Laboratórios Virtuais

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1 Laboratórios Virtuais Rafael Santos 1

2 Resumo O que são laboratórios virtuais e para que servem? Por que implementar laboratórios virtuais? Visita técnica à Johns Hopkins University. O NVO (US National Virtual Observatory). Considerações sobre arquiteturas para (pequenos) laboratórios virtuais. 2

3 Laboratórios Virtuais Definição bem genérica: Um ambiente eletrônico para colaboração e experimentação à distância; em pesquisa ou em outras atividades criativas; para produzir resultados usando informações distribuídas e tecnologias de comunicação (adaptado do Report of the Expert Meeting on Virtual Laboratories; São extensões de laboratórios reais! 3

4 Laboratórios Virtuais: Motivação Desafios grandes demais para um único laboratório/instituição. Expertise distribuída entre instituições. Expertise ou objetivos específicos para instituições/regiões/países. Compartilhamento de recursos caros ou complexos. Acesso virtual a dados e operações. 4

5 Laboratórios Virtuais: Taxonomia Comunicação pessoa-a-pessoa (ou pessoa-a-repositório): Tipos de comunicação pessoa-a-pessoa (fonte: Report of the Expert Meeting on Virtual Laboratories) 5

6 Laboratórios Virtuais: Taxonomia Comunicação pessoa-a-equipamento (pessoa-aexperimento): Teleoperação de equipamentos (ex. dispositivos de medição, robôs). Feedback pode ser imediato e/ou posterior. Qualidade do serviço de comunicação é essencial! Variante: teleprogramação (assíncrona). Laboratório Virtual para Simulação: permite execução local, simulada de experimentos (educação). 6

7 Laboratórios Virtuais: Taxonomia Comunicação pessoa-a-metamáquina: Grandes bases de dados (possivelmente distribuídas). Algoritmos de transformação. Grande poder computacional. (Idealmente) acesso através de poucas interfaces. Exemplo clássico: Observatórios Virtuais. 7

8 Exemplos (Pessoa-a-repositório): SDSS Sloan Digital Sky Survey (SDSS)/SkyServer 8

9 Exemplos (Teleoperação): SOAR SOAR (SOuthern Astrophysical Research) Telescope: Parceria entre o MCT (LNA) e universidades americanas. Um comitê científico, três comitês de alocação de tempo. Cientistas podem solicitar tempo de observação através de propostas (que devem incluir dados sobre a observação). 9

10 Exemplos (Simulações) Virtual Scanning Electron Microscope NASA, University of Illinois Engineering Virtual Laboratory Johns Hopkins University, virtual-laboratory/ 10

11 Exemplos (Simulações) Learn Genetics University of Utah units/biotech/ The Chemistry Collective Mantido pela NSF 11

12 Exemplos (Metamáquinas): NCBI NCBI (National Center for Biotechnology Information): 12

13 Exemplos (Metamáquinas): NCBI BLAST: 13

14 Exemplos (Metamáquinas): NCBI BLAST: 14

15 Exemplos (Metamáquinas): NCBI BLAST: 15

16 Exemplos (Metamáquinas): NCBI BLAST: 16

17 Exemplos (Metamáquinas): NCBI Outras ferramentas: PubMed MyNCBI Bases de dados (seqüências, muitos gigabytes!). Ferramentas stand-alone e integradas ao navegador para visualização, busca de alinhamentos, etc. 17

18 Exemplos (Metamáquinas): NVO NVO (US National Virtual Observatory) 18

19 Exemplos (Metamáquinas): NVO Registry: catálogo de metadados. 19

20 Exemplos (Metamáquinas): NVO Registry: catálogo de metadados. 20

21 Exemplos (Metamáquinas): NVO Registry: catálogo de metadados. 21

22 Exemplos (Metamáquinas): NVO Registry 22

23 Exemplos (Metamáquinas): NVO Registry: Somente catálogo de recursos (SIAP, SSAP, Cone Searches, TabularSkyService, etc.) Não existe medida de QoS! Nem todos os serviços estão normalizados... 23

