Destination Earth (DestinE) - ψηφιακό μοντέλο της γης

Το DestinE θα χρησιμοποιήσει πρωτοφανείς ικανότητες παρατήρησης και προσομοίωσης του DestinE, οι οποίες θα τροφοδοτούνται από τους υπολογιστές HPC και την ικανότητα ΤΝ της Ευρώπης. Χάρη σε αυτό θα είμαστε καλύτερα προετοιμασμένοι να ανταποκριθούμε σε μείζονες φυσικές καταστροφές, να δοκιμάσουμε τρόπους προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή και να προβλέψουμε τις κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις τους. Η πρωτοβουλία αποτελεί επίσης βασική συνιστώσα της ευρωπαϊκής στρατηγικής για τα δεδομένα με την εδραίωση της πρόσβασης σε πολύτιμες πηγές δεδομένων σε ολόκληρη την Ευρώπη.

Οι χρήστες του DestinE, συμπεριλαμβανομένων μη επιστημονικών εμπειρογνωμόνων, θα μπορούν να έχουν πρόσβαση και να αλληλεπιδρούν με τεράστιες ποσότητες γήινων συστημάτων και κοινωνικοοικονομικών δεδομένων προκειμένου:

• Εκτελέστε εξαιρετικά ακριβείς, διαδραστικές και δυναμικές προσομοιώσεις του συστήματος της Γης, με βάση πλούσια σύνολα δεδομένων παρατήρησης. Για παράδειγμα, εστίαση σε θεματικούς τομείς κοινωνικού ενδιαφέροντος, όπως οι περιφερειακές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, οι φυσικοί κίνδυνοι, τα θαλάσσια οικοσυστήματα ή οι αστικοί χώροι.
• Βελτιώστε τις δυνατότητες πρόβλεψης για να μεγιστοποιήσετε τον αντίκτυπο. Για παράδειγμα, για την προστασία της βιοποικιλότητας, τη διαχείριση των υδάτινων πόρων, των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ή των διατροφικών πόρων και τον μετριασμό των κινδύνων καταστροφών σε έναν μεταβαλλόμενο κόσμο.
• Στήριξη της χάραξης και της εφαρμογής των πολιτικών της ΕΕ. Για παράδειγμα, αξιολόγηση του αντικτύπου των υφιστάμενων περιβαλλοντικών πολιτικών και νομοθετικών μέτρων και στήριξη της μελλοντικής τεκμηριωμένης χάραξης πολιτικής.
• Αξιοποίηση του δυναμικού της κατανεμημένης και υψηλής απόδοσης υπολογιστικής (HPC) και του χειρισμού δεδομένων σε ακραία κλίμακα. Για παράδειγμα, μέσω μιας διαδραστικής πλατφόρμας που θα φιλοξενεί σύνθετα ψηφιακά δίδυμα και ολοκληρωμένες εργαλειοθήκες για την ανάπτυξη και τη λειτουργία μοντέλων που βασίζονται σε αναλύσεις, με πλήρη πρόσβαση σε τεράστιες ποσότητες διαφορετικών δεδομένων.

Επιπλέον, οι βιομηχανικές και τεχνολογικές ικανότητες της Ευρώπης θα ενισχυθούν μέσω της προσομοίωσης και της παρατήρησης ολόκληρου του συστήματος της Γης και της χρήσης της τεχνητής νοημοσύνης (ΤΝ) για την ανάλυση δεδομένων και την προγνωστική μοντελοποίηση, μεταξύ άλλων μέσων.

Βασικά στοιχεία του συστήματος Destination Earth

Το DestinE θα επιτρέπει στους χρήστες να έχουν πρόσβαση σε θεματικές πληροφορίες, υπηρεσίες, μοντέλα, σενάρια, προσομοιώσεις, προβλέψεις και απεικονίσεις. Τα υποκείμενα μοντέλα και δεδομένα θα αξιολογούνται συνεχώς για να παρέχουν αξιόπιστες και εφαρμόσιμες προβλέψεις σεναρίων. 

