Destinácia Zem (DestinE) - digitálny model Zeme

DestinE bude využívať bezprecedentné pozorovacie a simulačné schopnosti DestinE poháňané európskymi počítačmi HPC a kapacitou umelej inteligencie. Vďaka tomu budeme lepšie pripravení reagovať na veľké prírodné katastrofy, testovať spôsoby adaptácie na zmenu klímy a predpovedať ich sociálno-ekonomický vplyv. Iniciatíva predstavuje aj kľúčovú zložku európskej dátovej stratégie tým, že konsoliduje prístup k cenným zdrojom údajov v celej Európe.

Používatelia systému DestinE vrátane nevedeckých odborníkov budú mať prístup k obrovskému množstvu systémov Zeme a sociálno-ekonomických údajov a budú s nimi môcť komunikovať s cieľom:

• Vykonávať vysoko presné, interaktívne a dynamické simulácie systému Zeme na základe bohatých pozorovacích dátových súborov. Zameranie sa napríklad na tematické oblasti spoločenského významu, ako sú regionálne vplyvy zmeny klímy, prírodné nebezpečenstvá, morské ekosystémy alebo mestské priestory.
• Zlepšiť schopnosti predpovedania s cieľom maximalizovať vplyv. Napríklad na ochranu biodiverzity, hospodárenie s vodou, obnoviteľnou energiou alebo potravinovými zdrojmi a na zmiernenie rizík katastrof v meniacom sa svete.
• Podporovať tvorbu a vykonávanie politík EÚ. Napríklad posúdiť vplyv existujúcich environmentálnych politík a legislatívnych opatrení a podporiť budúcu tvorbu politík založenú na dôkazoch.
• Využiť potenciál distribuovanej a vysokovýkonnej výpočtovej techniky (HPC) a spracovania údajov v extrémnom rozsahu. Napríklad prostredníctvom interaktívnej platformy, ktorá bude hostiteľom komplexných digitálnych dvojčiat a komplexných súborov nástrojov na vývoj a prevádzku modelov založených na analýze s plným prístupom k obrovskému množstvu rôznych údajov.

Okrem toho sa európske priemyselné a technologické spôsobilosti posilnia okrem iného prostredníctvom simulácie a pozorovania celého systému Zeme a využívaním umelej inteligencie na analýzu údajov a prediktívne modelovanie.

Kľúčové komponenty systému Destinácia Zem

DestinE umožní používateľom prístup k tematickým informáciám, službám, modelom, scenárom, simuláciám, prognózam a vizualizáciám. Základné modely a údaje sa budú priebežne posudzovať s cieľom poskytnúť spoľahlivé a realizovateľné predpovede scenárov. 

Hlavnými zložkami systému DestinE sú:

Základná servisná platforma

Platforma základných služieb poskytuje používateľsky ústretový vstupný bod pre používateľov DestinE. Platforma bude poskytovať nástroje rozhodovania založené na dôkazoch, aplikácie a služby založené na otvorenom, flexibilnom a bezpečnom výpočtovom systéme založenom na cloude. Bude koordinovať dátové, cloudové a HPC infraštruktúry a poskytovať prístup k čoraz väčšiemu počtu digitálnych dvojčiat, keďže sa postupne sprístupňujú prostredníctvom súvisiaceho úsilia Európskej komisie a/alebo členských štátov.

Platforma sprístupní príslušné nástroje umelej inteligencie, analýzu údajov v extrémnom rozsahu a možnosti monitorovania, simulácie a predpovedania zemského systému. Zároveň poskytne používateľom DestinE vyhradené zdroje, ktoré im umožnia prispôsobiť platformu, integrovať vlastné údaje a vyvíjať vlastné aplikácie.

Platforma a súvisiace služby DestinE budú v kompetencii Európskej vesmírnej agentúry (ESA).

Dátové jazero

V dátovom jazere sa spájajú už existujúce európske držby údajov z programu Copernicus, držby údajov troch subjektov vykonávajúcich projekt Destinácia Zem (ESA, EUMETSAT a ECMWF) a iné zdroje, ako je internet vecí (IoT) a sociálno-ekonomické údaje. Integruje tiež nové údaje, ktoré budú pochádzať z digitálnych dvojčiat, čím vytvára koherentný a samostatný dátový priestor DestinE. Poskytne prístup k údajom potrebným na prevádzku digitálnych dvojčiat a platformy základných služieb. A bude hostiť údaje používateľov zdieľané s komunitou používateľov DestinE a zároveň podporovať spracovanie blízkych údajov s cieľom maximalizovať výkon a škálovateľnosť služieb.

Dátové jazero bude prevádzkovať Európska organizácia pre využívanie meteorologických satelitov (EUMETSAT).

Digitálne dvojčatá

Digitálne dvojčatá sú digitálne repliky vysoko komplexných systémov Zeme, ktoré vyvinulo Európske centrum pre strednodobé predpovede počasia (ECMWF).

Sú založené na plynulom spojení pozorovaní v reálnom čase a prediktívneho modelovania s vysokým rozlíšením v tematických oblastiach, počnúc extrémnymi udalosťami a adaptáciou na zmenu klímy.

Dlhodobým cieľom je integrovať ďalšie digitálne dvojčatá, ako sú oceány alebo biodiverzita, čím sa vytvorí komplexné digitálne dvojča systému Zeme. Digitálne dvojčatá DestinE poskytnú používateľom prispôsobený prístup k vysokokvalitným poznatkom na vypracovanie scenárov špecifických pre používateľa, ktoré môžu podporiť rozhodovanie založené na dôkazoch.

