaborativa, computacionalmente intensiva en datos o en todas las disciplinas, a lo largo del ciclo de vida de la investigación" en una de las definiciones de trabajo utilizadas por los organizadores. [ 2 ] La e-ciencia abarca "lo que a menudo se denomina big data [que] ha revolucionado la ciencia... [como] el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN... [que] genera alrededor de 780 terabytes por año... campos modernos de la ciencia altamente intensivos en datos... que generan grandes cantidades de datos de e-ciencia incluyen: biología computacional , bioinformática , genómica" [ 1 ] y la huella digital humana para las ciencias sociales . [ 3 ]
Jim Gray, ganador del premio Turing, imaginó la "ciencia intensiva en datos" o " ciencia electrónica " como un "cuarto paradigma" de la ciencia ( empírica , teórica , computacional y ahora basada en datos) y afirmó que "todo en la ciencia está cambiando debido al impacto de la tecnología de la información" y el aluvión de datos . [ 4 ] [ 5 ]
La e-ciencia revoluciona ambos pilares fundamentales del método científico : la investigación empírica , especialmente a través de macrodatos digitales ; y la teoría científica , especialmente a través de la construcción de modelos de simulación por computadora . [ 6 ] [ 7 ] Estas ideas fueron reflejadas por la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca en febrero de 2013, que designó muchos de los productos de e-ciencia mencionados anteriormente para requisitos de preservación y acceso bajo la directiva del memorando. [ 8 ] Las e-ciencias incluyen la física de partículas, las ciencias de la tierra y las simulaciones sociales .
Características y ejemplos
La mayor parte de la investigación en ciencia electrónica se ha centrado en el desarrollo de nuevas herramientas e infraestructuras computacionales para impulsar el descubrimiento científico. Debido a la complejidad del software y los requisitos de infraestructura de soporte, los proyectos de ciencia electrónica suelen involucrar a grandes equipos gestionados y desarrollados por laboratorios de investigación, grandes universidades o gobiernos. Actualmente, el Reino Unido recibe un gran impulso en este campo, gracias al programa británico de ciencia electrónica, que proporciona una financiación significativa. En Europa, el desarrollo de capacidades informáticas para el Gran Colisionador de Hadrones del CERN ha propiciado el desarrollo de infraestructuras de ciencia electrónica y computación en malla, utilizadas también por otras disciplinas.
Consorcios
Entre los ejemplos de infraestructuras de ciencia electrónica se incluyen la Worldwide LHC Computing Grid , una federación con varios socios, como la European Grid Infrastructure , la Open Science Grid y la Nordic DataGrid Facility .
Para dar soporte a las aplicaciones de e-ciencia, Open Science Grid combina interfaces con más de 100 clústeres nacionales, 50 interfaces con cachés de almacenamiento distribuidas geográficamente y 8 redes de campus (Purdue, Wisconsin-Madison, Clemson, Nebraska-Lincoln, FermiGrid en FNAL, SUNY-Buffalo y Oklahoma en Estados Unidos; y UNESP en Brasil). Las áreas científicas que se benefician de Open Science Grid incluyen:
- astrofísica , física gravitacional , física de altas energías , física de neutrinos , física nuclear
- dinámica molecular , ciencia de los materiales , ingeniería de materiales , informática , ingeniería informática , nanotecnología
- biología estructural , biología computacional , genómica , proteómica , medicina
programa del Reino Unido
Tras su nombramiento como Director General de los Consejos de Investigación en 1999, John Taylor, con el apoyo del Ministro de Ciencia, David Sainsbury, y del Ministro de Hacienda, Gordon Brown , solicitó al Tesoro de Su Majestad financiación para un programa de desarrollo de infraestructura electrónica para la ciencia que sentaría las bases para que la ciencia y la industria del Reino Unido se convirtieran en líderes mundiales en la economía del conocimiento, lo que motivó la Estrategia de Lisboa para el crecimiento económico sostenible a la que el gobierno del Reino Unido se comprometió en marzo de 2000.