Τα κύρια στοιχεία του συστήματος DestinE είναι:

Η πλατφόρμα βασικών υπηρεσιών

Η πλατφόρμα βασικών υπηρεσιών παρέχει ένα φιλικό προς τον χρήστη σημείο εισόδου για τους χρήστες του DestinE. Η πλατφόρμα θα παρέχει τεκμηριωμένα εργαλεία λήψης αποφάσεων, εφαρμογές και υπηρεσίες, βασισμένα σε ένα ανοικτό, ευέλικτο και ασφαλές υπολογιστικό σύστημα που βασίζεται στο υπολογιστικό νέφος. Θα συντονίζει τις υποδομές δεδομένων, υπολογιστικού νέφους και υπολογιστικής υψηλών επιδόσεων και θα παρέχει πρόσβαση σε αυξανόμενο αριθμό ψηφιακών διδύμων, καθώς αυτά καθίστανται σταδιακά διαθέσιμα μέσω σχετικών προσπαθειών της Ευρωπαϊκής Επιτροπής και/ή εθνικών προσπαθειών.

Η πλατφόρμα θα καταστήσει διαθέσιμα σχετικά εργαλεία ΤΝ, ανάλυση δεδομένων ακραίας κλίμακας και δυνατότητες παρακολούθησης, προσομοίωσης και πρόβλεψης του γήινου συστήματος. Ταυτόχρονα, θα παρέχει ειδικούς πόρους στους χρήστες του DestinE, επιτρέποντάς τους να προσαρμόσουν την πλατφόρμα, να ενσωματώσουν τα δικά τους δεδομένα και να αναπτύξουν τις δικές τους εφαρμογές.

Η πλατφόρμα και οι συναφείς λειτουργίες της υπηρεσίας DestinE θα αποτελούν ευθύνη του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ΕΟΔ).

Η λίμνη δεδομένων

Η λίμνη δεδομένων συγκεντρώνει προϋπάρχουσες ευρωπαϊκές συλλογές δεδομένων από το Copernicus, τις συλλογές δεδομένων των τριών φορέων υλοποίησης του προγράμματος «Προορισμός η Γη» (ESA, EUMETSAT και ECMWF) και άλλες πηγές, όπως το διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT) και κοινωνικοοικονομικά δεδομένα. Ενσωματώνει επίσης τα νέα δεδομένα που θα προέρχονται από τα ψηφιακά δίδυμα, δημιουργώντας έναν συνεκτικό και αυτόνομο χώρο δεδομένων DestinE. Θα παρέχει πρόσβαση στα δεδομένα που απαιτούνται για τις λειτουργίες των ψηφιακών διδύμων και της πλατφόρμας βασικών υπηρεσιών. Επίσης, θα φιλοξενεί δεδομένα χρηστών, τα οποία θα μοιράζονται με την κοινότητα χρηστών του DestinE, ενώ παράλληλα θα υποστηρίζει την επεξεργασία σχεδόν δεδομένων για τη μεγιστοποίηση της απόδοσης και της επεκτασιμότητας των υπηρεσιών.

Τη λίμνη δεδομένων θα διαχειρίζεται ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός για την Εκμετάλλευση Μετεωρολογικών Δορυφόρων (EUMETSAT).

Τα ψηφιακά δίδυμα

Τα ψηφιακά δίδυμα είναι ψηφιακά αντίγραφα των εξαιρετικά πολύπλοκων γήινων συστημάτων, που αναπτύχθηκαν από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Μεσοπρόθεσμων Μετεωρολογικών Προβλέψεων (ECMWF).

Βασίζονται σε μια απρόσκοπτη συγχώνευση παρατηρήσεων σε πραγματικό χρόνο και προγνωστικών μοντέλων υψηλής ανάλυσης στους θεματικούς τομείς, ξεκινώντας από τα ακραία φαινόμενα και την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή.

Ο μακροπρόθεσμος στόχος είναι να ενσωματωθούν πρόσθετα ψηφιακά δίδυμα, όπως στους ωκεανούς ή στη βιοποικιλότητα, δημιουργώντας ένα ολοκληρωμένο ψηφιακό δίδυμο του συστήματος της Γης. Τα ψηφιακά δίδυμα του DestinE θα παρέχουν στους χρήστες προσαρμοσμένη πρόσβαση σε υψηλής ποιότητας γνώσεις για την ανάπτυξη σεναρίων ειδικά για τους χρήστες που μπορούν να υποστηρίξουν τη λήψη τεκμηριωμένων αποφάσεων.

Η πρώτη έκδοση της πλατφόρμας βασικών υπηρεσιών, της λίμνης δεδομένων και των πρώτων ψηφιακών διδύμων θα τεθεί σε λειτουργία τον Ιούνιο του 2024. Έχει καταστεί δυνατή μέσω της στήριξης από το πρόγραμμα «Ψηφιακή Ευρώπη» της Επιτροπής. 

Το πρόγραμμα «Ορίζων Ευρώπη» παρέχει ευκαιρίες έρευνας και καινοτομίας που στηρίζουν την περαιτέρω ανάπτυξη του DestinE. Υπάρχουν συνέργειες με άλλα σχετικά προγράμματα της ΕΕ, όπως η κοινή επιχείρηση EuroHPCκαι το διαστημικό πρόγραμμα, καθώς και με σχετικές εθνικές πρωτοβουλίες. Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή συντονίζει την πρωτοβουλία DestinE σε στενή συνεργασία με τα κράτη μέλη, τις συνδεδεμένες χώρες, τις επιστημονικές κοινότητες και τους εμπειρογνώμονες στον τομέα της τεχνολογίας.

Η πρωτοβουλία υλοποιείται από τρεις εντεταλμένες οντότητες:

1. ECMWF
2. ΕΣΟΛ
3. EUMETSAT

Η υλοποίηση της πρώτης φάσης της πρωτοβουλίας ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2022, αφού η Ευρωπαϊκή Επιτροπή υπέγραψε συμφωνίες συνεισφοράς με τους τρεις φορείς υλοποίησης στις 15 Δεκεμβρίου 2021. Η φάση 1 της υλοποίησης ολοκληρώνεται με τη δρομολόγηση του συστήματος DestinE στις 10 Ιουνίου 2024, μετά τα πρώτα 2,5 έτη έντονης ανάπτυξης. Από την ημέρα της εκτόξευσης, οι χρήστες θα μπορούν να έχουν πρόσβαση στην πρώτη γενιά της υποδομής, των δεδομένων και των υπηρεσιών. Το σύστημα θα συνεχίσει να εξελίσσεται, να επεκτείνεται και να βελτιώνεται στις επόμενες φάσεις έως το 2030.

Η ενεργός συμμετοχή των ενδιαφερόμενων μερών είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία του DestinE. Μόνο μέσω των ενδιαφερόμενων μερών που καθοδηγούν την ανάπτυξή του, το DestinE μπορεί να ανταποκριθεί στο όραμά μας και να οικοδομήσει μια λύση για τις ανάγκες της κοινότητας των χρηστών. Για τον σκοπό αυτό, υιοθετήθηκε μια προσέγγιση από κοινού σχεδιασμού με τη συμμετοχή των ενδιαφερόμενων κοινοτήτων μέσω των ακόλουθων δύο δραστηριοτήτων:

Ανοικτός διάλογος με τα ενδιαφερόμενα μέρη

Κατά την πρώτη φάση (2022-2024) των δραστηριοτήτων καθιερώθηκε ανοικτός διάλογος με τα ενδιαφερόμενα μέρη, ο οποίος θα επεκταθεί τα επόμενα έτη. Ένα ευρύ φάσμα συνεισφερόντων θα έχουν την ευκαιρία να καθοδηγήσουν την ανάπτυξη του συστήματος DestinE παρέχοντας τα σχόλιά τους σχετικά με τις ανάγκες και τις απαιτήσεις τους και μοιράζοντας την εμπειρία τους δουλεύοντας και αλληλεπιδρώντας με τα αποτελέσματα του DestinE. Τα ενδιαφερόμενα μέρη του DestinE μπορούν επίσης να συμβάλουν στον εντοπισμό σχετικών συνεργειών με εθνικές και ευρωπαϊκές πρωτοβουλίες και υπηρεσίες.

