NSF asigna $ 30 millones para ampliar las fronteras de la computación

Expediciones en Informática subvenciones abarcan la informática teórica, la biología sintética y la sostenibilidad computacional

National Science Foundation

IMAGEN: Una expedición estudiará la sostenibilidad computacional. Se muestra: la abundancia anual del árbol más swallow.view

Crédito: Daniel Fink, Cornell Lab. de Ornitología

anunció la National Science Foundation (NSF) de hoy $ 30 millones en fondos para tres expediciones en proyectos de computación. Cada donación proveerá $ 10 millones en cinco años a equipos de investigación, multi-investigador interdisciplinarios para apoyar la investigación de la computación y tecnología de la información transformadora. Los proyectos Expediciones constituyen las mayores inversiones en equipo y ciencias de la información de investigación NSF ha hecho.

Los tres proyectos son dirigidos por investigadores de la Universidad de Princeton, la Universidad de Boston y la Universidad de Cornell, e incluyen eruditos en 14 colegios, universidades y laboratorios de todo un amplio abanico de disciplinas. Los proyectos tienen como objetivo explorar las fronteras de la ciencia de la computación teórica, la biología sintética y la sostenibilidad de cálculo. Ellos buscarán nuevos métodos formales para el desarrollo de software, un novedoso conjunto de herramientas para la bio-diseño computacional y una amplia red nacional e internacional de investigadores de sostenibilidad computacionales.

Las Expediciones en el programa de Computadoras cataliza la investigación de largo alcance motived por cuestiones científicas profundas que tienen el potencial de beneficio social significativo. Los ejemplos incluyen el desarrollo de abejas robóticas, los avances en la creación de redes definidas por software y los nuevos modelos de programación que hacen análisis de datos más rápida. Las subvenciones permiten avances en la investigación concurrentes en múltiples disciplinas, lo cual es a menudo necesaria para estimular, resultados duraderos profundas.

"Las Expediciones en el programa de Computadoras permite a la comunidad de investigación de computación para perseguir problemas complejos mediante el apoyo a los equipos grandes proyectos durante un período de tiempo más largo", dijo Jim Kurose, la cabeza de la NSF para la Informática y Ciencias de la Información e Ingeniería. "Esto permite que estos investigadores para proseguir la investigación audaz, ambiciosa que se mueve la aguja, no sólo para las disciplinas de la informática, pero a menudo muchas otras disciplinas también."

Iniciado en 2008, el programa de Expediciones ha financiado 19 proyectos hasta la fecha, con una inversión total de aproximadamente $ 190 millones. El programa ha tenido un impacto de transformación en numerosos campos que van desde la robótica a la red de próxima generación en el diseño de circuitos de hardware. proyectos anteriores están comenzando a la transición de sus innovaciones a la práctica a través de fondos de seguimiento de la industria. (Más información sobre los proyectos de expediciones anteriores.)

Los nuevos proyectos Expediciones anunciados hoy son:

"La ciencia de la Especificación profundo" - Investigador Principal: Andrew Appel, la Universidad de Princeton; instituciones asociadas: Universidad de Pennsylvania, Yale University, Instituto de Tecnología de Massachusetts

Este nuevo subsidio de la NSF tiene como objetivo eliminar software '' errores que pueden conducir a vulnerabilidades de seguridad y errores de cómputo mediante la mejora de los métodos formales - o las técnicas de base matemática - por los que se desarrolla el software y verificado.

desafío inicial de los investigadores implicará la disección de la complejidad del hardware y el software moderno para descubrir los factores que determinan la forma en diversos componentes informáticos trabajan juntos. El siguiente paso implica el desarrollo de especificaciones 'profundas' - descripciones precisas del comportamiento de los elementos de software basados ??en la lógica formal. Estas especificaciones profundos permitirán a los ingenieros no sólo para construir programas libres de errores, pero para verificar que sus programas se comportan exactamente como se proponen.