24 Exemplos (Metamáquinas): NVO DataScope: ferramenta unificada de busca por imagens. 24

25 Exemplos (Metamáquinas): NVO DataScope: ferramenta unificada de busca por imagens. 25

26 Exemplos (Metamáquinas): NVO DataScope: ferramenta unificada de busca por imagens. 26

27 Exemplos (Metamáquinas): NVO DataScope/Aladin 27

28 Exemplos (Metamáquinas): NVO OpenSkyQuery: cross-matching de catálogos. 28

29 Exemplos (Metamáquinas): NVO OpenSkyQuery: cross-matching de catálogos. 29

30 Exemplos (Metamáquinas): NVO OpenSkyQuery: cross-matching de catálogos. 30

31 Exemplos (Metamáquinas): NVO OpenSkyQuery: cross-matching de catálogos. 31

32 Exemplos (Metamáquinas): NVO Montage: Mosaicos de várias imagens. 32

33 Exemplos (Metamáquinas): NVO Montage: Mosaicos de várias imagens. 33

34 Exemplos (Metamáquinas): NVO Montage: Mosaicos de várias imagens. 34

35 Ferramentas do NVO Spectrum Services: busca em bancos de dados espectrais. Web Enabled Source Identification with Cross-Matching (WESIX): extração de objetos em imagens e cross-matching. VOPlot/TOPCAT: Análise e visualização de VOTables. NESSSI Web Services: execução de serviços (assínctronos) em Grid. Outros. 35

36 Ferramentas do NVO Existem APIs para uso e extensão de serviços de Vos. Programadores podem criar seus próprios consumidores de dados. Provedores de dados podem se registrar no Registry. Infelizmente algumas APIs são confusas ou inconsistentes (ou ambos!) 36

37 Visita Técnica à JHU Visita técnica à Johns Hopkins University, em Baltimore, Maryland, entre Junho e Dezembro de Colaboração no desenvolvimento de ferramentas para divulgação de dados astronômicos. Entender melhor a estrutura (arquitetura, design, etc.) do NVO. 37

38 Visita Técnica à JHU 38

39 Visita Técnica à JHU 39

40 Visita Técnica à JHU A equipe da JHU trabalha em várias frentes (SDSS, Galaxy Zoo). Trabalha também com divulgação para diversos segmentos da comunidade (em especial estudantes/professores). Uma das áreas de atuação ferramentas para outreach: Simple tools for simple tasks. Colaboração com I. Fernandes do LNA/MCT. Levantamento do que a comunidade espera dos VOs. 40

41 Visita Técnica à JHU Objetivo: ferramentas para disponibilizar imagens e outros dados de forma transparente (DataScope). Primeira versão do PocketVO (2006): 41

42 Visita Técnica à JHU Segunda versão: servidor dedicado, cliente em HTML/CSS, uso de AJAX. PocketVO Client PocketVO Server VO Services Sesame SkyView Cache and Concierge Synchronous Asynchronous SDSS Terceira versão: servidor dedicado, cliente applet. 42

43 Visita Técnica à JHU Terceira versão: servidor dedicado, cliente applet. 43

44 Visita Técnica à JHU Quarta versão: cliente independente. 44

45 Visita Técnica à JHU Quinta versão: PocketVO Toolkit. Contém: PocketVO como applet independente e como aplicação independente. Componentes gráficos para visualização/lut/composição. Clientes de web services. Exemplos de integração dos clientes, GUI, etc. 45

46 Laboratórios Virtuais: Iniciativas Modelo e protótipo com distribuição diferente de tarefas: Dados Algoritmos Onde ficam dados, parâmetros, processamento e algoritmos? 46

47 Laboratórios Virtuais: Possíveis Atividades Clima Espacial BRAVO Processamento de Imagens Mineração de Dados Parcerias com outros institutos (SOAR-VO, JHU) 47

48 Laboratórios Virtuais: Considerações Interatividade depende do objetivo (equipamento, metamáquina, etc.) Que informações devem ser enviadas síncrona/assincronamente? Quais são as políticas e restrições de acesso? Não é só fazer uma pagininha... nem só sair programando. É preciso um conhecimento adequado de técnicas computacionais. Sistemas não são só máquinas! QoS? 48

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