Destinația Pământ (DestinE) - model digital al Pământului

DestinE va utiliza capacități de observare și simulare fără precedent ale DestinE, alimentate de computerele HPC și de capacitatea de IA din Europa. Datorită acestui fapt, vom fi mai bine pregătiți să răspundem dezastrelor naturale majore, să testăm căile de adaptare la schimbările climatice și să anticipăm impactul socioeconomic al acestora. Inițiativa reprezintă, de asemenea, o componentă-cheie a strategiei europene privind datele prin consolidarea accesului la surse valoroase de date în întreaga Europă.

Utilizatorii DestinE, inclusiv experții neștiințifici, vor putea accesa și interacționa cu cantități mari de date privind sistemul terestru și datele socio-economice pentru:

• Efectuați simulări extrem de precise, interactive și dinamice ale sistemului terestru, bazate pe seturi bogate de date observaționale. De exemplu, axarea pe domenii tematice cu relevanță pentru societate, cum ar fi impactul regional al schimbărilor climatice, al pericolelor naturale, al ecosistemelor marine sau al spațiilor urbane.
• Îmbunătățiți capacitățile de predicție pentru a maximiza impactul. De exemplu, pentru a proteja biodiversitatea, pentru a gestiona apa, energia din surse regenerabile sau resursele alimentare și pentru a atenua riscurile de dezastre într-o lume în schimbare.
• Sprijinirea elaborării și a punerii în aplicare a politicilor UE. De exemplu, pentru a evalua impactul politicilor de mediu și al măsurilor legislative existente și pentru a sprijini elaborarea de politici viitoare bazate pe date concrete.
• Exploatarea potențialului calculului distribuit și de înaltă performanță (HPC) și al gestionării datelor la scară extremă. De exemplu, printr-o platformă interactivă care va găzdui gemeni digitali complecși și seturi de instrumente cuprinzătoare pentru a dezvolta și a opera modele bazate pe analiză, cu acces deplin la cantități mari de date diverse.

În plus, capacitățile industriale și tehnologice ale Europei vor fi consolidate prin simularea și observarea întregului sistem terestru și prin utilizarea inteligenței artificiale (IA) pentru analiza datelor și modelarea predictivă, printre alte mijloace.

Componentele cheie ale sistemului Destination Earth

DestinE va permite utilizatorilor să acceseze informații tematice, servicii, modele, scenarii, simulări, previziuni și vizualizări. Modelele și datele de bază vor fi evaluate în permanență pentru a oferi previziuni fiabile și realizabile ale scenariilor. 

Principalele componente ale sistemului DestinE sunt:

Platforma centrală de servicii

Platforma centrală de servicii oferă un punct de intrare ușor de utilizat pentru utilizatorii DestinE. Platforma va oferi instrumente, aplicații și servicii de luare a deciziilor bazate pe date concrete, bazate pe un sistem informatic de tip cloud deschis, flexibil și sigur. Acesta va coordona infrastructurile de date, cloud și HPC și va oferi acces la un număr tot mai mare de gemeni digitali, pe măsură ce aceștia devin treptat disponibili prin intermediul eforturilor conexe ale Comisiei Europene și/sau naționale.

Platforma va pune la dispoziție instrumente relevante de IA, analize de date la scară extremă și capacități de monitorizare, simulare și predicție a sistemului terestru. În același timp, va oferi resurse dedicate utilizatorilor DestinE, permițându-le să personalizeze platforma, să își integreze propriile date și să își dezvolte propriile aplicații.

Platforma și operațiunile aferente ale serviciului DestinE vor fi responsabilitatea Agenției Spațiale Europene (ESA).

Lacul de date

Lacul de date reunește deținerile de date europene preexistente provenite de la Copernicus, deținerile de date ale celor trei entități de implementare a proiectului „Destinația Pământ” (ESA, EUMETSAT și ECMWF) și alte surse, cum ar fi internetul obiectelor (IoT) și datele socioeconomice. De asemenea, integrează noile date care vor proveni de la gemenii digitali, creând un spațiu de date DestinE coerent și de sine stătător. Acesta va oferi acces la datele necesare pentru operațiunile gemenilor digitali și ale platformei centrale de servicii. Și va găzdui datele utilizatorilor, partajate cu comunitatea utilizatorilor DestinE, sprijinind în același timp prelucrarea aproape de date pentru a maximiza performanța și scalabilitatea serviciilor.

Data Lake va fi operat de Organizația Europeană pentru Exploatarea Sateliților Meteorologici (EUMETSAT).

Gemenii digitali

Gemenii digitali sunt replici digitale ale sistemelor terestre extrem de complexe, dezvoltate de Centrul european pentru prognoze meteorologice pe termen mediu (ECMWF).

Acestea se bazează pe o fuziune perfectă a observațiilor în timp real și a modelării predictive de înaltă rezoluție în domeniile tematice, pornind de la evenimentele extreme și adaptarea la schimbările climatice.

Obiectivul pe termen lung este de a integra gemeni digitali suplimentari, cum ar fi pe oceane sau biodiversitate, creând un geamăn digital cuprinzător al sistemului Pământului. Gemenii digitali ai DestinE vor oferi utilizatorilor acces adaptat la cunoștințe de înaltă calitate pentru elaborarea de scenarii specifice utilizatorilor, care pot sprijini procesul decizional bazat pe dovezi.