Prvé vydanie platformy základných služieb, dátového jazera a prvých digitálnych dvojčiat začne fungovať v júni 2024. Umožnila to podpora z programu Komisie Digitálna Európa. 

Program Horizont Európa poskytuje príležitosti na výskum a inovácie, ktoré podporujú ďalší rozvoj iniciatívy DestinE. Existujú synergie s inými relevantnými programami EÚ, ako je spoločný podnik EuroHPCa vesmírny program, a so súvisiacimi vnútroštátnymi iniciatívami. Európska komisia koordinuje iniciatívu DestinE v úzkej spolupráci s členskými štátmi, pridruženými krajinami, vedeckými komunitami a odborníkmi na technológie.

Iniciatívu vykonávajú tri poverené subjekty:

1. ECMWF
2. ESA
3. EUMETSAT

Vykonávanie prvej fázy iniciatívy sa začalo v januári 2022 po tom, ako Európska komisia 15. decembra 2021 podpísala dohody o príspevku s tromi vykonávacími subjektmi. Fáza 1 vykonávania sa končí spustením systému DestinE 10. júna 2024 po prvých 2,5 rokoch intenzívneho vývoja. Odo dňa spustenia budú mať používatelia prístup k prvej generácii infraštruktúry, údajov a služieb. Systém sa bude naďalej vyvíjať, rozširovať a zlepšovať v nasledujúcich fázach až do roku 2030.

Aktívne zapojenie zainteresovaných strán je nevyhnutné pre úspech iniciatívy DestinE. Len prostredníctvom zainteresovaných strán, ktoré usmerňujú jeho vývoj, môže spoločnosť DestinE naplniť našu víziu a vytvoriť riešenie pre potreby komunity používateľov. Na tento účel sa prijal prístup spoločného navrhovania, v rámci ktorého sa komunity zainteresovaných strán zapojili do týchto dvoch činností:

Otvorený dialóg so zainteresovanými stranami

Počas prvej fázy činností (2022 – 2024) sa nadviazal otvorený dialóg so zainteresovanými stranami, ktorý sa v nasledujúcich rokoch rozšíri. Široká škála prispievateľov bude mať príležitosť usmerňovať vývoj systému DestinE poskytovaním spätnej väzby o svojich potrebách a požiadavkách a zdieľaním svojich skúseností s prácou a interakciou s výstupmi DestinE. Zainteresované strany programu DestinE môžu takisto pomôcť identifikovať relevantné synergie s vnútroštátnymi a európskymi iniciatívami a službami.

Medzi tieto zainteresované strany patria:

• Členské štáty
• Používatelia z verejného sektora
• Partner výskumu a vývoja
• Subjekty spravujúce prevádzkové aplikácie

Špecializované fórum na výmenu informácií s názvom DestinE User eXchange uľahčuje podrobné diskusie medzi používateľmi politiky na úrovni EÚ a na vnútroštátnej úrovni. Diskusie sa zameriavajú na aplikačný potenciál, požiadavky a nedostatky služieb DestinE.
Platforma DestinE User eXchange sa stretáva pravidelne, prvé dve stretnutia vo Frascati a Bonne sa uskutočnili v roku 2023 a tretie stretnutie sa uskutoční v októbri 2024.  Ďalšie príležitosti na zapojenie a spoločný rozvoj sa budú časom rozvíjať v súlade so zrelosťou systému.

Cielené partnerstvá používateľov

Ďalším pilierom zapojenia zainteresovaných strán iniciatívy DestinE sú cielené partnerstvá používateľov. Cieľom týchto partnerstiev je navrhnúť a zaviesť udržateľné služby počas celej životnosti DestinE.  

Kľúčoví technologickí partneri a komerční aktéri môžu priniesť svoje kapacity a znalosti na navrhovanie a vykonávanie nových spôsobilostí DestinE spôsobom, ktorý zodpovedá osobitným potrebám používateľov. Podobne môžeme vybudovať silné technologické partnerstvá na vymedzenie a navrhovanie služieb DestinE napríklad prostredníctvom spolupráce s projektmi digitálneho dvojčaťa financovanými v rámci programu Horizont Európa.
Príkladmi týchto výskumných a vývojových projektov sú:
• BioDT (biodiverzita)
• Intertwin (digitálny dvojitý motor)
• GEO-DT (geofyzikálne extrémy)
• Digitálne dvojča oceánu (DTO)
 

• BioDT  (biodiverzita)
• Intertwin (digitálny dvojmotor)
• GEO-DT(geofyzikálne extrémy)
• Digitálne dvojča oceánu (DTO).

Dodatočný výskum a vývoj v oblasti tematických digitálnych dvojčiat sa bude financovať z pracovného programu Horizont Európa (2023 – 2024) s cieľom ďalej obohatiť základňu výskumu a vývoja DestinE.

DestinE sa bude rozvíjať postupne prostredníctvom týchto kľúčových míľnikov:

• Do júna 2024: Vývoj a spustenie prvej verzie platformy základných služieb, dátového jazera a prvých dvoch digitálnych dvojčiat o extrémnych udalostiach a adaptácii na zmenu klímy.
• Do roku 2027: Ďalšie posilnenie systému DestinE, poskytovanie dodatočných služieb, prelomový vývoj v oblasti umelej inteligencie a synergie s ďalšími digitálnymi dvojčatami
• Do roku 2030: „Úplné“ digitálne dvojča systému Zeme.