En noviembre de 2000, John Taylor anunció 98 millones de libras esterlinas para un programa nacional de e-ciencia en el Reino Unido. Se planeó una contribución adicional de 20 millones de libras esterlinas por parte de la industria británica en fondos de contrapartida para los proyectos en los que participaran. De este presupuesto de 120 millones de libras esterlinas a lo largo de tres años, 75 millones se destinarían a proyectos piloto de aplicaciones de computación en malla en todas las áreas de la ciencia, administrados por el Consejo de Investigación responsable de cada área, mientras que 35 millones serían administrados por el EPSRC como Programa Central para desarrollar software intermedio de computación en malla de "alto nivel industrial". La Fase 2 del programa para 2004-2006 recibió apoyo de otros 96 millones de libras esterlinas para proyectos de aplicación y 27 millones para el programa central del EPSRC. La Fase 3 del programa para 2007-2009 recibió apoyo de otros 14 millones de libras esterlinas para el programa central del EPSRC y una suma adicional para aplicaciones. La financiación adicional para las actividades de ciencia electrónica en el Reino Unido provino de fondos de la Unión Europea, de fondos SRIF del consejo de financiación universitaria para hardware y de Jisc para redes y otra infraestructura.
El programa de e-ciencia del Reino Unido comprendía una amplia gama de recursos, centros y personas, incluido el Centro Nacional de e-ciencia (NeSC), gestionado por las Universidades de Glasgow y Edimburgo , con instalaciones en ambas ciudades. [ 9 ] Tony Hey dirigió el programa principal de 2001 a 2005. [ 10 ]
En el Reino Unido, los centros regionales de ciencia electrónica apoyan a sus universidades y proyectos locales, entre los que se incluyen:
- Centro de e-ciencia White Rose Grid (WRGeSC)
- Centro de Ciencia Electrónica de Belfast (BeSC)
- Centro de investigación electrónica de Bristol (CeRB)
- Centro de e-ciencia de Cambridge (CeSC)
- Centro de e-Ciencia STFC (STFCeSC)
- e-Ciencia Noroeste ( eSNW )
- Servicio Nacional de Red Eléctrica (NGS)
- OMII-Reino Unido
- Centro de e-ciencia de la Universidad de Lancaster
- Centro de e-ciencia de Londres (LeSC)
- Centro Regional de Ciencia Electrónica del Noreste (NEReSC)
- Centro de e-ciencia de Oxford (OeSC)
- Centro de e-ciencia de Southampton. Archivado el 8 de marzo de 2005 en la Wayback Machine (SeSC).
- Centro Galés de Ciencia Electrónica (WeSC) Archivado el 24 de marzo de 2005 en la Wayback Machine .
- Centro de e-ciencia de Midlands (MeSC)
También existen diversos centros de excelencia y centros de investigación.
Además de los centros, los proyectos piloto de aplicación de la red fueron financiados por el Consejo de Investigación responsable de cada área de financiación científica del Reino Unido.
El EPSRC financió 11 proyectos piloto de ciencia electrónica en tres fases (con aproximadamente 3 millones de libras esterlinas cada uno en la primera fase):
- La primera fase (2001-2005) incluyó CombEchem, DAME, Discovery Net , GEODISE, myGrid y RealityGrid.
- La segunda fase (2004-2008) fueron GOLD y biología integrativa.
- La tercera fase (2005-2010) comprendió PMSEG (MESSAGE), CARMEN y NanoCMOS.
El PPARC / STFC financió dos proyectos: GridPP (fase 1 por 17 millones de libras, fase 2 por 5,9 millones de libras, fase 3 por 30 millones de libras y una cuarta fase que se desarrolló entre 2011 y 2014) y Astrogrid (14 millones de libras repartidos en 3 fases).
