Desde el diseño y lanzamiento de un sistema de gestión de flujo de trabajo especializado en 2010, un equipo de investigación del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. ha actualizado continuamente la tecnología para ayudar a los científicos computacionales a desarrollar software, visualizar datos y resolver problemas.

Los sistemas de gestión del flujo de trabajo permiten a los usuarios prepararse, producir y analizar procesos científicos para ayudar a simplificar simulaciones complejas. Conocido como el entorno computacional integrado de Eclipse, o ICE, este sistema en particular incorpora un conjunto completo de herramientas informáticas científicas diseñadas para ahorrar tiempo y esfuerzo durante los experimentos de modelado y simulación.

La compilación de estos recursos en una única plataforma mejora la experiencia general del usuario y acelera los avances científicos. Usando ICE, desarrolladores de software, ingenieros los científicos y programadores pueden definir problemas, Ejecute simulaciones localmente en computadoras personales o de forma remota en otros sistemas, incluso supercomputadoras, y luego analice los resultados y archive los datos. Recientemente, el equipo publicó un artículo en SoftwareX que detalla el historial del sistema y ofrece una vista previa de los beneficios potenciales de las próximas versiones.

"Lo que realmente me encanta de este proyecto es hacer que la complicada ciencia computacional sea automática, "dijo Jay Jay Billings, investigador de la División de Ciencias de la Computación y Matemáticas de ORNL que dirige el equipo de desarrollo de ICE. "La creación de herramientas de automatización y sistemas de gestión del flujo de trabajo es un tipo de futurismo, y es desafiante y gratificante operar al límite de lo posible ".

Los investigadores utilizan ICE para estudiar temas en campos como la energía nuclear, astrofísica, fabricación aditiva, materiales avanzados, ciencia de neutrones y computación cuántica, respondiendo preguntas como cómo se comportan las baterías y cómo se deforman algunas piezas impresas en 3D cuando se exponen al calor.

Varios factores diferencian a ICE de otros sistemas de gestión de flujo de trabajo. Por ejemplo, porque ICE existe en un marco de software de código abierto llamado Eclipse Rich Client Platform, cualquiera puede acceder, descárguelo y utilícelo. Los usuarios también pueden crear combinaciones personalizadas de recursos reutilizables e implementar entornos de simulación adaptados para abordar desafíos de investigación específicos.

"Eclipse ICE es un excelente ejemplo de cómo se puede aprovechar el software de código abierto para acelerar la ciencia y el descubrimiento, especialmente en informática científica, ", dijo el director ejecutivo de la Fundación Eclipse, Mike Milinkovich." La Fundación Eclipse, a través de su Grupo de Trabajo Científico dirigido por la comunidad, está fomentando soluciones de código abierto para la investigación avanzada en todas las áreas de la ciencia ".

Adicionalmente, ICE elude la curva de aprendizaje empinada y lenta que generalmente acompaña a cualquier proyecto de ciencia computacional. Aunque otros sistemas requieren un conocimiento experto del código y la computadora en cuestión, ICE permite a los usuarios comenzar a facilitar sus experimentos de inmediato, ayudándoles así a recopilar datos y lograr resultados mucho más rápido.

"Hemos producido una interfaz optimizada para los flujos de trabajo computacionales que difiere de los sistemas complicados en los que debe estar específicamente calificado para usar correctamente, "Dijo Billings.

A lo largo de este proyecto, Billings también ha enfatizado la importancia de la accesibilidad y la usabilidad para garantizar que los usuarios de todas las edades y niveles de experiencia, incluidos los no científicos, puede utilizar el sistema sin formación previa.

"El problema con muchos sistemas de gestión de flujo de trabajo y con los códigos de modelado y simulación en general es que, por lo general, no los puede utilizar el profano, ", Dijo Billings." Diseñamos ICE para que sea utilizable y accesible, de modo que cualquiera pueda tomar un código existente y utilizarlo para abordar problemas urgentes de la ciencia computacional ".

ICE usa el lenguaje de programación Java para definir flujos de trabajo, mientras que otros sistemas usan lenguajes más oscuros. Por lo tanto, estudiantes en la escuela primaria, la escuela secundaria y la universidad han ejecutado códigos con éxito utilizando ICE.

Finalmente, en lugar de depender de flujos de trabajo de cuadrícula (colecciones de procesos informáticos orquestados), ICE se enfoca en flujos de trabajo de simulación y modelado flexibles que brindan a los usuarios un control interactivo sobre sus proyectos. Los flujos de trabajo de cuadrícula se definen mediante parámetros estrictos y se ejecutan sin intervención humana, pero ICE permite a los usuarios ingresar información adicional durante las simulaciones para producir escenarios más complicados.

"En ICE puedes tener humanos al tanto, lo que significa que el programa puede detenerse, hacer preguntas y recibir instrucciones antes de reanudar la actividad, "Esta característica permite a los usuarios del sistema completar tareas más complejas como bucles y bifurcaciones condicionales", dijo Billings.

Próximo, el equipo de desarrollo tiene la intención de combinar los aspectos más prácticos de ICE y otros sistemas a través de la interoperabilidad del flujo de trabajo, un concepto que se refiere a la capacidad de dos sistemas diferentes para comunicarse sin problemas. La combinación de las mejores características de los flujos de trabajo de la red con los flujos de trabajo de modelado y simulación permitiría a los científicos abordar desafíos aún mayores y resolver misterios científicos de manera más eficiente.

"Si estoy usando ICE y alguien más usa un sistema diferente, queremos poder abordar los problemas junto con nuestros recursos combinados, "Dijo Billings." Con la interoperabilidad del flujo de trabajo, nuestros sistemas tendrían un método estándar de 'hablar' entre sí ".

Para mejorar aún más la accesibilidad y usabilidad de ICE, el equipo también está desarrollando una versión basada en la nube para proporcionar servicios informáticos aún más interactivos para simplificar los flujos de trabajo científicos.

"Eso es la investigación:seguimos averiguando el siguiente paso para comprender mejor el sistema, "Dijo Billings.