Στα εν λόγω ενδιαφερόμενα μέρη περιλαμβάνονται τα εξής:

• Κράτη μέλη
• Χρήστες του δημόσιου τομέα
• Εταίρος έρευνας και ανάπτυξης
• Φορείς που διαχειρίζονται επιχειρησιακές εφαρμογές

Ένα ειδικό φόρουμ ανταλλαγής, το DestinE User eXchange, διευκολύνει τις λεπτομερείς συζητήσεις μεταξύ των χρηστών πολιτικής σε ενωσιακό και εθνικό επίπεδο. Οι συζητήσεις επικεντρώνονται στις δυνατότητες εφαρμογής, τις απαιτήσεις και τα κενά των υπηρεσιών του DestinE.
Το DestinE User eXchange συνεδριάζει σε τακτική βάση, οι δύο πρώτες συνεδριάσεις στο Frascati και τη Βόννη διοργανώθηκαν το 2023 και η τρίτη θα διοργανωθεί τον Οκτώβριο του 2024.  Με την πάροδο του χρόνου θα αναπτυχθούν περαιτέρω ευκαιρίες συμμετοχής και συνανάπτυξης, ανάλογα με την ωριμότητα του συστήματος.

Στοχευμένες συμπράξεις χρηστών

Ένας άλλος πυλώνας της συμμετοχής των ενδιαφερόμενων μερών του DestinE είναι οι στοχευμένες συμπράξεις χρηστών. Στόχος αυτών των συνεργασιών είναι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση βιώσιμων υπηρεσιών καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του DestinE.  

Οι βασικοί τεχνολογικοί εταίροι και οι εμπορικοί παράγοντες μπορούν να προσφέρουν την ικανότητα και τις γνώσεις τους για τον σχεδιασμό και την υλοποίηση καινοτόμων ικανοτήτων του DestinE κατά τρόπο που να ανταποκρίνεται στις ειδικές ανάγκες των χρηστών. Ομοίως, μπορούμε να οικοδομήσουμε ισχυρές τεχνολογικές συμπράξεις για τον καθορισμό και τον σχεδιασμό των υπηρεσιών DestinE μέσω συνεργασίας, για παράδειγμα, με τα έργα ψηφιακού διδύμου που χρηματοδοτούνται στο πλαίσιο του προγράμματος «Ορίζων Ευρώπη».
Παραδείγματα αυτών των έργων έρευνας και ανάπτυξης είναι:
• BioDT (βιοποικιλότητα)
• Intertwin (ψηφιακός δίδυμος κινητήρας)
• GEO-DT (γεωφυσικά άκρα)
• Ψηφιακό δίδυμο του Ωκεανού (DTO)
 

• το BioDT (βιοποικιλότητα)
• το Intertwin (ψηφιακός δίδυμος κινητήρας)
• το GEO-DT(γεωφυσικά άκρα)
• Ψηφιακό δίδυμο του Ωκεανού (DTO).

Πρόσθετη έρευνα και ανάπτυξη για θεματικά ψηφιακά δίδυμα θα χρηματοδοτηθεί από το πρόγραμμα εργασίας του προγράμματος «Ορίζων Ευρώπη» (2023-2024) για τον περαιτέρω εμπλουτισμό της βάσης έρευνας και ανάπτυξης DestinE.

Το DestinE θα αναπτυχθεί σταδιακά μέσω των ακόλουθων βασικών οροσήμων:

• Έως τον Ιούνιο του 2024: Ανάπτυξη και έναρξη της πρώτης έκδοσης της πλατφόρμας βασικών υπηρεσιών, της λίμνης δεδομένων και των δύο πρώτων ψηφιακών διδύμων σχετικά με τα ακραία φαινόμενα και την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή.
• Έως το 2027: Περαιτέρω ενίσχυση του συστήματος DestinE, παροχή πρόσθετων υπηρεσιών, ρηξικέλευθες εξελίξεις στον τομέα της ΤΝ και συνέργειες με πρόσθετα ψηφιακά δίδυμα
• Έως το 2030: Ένα «πλήρες» ψηφιακό δίδυμο του γήινου συστήματος.