Los 23 millones de libras esterlinas restantes de la financiación de la primera fase se repartieron entre los proyectos de solicitud financiados por BBSRC, MRC y NERC:
- BBSRC : Red Biomolecular, Pipeline de Anotación de Proteomas, Biología Estructural de Alto Rendimiento, Biodiversidad Global
- MRC : Biología del envejecimiento, datos de secuencia y estructura, genética molecular, gestión del cáncer, marco de e-ciencia clínica, herramientas de modelado neuroinformático.
- NERC : Climateprediction.com, Red Oceanográfica, Red Ambiental Molecular, NERC DataGrid
El programa británico de ciencia electrónica, financiado por el gobierno, fue evaluado al finalizar en 2009 por un panel internacional liderado por Daniel E. Atkins , director de la Oficina de Ciberinfraestructura de la NSF estadounidense . El informe concluyó que el programa había desarrollado un grupo de expertos cualificados, algunos servicios y había propiciado la cooperación entre el mundo académico y la industria, pero que estos logros se habían dado a nivel de proyecto, en lugar de generar infraestructura o transformar disciplinas para adoptar la ciencia electrónica como método de trabajo habitual, y que no eran autosostenibles sin una mayor inversión.
Estados Unidos
Las iniciativas con sede en Estados Unidos, donde el término ciberinfraestructura se utiliza habitualmente para definir los proyectos de ciencia electrónica, son financiadas principalmente por la Oficina de Ciberinfraestructura de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF OCI) [ 11 ] y el Departamento de Energía (en particular, la Oficina de Ciencia). Tras la finalización de TeraGrid en 2011, la Fundación Nacional de Ciencias creó el programa ACCESS , financiado por esta, para ayudar a investigadores y educadores, con o sin subvenciones, a utilizar los sistemas y servicios informáticos avanzados del país.
Los Países Bajos
La investigación neerlandesa en ciencia electrónica está coordinada por el Centro Neerlandés de Ciencia Electrónica en Ámsterdam, una iniciativa fundada por NWO y SURF .
Europa
Plan-Europe es una plataforma de centros nacionales de investigación en ciencia electrónica y datos en Europa, establecida durante la reunión constitutiva celebrada los días 29 y 30 de octubre de 2014 en Ámsterdam, Países Bajos, y que se rige por un reglamento acordado. PLAN-E cuenta con un grupo central de miembros activos y se reúne dos veces al año. Para más información, visite el sitio web de PLAN-E .
Suecia
En Suecia, dos grupos diferentes de universidades han llevado a cabo dos proyectos de investigación académica para ayudar a los investigadores a compartir y acceder a recursos y conocimientos informáticos científicos:
- Centro Sueco de Investigación en Ciencias Electrónicas (SeRC): Kungliga Tekniska högskolan (KTH) , Universidad de Estocolmo (SU) , Instituto Karolinska (KI) y Universidad de Linköping (LiU) [ 12 ]
- eSSENCE, la colaboración en e-ciencia (eSSENCE): Universidad de Uppsala , Universidad de Lund y Universidad de Umeå [ 13 ]
Comparación con la ciencia tradicional
La ciencia tradicional representa dos tradiciones filosóficas distintas dentro de la historia de la ciencia, pero se argumenta que la ciencia electrónica requiere un cambio de paradigma y la incorporación de una tercera rama de las ciencias. "La idea de los datos abiertos no es nueva; de hecho, al estudiar la historia y la filosofía de la ciencia, se le atribuye a Robert Boyle el haber enfatizado los conceptos de escepticismo , transparencia y reproducibilidad para la verificación independiente en la publicación académica en la década de 1660. El método científico se dividió posteriormente en dos ramas principales: los enfoques deductivo y empírico. Hoy en día, una revisión teórica del método científico debería incluir una nueva rama, como defiende Victoria Stodden : el enfoque computacional, donde, al igual que en los otros dos métodos, se revelan todos los pasos computacionales mediante los cuales los científicos llegan a conclusiones. Esto se debe a que, en los últimos 20 años, se ha estado lidiando con la forma de gestionar