"En nuestro mundo interconectado, los errores de software y vulnerabilidades de seguridad plantean enormes costos y riesgos", dijo Appel. "Cuando se presiona el pedal del acelerador o el freno en un coche moderno, por ejemplo, que estás realmente sólo lo que sugiere que un programa de ordenador que desea acelerar o frenar. El equipo tenía mejor hacer las cosas bien ".

El equipo también desarrollará nuevos cursos y materiales curriculares en sus universidades para formar a la próxima generación de desarrolladores de software para utilizar los nuevos métodos mejorados.

"Evolvable estar Computing - La comprensión y la cuantificación de los sistemas biológicos sintético de aplicabilidad, el rendimiento y Límites" - Investigador Principal: Douglas Densmore, de la Universidad de Boston; instituciones de asociación: Instituto de Tecnología de Massachusetts, Lincoln laboratorios

El campo de la biología sintética ha dado grandes pasos y dado enormes beneficios en los últimos años. Por ejemplo, los primeros esfuerzos de biología sintética condujeron a la producción de precursores de drogas antimaláricas en cantidades que no se ve en la naturaleza. El uso de bloques de construcción biológicos para diseñar sistemas biológicos, sin embargo, ha sido difícil sin una metodología de diseño claro y de apoyo métricas cuantitativas que los investigadores pueden utilizar para tomar decisiones.

Esta subvención NSF apoyará los esfuerzos para crear un conjunto sistemático de directrices para medir cuidadosamente y catalogar partes biológicas que se pueden utilizar para diseñar sistemas biológicos con resultados predecibles. Estas directrices permitirán a los investigadores a entender mejor cuáles son los principios de computación pueden aplicarse en varias ocasiones y de forma fiable a la biología sintética.

"Esto pone una estaca en el suelo para hacer más riguroso biología sintética", dijo Douglas Densmore, profesor asociado de la Universidad de Boston. "Queremos construir una base que es bien entendida y que puede servir como una fuente abierta lugar de partida para muchas aplicaciones avanzadas".

La donación marca la primera vez que los investigadores explorarán de manera explícita los principios de computación en múltiples organismos vivos y archivarán abiertamente los resultados.

"CompSustNet: La ampliación de los horizontes de la sostenibilidad computacional" - Investigador Principal: Carla Gomes, Universidad de Cornell; instituciones de asociación: Bowdoin College, Instituto de Tecnología de California, la Universidad Carnegie Mellon, Instituto de Tecnología de Georgia, la Universidad de Howard, Oregon State University, la Universidad de Princeton, la Universidad de Stanford, la Universidad de Massachusetts-Amherst, Universidad del Sur de California, Universidad de Vanderbilt

sostenibilidad computacional tiene como objetivo aplicar técnicas computacionales para equilibrar las necesidades ambientales, económicas y sociales para apoyar el desarrollo sostenible y un futuro sostenible.

CompSustNet actuará como una gran red de investigación y educación multi-institucional nacional e internacional, colaborando con las organizaciones gubernamentales y no gubernamentales clave en las áreas de conservación, la mitigación de la pobreza y las energías renovables. Los investigadores utilizarán técnicas y metodologías computacionales para aumentar la eficacia de la gestión y la asignación de los recursos naturales y sociales.

"Nuestra NSF Expedición reúne a científicos e ingenieros, científicos ambientales y sociales, físicos y científicos de los materiales cargados de crecimiento y expansión de los horizontes de la naciente campo de la sostenibilidad de cómputo", dijo Gomes. "Los avances en la sostenibilidad computacional conducirán, por ejemplo, a nuevas estrategias para ayudar a los ganaderos y agricultores de África a mejorar su forma de vida, salvar especies en peligro de extinción y la escala de las energías renovables para satisfacer la demanda energética del siglo 21".

Gomes dirigió un equipo que recibió una de las becas primeras expediciones en 2008. La financiación inicial de la NSF llevó a más de $ 80 millones en apoyo de otras agencias y organizaciones y ayudó a estimular el campo de la sostenibilidad computacional. Como resultado de los esfuerzos pioneros de la concesión Expediciones original, las universidades están empezando a enseñar a la sostenibilidad de cálculo como una disciplina por derecho propio.