CDI Type II: Bridging the Computational Semantic Gap: A Demand-Driven Framework for Portal-Based Chemistry, Astronomy and Neurobiology
CDI Type II: Bridging the Computational Semantic Gap: A Demand-Driven Framework for Portal-Based Chemistry, Astronomy and Neurobiology
批准号:
1125087
负责人:
Alan Aspuru-Guzik
金额:
$210.0万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2011
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2011-10-01 至 2016-09-30
中文摘要
我们提出了一个新的框架,以提高化学,天文学和神经生物学领域的科学计算研究的质量。 我们用需求驱动的、基于门户的在线知识系统进行类比,如Google搜索、Wolfram|阿尔法,Expedia和Orbitz。 例如,最近的旅行者严重依赖旅行社,他们操纵复杂的航班数据库和预订协议。 如今,客户可以通过网络使用简单的在线界面进行搜索和预订,而无需任何专业知识,如酒店物流或机场代码。 最大的优势之一是自主探索信息空间的自由,可能会发现更多的旅行选择,增加整体竞争和结果的质量。在我们的类比中,应用科学家是旅行者,计算机专家是旅行社。 科学计算是公认的科学发现的第三大支柱,仅次于传统的实验和纸笔理论。 然而,它通常仅限于掌握利用复杂软件工具和硬件的知识的专家骨干,尽管在世界级高性能计算(HPC)设施上进行了大量投资。 缺乏这些计算机技能的成功科学家面临着阻碍他们潜力的语义鸿沟。 我们的最终愿景是将这些宝贵的HPC资源的开发民主化,以更广泛的应用科学家,灵感来自基于门户的在线服务的成功,这些服务在不牺牲功能的情况下抽象出计算机平台的技术细节。 我们的系统将提供对HPC硬件上的模拟和数据处理包的访问,并促进复杂数据集的成像和可视化。 此外,基于Wolfram的自然语言界面和专家系统|阿尔法方法,将有助于指导富有成效的调查和结果的解释。 选定的驱动因素包括:(1)对数千个分子进行量子化学模拟,包括寻找先进的材料;(2)从射电望远镜对大量宇宙学数据集进行成像;(3)在计算神经生物学中分析高分辨率电子显微镜大脑图像。我们设想这项工作不仅在许多基础研究领域,而且在教育领域产生广泛的影响。 该方案将纳入哈佛及其推广学校提供的课程,并将通过该大学的既定机制向少数民族和弱势群体提供服务。 门户网站的形式,加上历史成果的在线数据库,自然能够传播研究产品,并为培训活动和讲习班提供一个理想的平台。
英文摘要
We propose a new framework to enhance the quality of scientific computational research in the fields of chemistry, astronomy, and neurobiology. We make an analogy with demand-driven, portal-based online knowledge systems, such as Google Search, Wolfram|Alpha, Expedia and Orbitz. For example, travelers in the recent past relied heavily on travel agents who manipulated complicated flight databases and booking protocols. Nowadays customers can perform searches and make reservations on their own via the web using a simple online interface without any specialized knowledge such as hotel logistics or airport codes. One of the greatest advantages is the freedom to explore the information space autonomously, potentially finding many more travel options, increasing overall competition and quality of results.In our analogy, the application scientist is the traveler and the computer expert is the travel agent. Scientific computation is an accepted third pillar of scientific discovery, alongside traditional experiment and pen-and-paper theory. However, it is very often restricted to a cadre of specialists who have mastered the knowledge of utilizing complicated software tools and hardware, despite massive investment in world-class high-performance computing (HPC) facilities. Successful scientists who lack these computer skills face a semantic gap impeding their potential. Our ultimate vision is to democratize the exploitation of these valuable HPC resources to a broader range of application scientists, inspired by the success of portal-based online services which abstract-away the technical details of a computer platform without sacrificing functionality. Our system will provide access to simulation and data-processing packages on HPC hardware, and facilitate the imaging and visualization of complex data sets. Moreover, a natural-language interface and expert system, based around the Wolfram|Alpha approach, will help to guide productive inquiry and interpretation of results. The selected drivers are: (1) quantum chemistry simulation of thousands of molecules, including the search for advanced materials; (2) imaging massive cosmological datasets from radio telescopes; (3) analysis of high-resolution electron microscope brain images in computational neurobiology.We envisage a broad impact of the work not only in many areas of fundamental research, but also in education. The program will be integrated into courses offered at Harvard and its Extension School, and outreach to minorities and the underprivileged will be accomplished through established mechanisms at the University. The portal format, coupled with an online database of historical results, naturally enables dissemination of research products and offers an ideal platform for training events and workshops.
期刊论文(0)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Compact wave function methods for chemical systems
-
批准号:1464862
-
项目类别:Standard Grant
-
资助金额:$47.23万
-
财政年份:2015
-
负责人:Alan Aspuru-Guzik
-
依托单位:
Time-dependent density functional theory for open quantum systems
-
批准号:1152291
-
项目类别:Continuing Grant
-
资助金额:$42.0万
-
财政年份:2012
-
负责人:Alan Aspuru-Guzik
-
依托单位:
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
基于后过渡金属介导 Fischer-type亚糖基卡宾糖基化反应研究
-
批准号:22471025
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:唐生表
-
依托单位:
铋基邻近双金属位点Type B异质结光热催化合成氨机制研究
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:30.0万元
-
批准年份:2024
-
负责人:黎景卫
-
依托单位:
Type-A型ARR转录因子调控草莓腋芽分化的分子机理
-
批准号:32402488
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:李亚丽
-
依托单位:
智能型Type-I光敏分子构效设计及其抗耐药性感染研究
-
批准号:22207024
-
项目类别:青年科学基金项目(C类)
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2022
-
负责人:赵琦
-
依托单位:
TypeⅠR-M系统在碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌流行中的作用机制研究
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55万元
-
批准年份:2021
-
负责人:蒋晓飞
-
依托单位:
替加环素耐药基因 tet(A) type 1 变异体在碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌中的流行、进化和传播
-
批准号:LY22H200001
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2021
-
负责人:蔡加昌
-
依托单位:
面向手性α-氨基酰胺药物的新型不对称Ugi-type 反应开发
-
批准号:LY22B020003
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2021
-
负责人:李绍玉
-
依托单位:
BMP9/BMP type I receptors 通过激活 PPARα保护心肌梗死的机制研究
-
批准号:LQ22H020003
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2021
-
负责人:陈灵丽
-
依托单位:
C2H2-type锌指蛋白在香菇采后组织软化进程中的作用机制研究
-
批准号:32102053
-
项目类别:青年科学基金项目(C类)
-
资助金额:30.0万元
-
批准年份:2021
-
负责人:邓冰
-
依托单位:
血管阻断型Type-I光敏剂合成及其三阴性乳腺癌光诊疗
-
批准号:62120106002
-
项目类别:国际(地区)合作与交流项目
-
资助金额:255万元
-
批准年份:2021
-
负责人:董晓臣
-
依托单位: