Terra projeto visa "simular tudo" - Earth project aims to 'simulate everything'

Terra projeto visa "simular tudo"
Por Gareth Morgan
repórter Tecnologia

The Living Earth Simulator irá coletar dados de milhares de milhões de fontes
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modelo de clima de dez anos revelou
Poderia ser um dos projetos mais ambiciosos do computador jamais concebido.

Um grupo internacional de cientistas com o objetivo de criar um simulador que pode replicar tudo o que acontece na Terra - a partir de padrões climáticos globais e à propagação de doenças para as transacções financeiras internacionais ou congestionamento nas estradas de Milton Keynes.

Apelidado de Living Earth Simulator (LES), o projeto tem como objetivo fazer avançar a compreensão científica do que está acontecendo no planeta, englobando as ações humanas que as sociedades de forma e as forças ambientais que definem o mundo físico.

"Muitos problemas que temos hoje - incluindo a instabilidade social e económica, as guerras, espalhar a doença - estão relacionados ao comportamento humano, mas aparentemente não existe uma grave falta de compreensão sobre como a sociedade e a economia funcionar," diz o Dr. Helbing, do Conselho Federal Suíço Instituto de Tecnologia, que preside o projeto FuturICT que visa criar o simulador.

colisor Conhecimento
Graças a projetos como o Large Hadron Collider, o acelerador de partículas construído pelo CERN, os cientistas sabem mais sobre o Universo primordial que eles fazem sobre o nosso próprio planeta, afirma o Dr. Helbing.

O que é necessário é um acelerador de conhecimento, a colidir diferentes ramos do conhecimento, diz ele.

"Revelando as leis ocultas e os processos subjacentes sociedades constitui a mais premente desafio científico principal de nosso século".

O resultado seria o LES. Seria capaz de prever a propagação de doenças infecciosas, como gripe suína, identificar métodos para combater as alterações climáticas ou até mesmo local pressentimentos de uma iminente crise financeira, diz ele.


É possível construir uma ciência social equivalente para o Large Hadron Collider?
Mas como funcionaria esse sistema colossal?

Para começar, terá de ser preenchido por dados - muita - que abrange toda a gama de atividade no planeta, diz o Dr. Helbing.

Também seria alimentado por um conjunto de supercomputadores ainda a ser construído capaz de realizar processamento de números em uma escala gigantesca.

Embora o hardware ainda não foi construída, muitos dos dados já está sendo gerado, diz ele.

Por exemplo, o Planetário do projeto com a pele, liderada por agência espacial dos EUA Nasa, vai ver a criação de uma rede de sensores vasta recolha de dados climáticos do ar, mar, terra e espaço.

Além disso, o Dr. Helbing e sua equipe já identificou mais de 70 fontes de dados online que acreditam que pode ser usado, incluindo a Wikipedia, Google Maps e dados do governo britânico Data.gov.uk. repositório

Afogando em dados
Integração de dados como tempo real, com milhões de outras fontes de dados - a partir de mercados financeiros e os registros médicos aos meios de comunicação social - em última instância o poder do simulador, diz o Dr. Helbing.

O próximo passo é criar um quadro para transformar esse montão de dados para modelos que reproduzir com exatidão o que é realizado hoje na Terra.

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"
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Nós não tomamos nenhuma ação sobre a informação que temos "

Pete Warden
OpenHeatMaps
Isso só será possível, reunindo cientistas sociais e cientistas da computação e engenheiros para estabelecer as regras que definem como o LES atua.

Esse trabalho não pode ser deixada aos tradicionais pesquisadores de ciências sociais, onde geralmente anos de trabalho produz volume limitado de dados, argumenta Dr. Helbing.

Também não é algo que poderia ter sido alcançada antes - a tecnologia necessária para executar o LES apenas estarão disponíveis na próxima década, acrescenta.

O comportamento humano
Por exemplo, enquanto o LES terá de ser capaz de assimilar vastos oceanos de dados que irá, simultaneamente, tem que entender o que significa que os dados.

Isso se torna possível, as chamadas tecnologias da web semântica maduras, diz o Dr. Helbing.

Hoje, um banco de dados repleto de dados de poluição do ar ficaria muito mesmo para um computador como um banco de dados de operações bancárias globais - essencialmente apenas um monte de números.

Mas a tecnologia da web semântica vai codificar uma descrição dos dados junto com os dados em si, permitindo que computadores para compreender os dados em contexto.

Além do mais, a nossa abordagem à recolha de dados, salienta a necessidade de tira qualquer um que a informação que se relaciona diretamente a um indivíduo, diz o Dr. Helbing.


The Living Earth Simulator visa prever como propagação de doenças
Isso vai permitir que o LES para incorporar grandes quantidades de dados relativos à actividade humana, sem comprometer a privacidade das pessoas, argumenta.

Depois de uma abordagem para a realização em larga escala de dados sociais e econômicos é acordado, será necessário construir centros de supercomputadores necessários para trituração de que os dados e produzir a simulação da Terra, diz o Dr. Helbing.

Geração de poder de computação para lidar com a quantidade de dados necessários para preencher o LES representa um desafio significativo, mas está longe de ser paralisante.

Se você olhar para a capacidade de processamento de dados da Google, é claro que o LES não serão retidas pela capacidade de processamento, diz Pete Warden, fundador do projeto OpenHeatMap e um especialista em análise de dados.

Enquanto o Google é um tanto segredo sobre a quantidade de dados que ele pode processar, em maio de 2010, foi acreditado para uso na região de 39.000 servidores para processar um exabyte de dados por mês - que é dados suficientes para encher 2 bilhões de CDs por mês.

mineração de realidade
Se você admitir que apenas uma fração das "várias centenas de exabytes de dados que está sendo produzido no mundo a cada ano ... seria útil para uma simulação do mundo, o gargalo não vai ser a capacidade de processamento," diz o Sr. Governador.

"Como o acesso aos dados será muito mais um desafio, assim como descobrir algo de útil para fazer com ele", acrescenta.

Basta ter grandes quantidades de dados não é suficiente para construir uma simulação credível do planeta, afirma diretor. "A economia ea sociologia têm falhado consistentemente em produzir teorias, com fortes poderes de previsão ao longo do século passado, apesar dos lotes de coleta de dados. Estou cético que grandes conjuntos de dados marcará uma grande mudança", diz ele.

"Não é que não sabemos o suficiente sobre um monte de problemas que o mundo enfrenta, a partir de mudanças climáticas para a pobreza extrema, é que nós não tomamos nenhuma ação sobre as informações que temos", argumenta ele.

Independentemente dos desafios que o projeto enfrenta, o maior perigo não está tentando usar as ferramentas informáticas que temos hoje - e terá, no futuro - para melhorar a nossa compreensão global da evolução sócio-econômica, diz o Dr. Helbing.

"Nos últimos anos, tem, por exemplo, tornar-se óbvio que precisamos de melhores indicadores do que o produto nacional bruto para julgar o desenvolvimento social eo bem-estar", argumenta ele.

E no coração, o LES é trabalhar no sentido de melhores métodos para medir o estado da sociedade, diz ele, que seriam responsáveis por saúde, educação e questões ambientais. "E por último mas não menos importante, felicidade."

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Earth project aims to 'simulate everything'
By Gareth Morgan
Technology reporter

The Living Earth Simulator will collect data from billions of sources
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Ten-year climate model unveiled
It could be one of the most ambitious computer projects ever conceived.

An international group of scientists are aiming to create a simulator that can replicate everything happening on Earth - from global weather patterns and the spread of diseases to international financial transactions or congestion on Milton Keynes' roads.

Nicknamed the Living Earth Simulator (LES), the project aims to advance the scientific understanding of what is taking place on the planet, encapsulating the human actions that shape societies and the environmental forces that define the physical world.

"Many problems we have today - including social and economic instabilities, wars, disease spreading - are related to human behaviour, but there is apparently a serious lack of understanding regarding how society and the economy work," says Dr Helbing, of the Swiss Federal Institute of Technology, who chairs the FuturICT project which aims to create the simulator.

Knowledge collider
Thanks to projects such as the Large Hadron Collider, the particle accelerator built by Cern, scientists know more about the early universe than they do about our own planet, claims Dr Helbing.

What is needed is a knowledge accelerator, to collide different branches of knowledge, he says.

"Revealing the hidden laws and processes underlying societies constitutes the most pressing scientific grand challenge of our century."

The result would be the LES. It would be able to predict the spread of infectious diseases, such as Swine Flu, identify methods for tackling climate change or even spot the inklings of an impending financial crisis, he says.


Is it possible to build a social science equivalent to the Large Hadron Collider?
But how would such colossal system work?

For a start it would need to be populated by data - lots of it - covering the entire gamut of activity on the planet, says Dr Helbing.

It would also be powered by an assembly of yet-to-be-built supercomputers capable of carrying out number-crunching on a mammoth scale.

Although the hardware has not yet been built, much of the data is already being generated, he says.

For example, the Planetary Skin project, led by US space agency Nasa, will see the creation of a vast sensor network collecting climate data from air, land, sea and space.

In addition, Dr Helbing and his team have already identified more than 70 online data sources they believe can be used including Wikipedia, Google Maps and the UK government's data repository Data.gov.uk.

Drowning in data
Integrating such real-time data feeds with millions of other sources of data - from financial markets and medical records to social media - would ultimately power the simulator, says Dr Helbing.

The next step is create a framework to turn that morass of data in to models that accurately replicate what is taken place on Earth today.

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“
Start Quote

We don't take any action on the information we have”

Pete Warden
OpenHeatMaps
That will only be possible by bringing together social scientists and computer scientists and engineers to establish the rules that will define how the LES operates.

Such work cannot be left to traditional social science researchers, where typically years of work produces limited volumes of data, argues Dr Helbing.

Nor is it something that could have been achieved before - the technology needed to run the LES will only become available in the coming decade, he adds.

Human behaviour
For example, while the LES will need to be able to assimilate vast oceans of data it will simultaneously have to understand what that data means.

That becomes possible as so-called semantic web technologies mature, says Dr Helbing.

Today, a database chock-full of air pollution data would look much the same to a computer as a database of global banking transactions - essentially just a lot of numbers.

But semantic web technology will encode a description of data alongside the data itself, enabling computers to understand the data in context.

What's more, our approach to aggregating data stresses the need to strip out any of that information that relates directly to an individual, says Dr Helbing.


The Living Earth Simulator aims to predict how diseases spread
That will enable the LES to incorporate vast amounts of data relating to human activity, without compromising people's privacy, he argues.

Once an approach to carrying out large-scale social and economic data is agreed upon, it will be necessary to build supercomputer centres needed to crunch that data and produce the simulation of the Earth, says Dr Helbing.

Generating the computational power to deal with the amount of data needed to populate the LES represents a significant challenge, but it's far from being a showstopper.

If you look at the data-processing capacity of Google, it's clear that the LES won't be held back by processing capacity, says Pete Warden, founder of the OpenHeatMap project and a specialist on data analysis.

While Google is somewhat secretive about the amount of data it can process, in May 2010 it was believed to use in the region of 39,000 servers to process an exabyte of data per month - that's enough data to fill 2 billion CDs every month.

Reality mining
If you accept that only a fraction of the "several hundred exabytes of data being produced worldwide every year… would be useful for a world simulation, the bottleneck won't be the processing capacity," says Mr Warden.

"Getting access to the data will be much more of a challenge, as will figuring out something useful to do with it," he adds.

Simply having lots of data isn't enough to build a credible simulation of the planet, argues Warden. "Economics and sociology have consistently failed to produce theories with strong predictive powers over the last century, despite lots of data gathering. I'm sceptical that larger data sets will mark a big change," he says.

"It's not that we don't know enough about a lot of the problems the world faces, from climate change to extreme poverty, it's that we don't take any action on the information we do have," he argues.

Regardless of the challenges the project faces, the greater danger is not attempting to use the computer tools we have now - and will have in future - to improve our understanding of global socio-economic trends, says Dr Helbing.

"Over the past years, it has for example become obvious that we need better indicators than the gross national product to judge societal development and well-being," he argues.

At it's heart, the LES is about working towards better methods to measure the state of society, he says, which would account for health, education and environmental issues. "And last but not least, happiness."