Compartir datos en centros virtuales agiliza la investigación de materiales energéticos y estimula la colaboración

La investigación de alta calidad es un ejercicio de colaboración. Y dado que el trabajo remoto prevalece cada vez más en las principales organizaciones de investigación como los laboratorios nacionales del Departamento de Energía de los EE. UU. (DOE), el intercambio de datos virtuales y la colaboración se han convertido en un pilar fundamental para realizar ciencia en el siglo XXI.

En ninguna parte es más cierto que en la investigación y el desarrollo de materiales energéticos (I + D), según un artículo publicado en el Revista Internacional de Aplicaciones y Ciencias Informáticas Avanzadas. Una plataforma modular y sólida conocida como «Centro de datos», desarrollada para respaldar la Red de materiales energéticos (EMN) del DOE, simplifica el acceso a los datos, las herramientas y la experiencia en una variedad de campos de la ciencia de los materiales.

«Los centros de datos basados ​​en la nube de la EMN admiten la visualización, el aprendizaje automático y la ciencia de datos abiertos, reproducibles y bajo demanda», dijo Robert R. White, científico del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) y autor correspondiente del artículo. «Hemos visto varios beneficios importantes de este modelo, principalmente que los equipos de investigación pueden colaborar más fácilmente, independientemente de dónde se alojen las personas y los recursos».

Escrito por investigadores de NREL y del Pacific Northwest National Laboratory, el documento describe los detalles sobre la implementación, el funcionamiento y la colaboración con la plataforma Data Hub de EMN.

Un marco de apoyo para la investigación de diversos materiales

Iniciados en 2016 y que ahora representan a siete consorcios de EMN, los centros de datos de EMN funcionan como laboratorios virtuales personalizables para acelerar los avances en la investigación incluso sobre los desafíos de materiales más difíciles en el sector de la energía. Lo logran al proporcionar una infraestructura común que los equipos pueden usar para compartir y aprovechar los recursos, lo que ahorra tiempo y dinero en el proceso.

Como resultado, Data Hubs avanza en la misión principal de la REM. Al mejorar el intercambio de datos, la integración de herramientas analíticas y la seguridad del acceso a los recursos incluso en medio de cierres de laboratorios, los centros de datos integran mejor todas las fases de I + D de materiales, desde el descubrimiento hasta la ampliación.

«La plataforma Data Hub es un tremendo esfuerzo transversal de investigadores, desarrolladores y equipos de operaciones de NREL en colaboración con otros laboratorios de estos consorcios», explicó el ingeniero de software de NREL Nicholas Wunder. «Estoy emocionado de ver lo que creamos a medida que continuamos desarrollando estas capacidades».

Como líder y codirector de varios consorcios de EMN, incluidos HydroGEN, DuraMAT, ChemCatBio, HyMARC y ElectroCat, NREL ha orquestado gran parte del desarrollo del proyecto EMN Data Hubs. Los investigadores de NREL desarrollaron directamente seis de los siete Data Hubs y continúan agregando funciones personalizadas para satisfacer necesidades específicas, como herramientas de visualización, capacidades de seguimiento de muestras, métodos de autorización de seguridad y más.

Este trabajo es posible gracias al apoyo de la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del DOE, la Oficina de Tecnologías de Bioenergía, la Oficina de Tecnologías de Celdas de Hidrógeno y Combustible y la Oficina de Tecnologías de Energía Solar.

Hasta la fecha, siete consorcios del DOE han adoptado la plataforma Data Hub para respaldar un espectro de investigación de materiales, desde materiales avanzados de división de agua hasta módulos fotovoltaicos duraderos y más. Dicho todo esto, Data Hubs apoya a 792 investigadores, coordina 200 proyectos y archiva y distribuye más de 49.000 recursos de datos.

Mejorando el modelo de laboratorio virtual

Durante su mandato de cinco años, la REM ha crecido sustancialmente, lo que ha permitido a los investigadores de materiales compartir datos y recursos utilizando este modelo de «laboratorio virtual».

Por ejemplo, el consorcio DuraMAT está utilizando la plataforma para avanzar en el conocimiento sobre cómo mejorar el diseño de módulos fotovoltaicos y modelar procesos de prueba acelerados. El modelado del consorcio HydroGEN respaldado por Data Hub podría permitir a los investigadores acelerar la selección de materiales duraderos para su uso en electrolizadores de hidrógeno. No menos importante, los investigadores de ChemCatBio están creando herramientas y bases de datos específicas para la investigación de catálisis, como Catalyst Property Database.

«Creamos Data Hubs utilizando un marco de módulos, por lo que la plataforma se ha personalizado con éxito a las necesidades de los consorcios individuales en la EMN», dijo White. «Creemos que otros pueden encontrar un éxito similar».

El documento describe las actualizaciones futuras planificadas que mejorarán los centros de datos en la EMN. Éstas incluyen:

• Mejora de la operatividad y la experiencia del usuario de Data Hub
• Servicio de metadatos mejorado que reducirá la carga de trabajo para los desarrolladores
• Capacidades ampliadas, como aprendizaje automático integrado para analizar datos en la nube.

«El éxito que hemos visto hasta ahora es solo la punta del iceberg en términos del potencial de EMN Data Hubs», dijo White. «Esperamos ver cómo los grupos y los usuarios pueden utilizar este marco para diferentes contextos e investigaciones».