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简介:下一代科学工作流程预计将在由超级计算机、科学仪器、存储系统和网络组成的复杂联合体上执行,并新增了边缘和云系统和服务。这些多域联合体的复杂性使得管理和优化其性能变得困难,因为微小的阻抗不匹配(可以在系统之间动态发展)可能会大大降低整个联合体的性能。最近,软件定义一切 (SDX) 技术与容器化框架相结合,提供了可以监控和收集各个级别的关键测量值的自定义工具,以支持诊断和性能优化;但它们的数据太大,人类操作员和分析师无法处理和做出决策。从数据中提取关键参数、关系和趋势的机器学习 (ML) 方法提供了通用解决方案。必须基于坚实、严谨的基础为这些问题定制开发人工智能 (AI) 和 ML 方法,因为黑盒方法通常无效且不健全。用于测量驱动科学联盟的 AI-Science:我们建议为科学联盟的绩效开发全面的 AI-Science,以便 (i) 通过软件化层监控和控制跨多个领域的存储、网络、实验和计算系统,速度和规模比当前实践高出几个数量级,(ii) 通过使用动态状态和性能估计方法,以高性能最佳地实现和协调复杂的工作流程,以及 (iii) 汇总跨站点和时间的测量结果,以基于机器学习、博弈论和信息融合领域的基本原理使用 AI-Science 开发基础设施级配置文件、优化和诊断。这种方法为测量驱动、性能优化的科学联盟提供了以下功能:
科学仪器、天文台和传感器系统 TA 8 路线图利用了 2010 年空间技术路线图和 2005 年 NASA 高级规划和集成办公室 (APIO) 评估、高级望远镜和天文台以及科学仪器和传感器中的先前路线图活动。TA 8 的技术允许收集有关地球大气层、太空和其他行星的信息。TA 8 技术分为遥感仪器和传感器、天文台和现场仪器和传感器。遥感仪器和传感器包括用于测量感兴趣的远程目标的光谱、空间和其他可观察特性的组件、传感器和仪器,既有被动的,也有主动的,例如通过基于激光和雷达的方法。天文台包括用于收集、集中或传输光子的下一代望远镜系统的技术。现场仪器和传感器包括用于探测空间环境中的场、波和粒子以及用于表征行星外大气层、大气层和表面的组件、传感器、仪器和采样技术。本文件中确定的技术需求和挑战可追溯到最新的地球、行星、天体物理学和太阳物理学十年调查报告推荐的特定 NASA 任务(“拉动技术”),但有些允许新的科学能力和任务概念(“推动技术”)。
在过去的 25 年里,美国国家航空航天局 (NASA) 戈达德太空飞行中心工程理事会的光子学小组为许多科学和导航仪器的飞行设计、开发、生产、测试和集成做出了巨大贡献。从月球到火星的计划将在很大程度上依赖于利用商业技术来制造具有紧迫时间表期限的仪器。该小组在筛选、鉴定、开发和集成用于航天应用的商业组件方面拥有丰富的经验。通过保持适应性并采用严格的组件和仪器开发方法,他们与行业合作伙伴建立并培养了关系。他们愿意交流在包装、零件构造、材料选择、测试以及对高可靠性系统实施至关重要的设计和生产过程的其他方面的经验教训。因此,与行业供应商和组件供应商的成功合作使从月球到火星(及更远的地方)的任务取得了成功,同时平衡了成本、进度和风险状况。在没有商业组件的情况下,该小组与戈达德太空飞行中心和其他 NASA 现场中心的其他团队密切合作,制造和生产用于科学、遥感和导航应用的飞行硬件。这里总结了过去十年仪器开发的经验教训和从子系统到光电元件级别收集的数据。
关于CSIR-CSIOCSIR-中央科学仪器组织(CSIR-CSIO)是印度科学与工业研究理事会(CSIR)的组成单位,是一家致力于研究、设计和开发科学和工业仪器的顶级国家实验室。它是印度一个多学科、多维度的顶尖工业研究与开发组织,旨在促进印度仪器行业的发展,涉及的范围和应用非常广泛。CSIR-CSIO是一个多学科研发实验室,拥有设备齐全的实验室,由高素质和训练有素的员工管理,并在农用电子、医疗器械和假肢、光学和驾驶舱仪器、光纤/激光光学传感器和仪器、分析仪器、基于先进材料的传感器等领域拥有基础设施。该研究所设计和开发了大量从简单到高度复杂的仪器,并将其专有技术传递给业界进行商业开发。 CSIR-CSIO为国内科学仪器行业的发展做出了巨大贡献,在仪器用户和仪器行业中享有很高的信誉。
致辞1美国波士顿大学生物医学工程系,马萨诸塞州波士顿,美国2215,美国2,加利福尼亚州加利福尼亚大学圣地亚哥分校,加利福尼亚州圣地亚哥分校,美国92093,美国3 Athinoula A. Martinos A. Martinos生物医学中心,美国哈佛大学医疗学院,Massachusetts clasendown de2222 Gysique,degéniephysique et d'Etique,魁北克省,QC,G1V 0A6,加拿大5号QCECH RECICENITY的科学仪器研究所,捷克共和国BRNO 6号科学学院科学仪器研究所6 60607,美国8départementde l'ecole normalesupérieure,75005,巴黎,法国95005,92037,加利福尼亚州加利福尼亚州圣地亚哥,加利福尼亚州圣地亚哥分校,92037,美国10号神经科学与药理学系,哥伦比亚哥伦比亚省哥伦比亚省哥伦比亚省哥伦比亚省哥伦比亚省哥伦比亚省哥伦比亚大学, Glostrup,2600,丹麦12个关于神经生物学的部分,加利福尼亚州圣地亚哥分校,加利福尼亚州拉霍亚,92093,美国,美国
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