L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, attraverso la sua Sezione di Pisa, coordinerà il progetto europeo ChEESE-Factory – Centre of Excellence for Exascale in Solid Earth, una nuova iniziativa dedicata allo sviluppo di codici di calcolo avanzati, infrastrutture software e servizi HPC/AI per lo studio dei processi della Terra solida e dei rischi naturali. Il coordinamento affidato all’INGV rappresenta un risultato di grande prestigio per l’Istituto e per la comunità geofisica italiana. La guida di ChEESE-Factory significa assumere un ruolo centrale nella definizione delle infrastrutture software scientifiche europee di prossima generazione, in un settore considerato strategico per la comprensione dei processi naturali, la mitigazione dei rischi e il supporto alle decisioni in caso di emergenze.
Un progetto finanziato da EuroHPC in un bando altamente competitivo
Il progetto ChEESE-Factory è stato finanziato nell’ambito del bando altamente competitivo EuroHPC Joint Undertaking “HPC Centres of Excellence and HPC Lighthouse Codes”, che prevede un numero indicativo di soli 10 Community Centres of Excellence finanziabili in tutta Europa. L’iniziativa punta a sostenere comunità scientifiche in grado di sviluppare applicazioni altamente scalabili, ottimizzate per l’exascale e il post-exascale, integrando nuove capacità di intelligenza artificiale, efficienza energetica, formazione e collaborazione con l’ecosistema europeo del calcolo ad alte prestazioni. “Il coordinamento di ChEESE-Factory rappresenta un traguardo di grande rilievo per il nostro Istituto e un riconoscimento della qualità della ricerca che l’INGV svolge da anni nel campo della modellistica numerica, del supercalcolo e delle geoscienze computazionali”, dichiara Fabio Florindo, Presidente dell’INGV. “Guidare uno dei Centri di Eccellenza EuroHPC finanziati a livello europeo significa contribuire direttamente allo sviluppo delle future infrastrutture scientifiche europee e rafforzare il ruolo dell’Italia nei grandi programmi di ricerca internazionali”.
Dall’esperienza di ChEESE e ChEESE-2P a una nuova infrastruttura europea
ChEESE-Factory nasce come evoluzione del percorso avviato con i progetti ChEESE e ChEESE-2P, con l’obiettivo di consolidare la leadership europea nel calcolo scientifico applicato alle scienze della Terra solida. Il progetto si concentra sullo sviluppo di flagship codes, ovvero software comunitari di riferimento per la simulazione di terremoti, eruzioni vulcaniche, tsunami e processi geodinamici complessi. Questi codici saranno perfezionati per le infrastrutture EuroHPC, integrando elementi di intelligenza artificiale, tecniche di scientific machine learning e simulazioni massive. L’offerta tecnologica comprenderà inoltre servizi di urgent computing, dataset rispondenti ai criteri FAIR e sistemi per previsioni probabilistiche avanzate, con l’obiettivo di rendere più efficaci gli strumenti a supporto della ricerca scientifica, della valutazione degli scenari e della gestione delle emergenze.
Un consorzio europeo con una forte componente italiana
Il consorzio di ChEESE-Factory riunisce 18 organizzazioni partner provenienti da 8 Paesi europei, coinvolgendo 29 sedi di ricerca e oltre 40 gruppi di ricerca specializzati. Forte è la componente italiana. Oltre all’INGV, partecipano il CINECA, principale centro italiano per il supercalcolo, che ospita il supercomputer europeo Leonardo, e Intecs Technologies Spa, partner industriale privato specializzato in tecnologie software e sistemi ad alta affidabilità. La partecipazione di questi soggetti rafforza il ruolo dell’Italia nell’ecosistema europeo del calcolo scientifico ad alte prestazioni e nella costruzione di strumenti digitali avanzati per affrontare le grandi sfide legate ai rischi naturali.
Codici scientifici come infrastrutture europee per ricerca e stakeholder
Uno degli obiettivi principali di ChEESE-Factory è trasformare i codici scientifici sviluppati dalla comunità in strumenti stabili, condivisi e accessibili, capaci di diventare vere e proprie infrastrutture europee a supporto della ricerca, dei centri di calcolo e degli stakeholder. “ChEESE-Factory intende trasformare i codici scientifici sviluppati dalla comunità in vere e proprie infrastrutture europee: strumenti robusti, documentati, scalabili, interoperabili e accessibili a ricercatori, centri di calcolo e stakeholder”, sottolinea Mattia de’ Michieli Vitturi, primo ricercatore della Sezione di Pisa dell’INGV e coordinatore del progetto. “Un aspetto particolarmente rilevante sarà l’attenzione all’efficienza energetica. Ridurre l’impatto energetico delle simulazioni numeriche non è più soltanto un obiettivo tecnico, ma una priorità scientifica, ambientale e sociale”. Il tema dell’efficienza energetica assume quindi un ruolo centrale nel progetto. La riduzione dell’impatto energetico delle simulazioni numeriche viene indicata come una priorità che riguarda non solo la dimensione tecnica del supercalcolo, ma anche quella scientifica, ambientale e sociale.
Supercalcolo, intelligenza artificiale e mitigazione dei rischi naturali
Il progetto punta a rafforzare l’integrazione tra calcolo ad alte prestazioni e intelligenza artificiale, con applicazioni dirette alla modellistica numerica e alla mitigazione dei rischi naturali. “In questi anni abbiamo dimostrato che le tecnologie di calcolo ad alte prestazioni possono dare un contributo fondamentale alla mitigazione dei rischi naturali, in termini di rapidità di simulazione (“Urgent Computing”), accuratezza degli scenari, e quantificazione probabilistica delle incertezze. Con questa nuova iniziativa, esploreremo la convergenza tra calcolo ad alte prestazioni ed intelligenza artificiale”, dichiara Tomaso Esposti Ongaro, Direttore della Sezione di Pisa dell’INGV. La convergenza tra HPC e AI sarà quindi uno degli assi strategici di ChEESE-Factory, con l’obiettivo di migliorare la rapidità delle simulazioni, l’accuratezza degli scenari e la capacità di quantificare le incertezze nei processi naturali complessi.
Formazione, Simulation Data Lake e nuova generazione di ricercatori
Un elemento centrale del progetto sarà la costruzione di un ecosistema di servizi a supporto dei codici scientifici. Questo ecosistema comprenderà supporto alla comunità, formazione avanzata, accesso a workflow HPC/AI e valorizzazione del Simulation Data Lake del CINECA. ChEESE-Factory prevede inoltre attività di capacity building, inclusa la creazione di una Scuola Estiva permanente, con l’obiettivo di contribuire alla crescita di una nuova generazione di ricercatori, sviluppatori e utenti esperti. La formazione rappresenta una componente essenziale dell’iniziativa, in linea con la necessità di rendere le infrastrutture scientifiche europee non solo più potenti e interoperabili, ma anche accessibili a comunità sempre più ampie e specializzate.
Il ruolo dell’Europa nelle sfide scientifiche e sociali del futuro
Con ChEESE-Factory, l’INGV e il consorzio rafforzano il ruolo dell’Europa nello sviluppo di strumenti computazionali avanzati per affrontare le grandi sfide scientifiche e sociali del futuro. Il progetto consolida il legame tra geoscienze computazionali, supercalcolo, intelligenza artificiale e gestione dei rischi naturali, contribuendo alla costruzione di infrastrutture scientifiche di nuova generazione per lo studio della Terra solida e dei processi naturali complessi.