Prima versiune a platformei centrale de servicii, a lacului de date și a primilor gemeni digitali va deveni operațională în iunie 2024. Acest lucru a fost posibil datorită sprijinului din partea programului Europa digitală al Comisiei. 

Orizont Europa oferă oportunități de cercetare și inovare care sprijină dezvoltarea în continuare a DestinE. Există sinergii cu alte programe relevante ale UE, cum ar fi întreprinderea comună EuroHPC și Programul spațial, precum și cu inițiativele naționale conexe. Comisia Europeană coordonează inițiativa DestinE în strânsă colaborare cu statele membre, țările asociate, comunitățile științifice și experții în tehnologie.

Inițiativa este pusă în aplicare de trei entități cărora le-a fost încredințată execuția:

1. ECMWF
2. ESA
3. EUMETSAT

Punerea în aplicare a primei etape a inițiativei a început în ianuarie 2022, după ce Comisia Europeană a semnat acorduri de contribuție cu cele trei entități de punere în aplicare la 15 decembrie 2021. Faza 1 a punerii în aplicare se încheie cu lansarea sistemului DestinE la 10 iunie 2024, după primii 2,5 ani de dezvoltare intensă. Din ziua lansării, utilizatorii vor putea accesa prima generație de infrastructură, date și servicii. Sistemul va continua să evolueze, să se extindă și să se îmbunătățească în etapele ulterioare până în 2030.

Implicarea activă a părților interesate este vitală pentru succesul DestinE. DestinE se poate ridica la înălțimea viziunii noastre și poate construi o soluție pentru nevoile comunității de utilizatori numai prin intermediul părților interesate care îi ghidează dezvoltarea. În acest scop, a fost adoptată o abordare de co-proiectare care reunește comunitățile de părți interesate prin intermediul următoarelor două activități:

Dialog deschis cu părțile interesate

În prima etapă (2022-2024) a activităților a fost instituit un dialog deschis cu părțile interesate, care va fi extins în următorii ani. O gamă largă de contribuitori vor avea posibilitatea de a ghida dezvoltarea sistemului DestinE prin furnizarea de feedback cu privire la nevoile și cerințele lor și împărtășirea experienței lor de lucru și de interacțiune cu rezultatele DestinE. Părțile interesate ale DestinE pot contribui, de asemenea, la identificarea sinergiilor relevante cu inițiativele și serviciile naționale și europene.

Printre aceste părți interesate se numără:

• Statele membre
• Utilizatori din sectorul public
• Partener de cercetare și dezvoltare
• Entități care gestionează aplicații operaționale

Un forum dedicat schimburilor, DestinE User eXchange, facilitează discuții detaliate între utilizatorii politicilor la nivelul UE și la nivel național. Discuțiile se concentrează pe potențialul de aplicare, cerințele și lacunele serviciilor DestinE.
DestinE User eXchange se reunește periodic, primele două reuniuni la Frascati și Bonn au fost organizate în 2023, iar cea de a treia va fi organizată în octombrie 2024.  Oportunități suplimentare de implicare și de codezvoltare vor fi dezvoltate în timp, în conformitate cu maturitatea sistemului.

Parteneriate cu utilizatorii vizați

Un alt pilon al implicării părților interesate în cadrul DestinE este reprezentat de parteneriatele cu utilizatorii vizați. Scopul acestor parteneriate este de a proiecta și implementa servicii durabile pe toată durata de viață a DestinE.  

Partenerii-cheie din domeniul tehnologiei și actorii comerciali își pot aduce capacitatea și cunoștințele pentru a proiecta și a pune în aplicare noile capacități ale DestinE într-un mod care să corespundă nevoilor specifice ale utilizatorilor. În mod similar, putem construi parteneriate tehnologice puternice pentru a defini și a proiecta serviciile DestinE prin colaborarea, de exemplu, cu proiectele digitale gemene finanțate în cadrul programului Orizont Europa.
Exemple de astfel de proiecte de cercetare și dezvoltare sunt:
• BioDT (biodiversitate)
• Intertwin (motor digital twin)
• GEO-DT (extreme geofizice)
• Digital twin of the Ocean (DTO)
 

• BioDT (biodiversitate)
• Intertwin  (motorul digital twin)
• GEO-DT (extreme geofizice)
• Geamănul digital al oceanului (DTO).

C&D suplimentare pentru gemenii digitali tematici vor fi finanțate din programul de lucru al programului Orizont Europa (2023-2024) pentru a îmbogăți și mai mult baza de C&D a DestinE.

DestinE va fi dezvoltat treptat prin următoarele etape cheie:

• Până în iunie 2024: Dezvoltarea și lansarea primei versiuni a platformei centrale de servicii, a lacului de date și a primilor doi gemeni digitali privind evenimentele extreme și adaptarea la schimbările climatice.
• Până în 2027: Îmbunătățirea în continuare a sistemului DestinE, furnizarea de servicii suplimentare, dezvoltarea revoluționară a IA și sinergiile cu gemenii digitali suplimentari
• Până în 2030: Un geamăn digital „complet” al sistemului terestru.