los cambios en la computación de alto rendimiento y la simulación." [ 1 ] Por lo tanto, la ciencia electrónica busca combinar las tradiciones empíricas y teóricas, [ 3 ] mientras que las simulaciones por computadora pueden crear datos artificiales, y los macrodatos en tiempo real pueden usarse para calibrar modelos de simulación teóricos. [ 7 ] Conceptualmente, la ciencia electrónica gira en torno al desarrollo de nuevos métodos para apoyar a los científicos en la realización de investigación científica con el objetivo de hacer nuevos descubrimientos científicos mediante el análisis de grandes cantidades de datos accesibles a través de internet utilizando grandes cantidades de recursos computacionales. Sin embargo, los descubrimientos valiosos no pueden hacerse simplemente proporcionando herramientas computacionales, una ciberinfraestructura o realizando un conjunto predefinido de pasos para producir un resultado. Más bien, debe haber un aspecto original y creativo en la actividad que por su naturaleza no puede automatizarse. Esto ha dado lugar a diversas investigaciones que intentan definir las propiedades que las plataformas de e-ciencia deberían proporcionar para respaldar un nuevo paradigma de hacer ciencia, y nuevas reglas para cumplir con los requisitos de preservar y poner a disposición los resultados de datos computacionales de manera que sean reproducibles en pasos lógicos y trazables, como un requisito intrínseco para el mantenimiento de la integridad científica moderna que permite una extenuación de la "tradición de Boyle en la era computacional". [ 1 ]
Modelado de procesos de ciencia electrónica
Una perspectiva [ 14 ] sostiene que, dado que un proceso de descubrimiento moderno cumple una función similar a la de una prueba matemática, debería poseer propiedades similares: permite la reproducción determinista de los resultados al repetirse y la visualización de los resultados intermedios para facilitar su análisis y comprensión. En este caso, modelar simplemente la procedencia de los datos no es suficiente. Es necesario modelar también la procedencia de las hipótesis y los resultados generados a partir del análisis de los datos, a fin de aportar evidencia que respalde los nuevos descubrimientos. Por consiguiente, se han propuesto y desarrollado flujos de trabajo científicos para ayudar a los científicos a rastrear la evolución de sus datos, resultados intermedios y resultados finales, como medio para documentar y seguir el desarrollo de los descubrimientos en el marco de una investigación científica.
Ciencia 2.0
Otras perspectivas incluyen la Ciencia 2.0, donde la e-Ciencia se considera un cambio desde la publicación de resultados finales por grupos de colaboración bien definidos hacia un enfoque más abierto, que incluye el intercambio público de datos brutos, resultados experimentales preliminares e información relacionada. Para facilitar este cambio, la Ciencia 2.0 se centra en proporcionar herramientas que simplifiquen la comunicación, la cooperación y la colaboración entre las partes interesadas. Este enfoque tiene el potencial de: acelerar el proceso de descubrimiento científico; superar los problemas asociados con la publicación académica y la revisión por pares; y eliminar las barreras de tiempo y costo que limitan el proceso de generación de nuevo conocimiento.
Véase también
Referencias
- 1 2 3 4 Bohle, S. "¿Qué es la ciencia electrónica y cómo debería gestionarse?" Nature.com, Spektrum der Wissenschaft (Scientific American), http://www.scilogs.com/scientific_and_medical_libraries/what-is-e-science-and-how-should-it-be-managed/ .
- ↑ Conferencia Internacional IEEE sobre eCiencia, página principal, consultada el 18 de diciembre de 2014, https://escience-conference.org/
- 1 2 DT&SC 7-2: Ciencia Social Computacional. https://www.youtube.com/watch?v=TEo0Au1brHs Del curso en línea DT&SC de la Universidad de California: https://canvas.instructure.com/courses/949415
- ↑ Stewart Tansley; Kristin Michele Tolle (2009). El cuarto paradigma: descubrimiento científico intensivo en datos . Microsoft Research. ISBN 978-0-9825442-0-4.
