Oggigiorno, la ricerca scientifica ha bisogno di grandi capacità di calcolo e di archiviazione, ma per accelerare nelle scoperte servono anche gli strumenti di analisi basati su intelligenza artificiale. Di fronte a queste necessità, un grande “cervello” centralizzato non è l’unica opzione possibile. Gestita dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), D4Science è una infrastruttura IT distribuita che permette a oltre 28.000 ricercatori residenti in 70 Paesi di portare avanti il proprio lavoro. In pratica, abbattendo le barriere tecnologiche, D4Science è un facilitatore per la ricerca scientifica.
Il CNR recentemente si è attivato per dotarsi di un'architettura ibrida e scalabile, che garantisse maggiore efficienza e velocità, anche nei momenti di “picco”, legati ad attività come il training di modelli di intelligenza artificiale o alla pubblicazione di nuovi risultati scientifici. In questi momenti, soprattutto, la precedente infrastruttura di D4Science collocata solo on-premise era diventata complessa da gestire.
L’adozione del cloud, associata al nuovo data center di Pisa quale asset centrale di stabilità, ha permesso di ottenere più potenza di calcolo, scalabilità e flessibilità: la scelta del CNR è stata Google.
La soluzione
Quella creata è un’architettura distribuita che conta 11.700 nodi di calcolo su Cpu, 82 TB di memoria RAM e 1.720 TB di storage. Attraverso servizi gestiti come Google Kubernetes Engine (per i container), Compute Engine (creazione ed esecuzione di macchine virtuali) e Vertex AI (piattaforma per l'AI generativa e agentica), D4Science gestisce oggi 238 “ambienti virtuali di ricerca” attivi, i Virtual Research Environment. Al loro interno sono fruibili strumenti di lavoro utili ai ricercatori come JupyterLab (per la condivisione di documenti), RStudio (ambiente di sviluppo integrato open-source) e applicazioni per l’analisi dei dati scientifici. Con Vertex AI, il servizio di piattaforma di Google Cloud per l’intelligenza artificiale, D4Science ha sviluppato interfacce conversazionali e strumenti di ricerca semantica che portano l'intelligenza artificiale anche i ricercatori privi di competenze avanzate in programmazione.
Mentre sul cloud vengono elaborati dataset pubblici o anonimizzati, l'architettura ibrida consente di mantenere i dati sensibili su sistemi locali cifrati, tutelando così la sovranità digitale della ricerca. Per chi accede a D4Science dall’Italia è possibile appoggiarsi alle regioni Google Cloud di Milano e Torino.
I risultati
In 15 mesi dalla fine del progetto, è stato possibile apprezzare una serie di risultati ottenuti. Gli ambienti virtuali, equipaggiati con strumenti software, favoriscono la collaborazione continua e interdisciplinare tra ricercatori di tutto il mondo, senza barriere tecnologiche né geografiche. L'integrazione di Vertex AI è stata determinante per democratizzare l'accesso agli strumenti di intelligenza artificiale avanzati.Grazie a Google Cloud, i tempi di addestramento dei modelli di AI si sono ridotti dell’80%, mentre le sessioni di lavoro mensili negli ambienti di ricerca virtuali sono raddoppiate (da 5.340 a 10.758, in media) e il numero di utenti registrati è salito del 15%.
Altri vantaggi riguardano la sicurezza e la governance dei dati. L’architettura ibrida ha anche permesso di differenziare la conservazione dei dati, posizionando sul cloud quelli pubblici o anonimizzati e su sistemi cifrati on-premise i dati sensibili. La disponibilità di regioni Google Cloud locali, inoltre, consente bassa latenza e la conformità a normative europee come il Gdpr.
“Il nostro obiettivo è democratizzare l’accesso all’intelligenza artificiale e alle tecnologie avanzate, promuovendole come un modello di ricerca basato sulla collaborazione e sulla riproducibilità e rendendole realmente alla portata della comunità scientifica”, spiega Pasquale Pagano, executive director di D4Science. “La possibilità di gestire in modo sicuro la residenza dei dati, integrarsi con i sistemi esistenti e operare in un contesto attento alla sostenibilità rendono Google Cloud un partner tecnologico strategico, anche a sostegno della nostra partecipazione a progetti e finanziamenti europei”.
“Il progetto realizzato con D4Science dimostra come l’intelligenza artificiale e le architetture cloud ibride possano accelerare in modo concreto la ricerca scientifica e rafforzare la collaborazione tra ricercatori a livello globale”, commenta Raffaele Gigantino, country manager Italy di Google Cloud. “Siamo orgogliosi di supportare D4Science nel suo percorso verso una ricerca più aperta, sostenibile e accessibile, in cui la tecnologia diventa un alleato concreto per l’innovazione scientifica”.