- ↑ Bell, G.; Hey, T.; Szalay, A. (2009). "CIENCIA DE LA COMPUTACIÓN: Más allá del diluvio de datos". Science . 323 (5919): 1297– 1298. doi : 10.1126/science.1170411 . ISSN 0036-8075 . PMID 19265007 . S2CID 9743327 .
- ↑ DT&SC 7-1: Introducción a la ciencia electrónica: https://www.youtube.com/watch?v=9x3d75ZMuYU . Del curso en línea DT&SC de la Universidad de California: https://canvas.instructure.com/courses/949415
- 1 2 Hilbert, M. (2015). e-Ciencia para el desarrollo digital: TIC para el desarrollo digital. Centro de Informática para el Desarrollo, SEED, Universidad de Manchester. "Copia archivada" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 24 de septiembre de 2015. Recuperado el 13 de agosto de 2015 .
{{cite web}}: CS1 mantenimiento: copia archivada como título ( enlace ) - ↑ Oficina Ejecutiva del Presidente, Oficina de Política Científica y Tecnológica, "Memorándum para los Jefes de Departamentos y Agencias Ejecutivas: Aumentar el Acceso a los Resultados de la Investigación Científica Financiada con Fondos Federales". 22 de febrero de 2013, consultado el 7 de julio de 2013, https://obamawhitehouse.archives.gov/sites/default/files/microsites/ostp/ostp_public_access_memo_2013.pdf .
- ↑ "Centro Nacional de Ciencia Electrónica" . Sitio web oficial . Archivado del original el 16 de diciembre de 2008. Consultado el 29 de septiembre de 2011 .
- ↑ Richard Poynder (12 de diciembre de 2006). "Una conversación con Tony Hey de Microsoft" . Blog Open and Shut?. Consultado el 20 de septiembre de 2011. Da la casualidad de que en EE. UU .
eligieron otro nombre. Personalmente, creo que e-Science es un nombre mucho mejor que ciberinfraestructura.
Transcripción completa archivada el 25 de marzo de 2012 en Wayback Machine ; actualizada el 15 de diciembre de 2006. - ↑ "Oficina de Ciberinfraestructura (OCI)" . Consultado el 19 de septiembre de 2011 .
- ↑ "Centro Sueco de Investigación en Ciencia Electrónica (SeRC)" .
- ↑ "eSSENCE, la colaboración en ciencia electrónica" .
- ↑ Syed, J.; Ghanem, M.; Guo, Y. (2007). "Apoyo a los procesos de descubrimiento científico en Discovery Net". Concurrency and Computation: Practice and Experience . 19 (2): 167. doi : 10.1002/cpe.1049 . S2CID 16212949 .
Enlaces externos
- Red de Ciencia Abierta del DOE y la NSF
- El Instituto de eCiencia de la Universidad de Washington
- El proyecto del Laboratorio Virtual Holandés para la Ciencia Electrónica (VL-e)
- Programa de ciencia electrónica del Consejo de Investigación del Reino Unido
- e-ciencia : personalización de los resultados de las investigaciones de Google y sociologías de la web
- Centro Nacional de Ciencias Sociales Electrónicas del Reino Unido y su Wiki sobre Ciencias Sociales Electrónicas
- Proyecto TeraGrid de la NSF
- Centro de Apoyo a la Ciencia Electrónica para las Artes y las Humanidades (AHESSC)
- Colaboración en Ciencia Electrónica y Servicios de Datos (EDSC)
- La actividad de la Comisión Europea en materia de infraestructuras electrónicas
- Centro Sueco de Investigación en Ciencia Electrónica
- eSSENCE, la colaboración en ciencia electrónica
- Ciencia electrónica
- Ciberinfraestructura
