2007年4月24日,在美国弗吉尼亚州阿灵顿召开的Inernet2春季会员大会上,Inernet2宣布了2007年IDEA奖的获得者。该奖的设立是为了表彰创造并运用了促进研究、教育和学习发生巨大变革的先进网络技术的发明者。
与网格技术相关的项目——Globus MEDICUS和Ultralight获得该奖。Globus MEDICUS项目之所以获奖,是因为它为高频宽带医疗资源和图像的安全交流搭建了技术平台,从而推动医疗服务进步。而Ultralight的获奖,是因为它为世界各地致力于宇宙起源研究的物理学家和科学家的协同工作打下基础,并提供服务。
在教育和科研领域里涌现了许多令人瞩目的成就,Inernet2的IDEA奖使人们有机会认识到在该领域中脱颖而出、并改变人们工作和学习方式的成员。Inernet2应用技术战略委员会的主席David Lassner说:“科研人员应用技术创造出几年前还不可想象的新机会,这个奖的设立让我们认识了这些杰出人物。”
Globus MEDICUS
Globus MEDICUS项目是由南加州大学的凯克医学院和维特比工程学院信息科学研究所合作创立的。其目的是促进重要的超宽带医疗信息和图像畅通无阻的交流,从而给全球的医疗服务带来革命性的变化。利用开放网格服务结构(Open Grid Service Architecture)数据和计算网格,这个项目将致力于把在Inernet2的高频宽带网络上大规模的3D/4D医疗图像合并起来,并且利用Shibboleth身份管理技术严格保证病人资料的隐私不受侵犯。这个项目的成果被用于目前医疗和医学研究机构中的 DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine,医学数字图像和信息)标准草案的无缝网格整合接入。
最近,像Inernet2这样的先进网络技术的发展演变,已为医学方面的数据共享和交流带来了可能,它使医生、研究人员和医疗专业人士可以跨领域跨地区进行联网操作。与此同时,医疗图像规模逐年显著扩大,例如:四维动态成像和数量日益增多的探测器阵列造成了数据大泛滥。在这种情况下,DICOM的成像设备已不再适应网络遍布及数据大型化的新环境了。
利用网格技术Globus MEDICUS项目的研发人员为最富挑战的网络合作环境提供了一个可靠的业界标准,从而填补了一项技术空白:
(1)机构层的安全(数据,身份验证,授权);
(2)利用高频宽带网络进行的快速可靠的数据传输;
(3)大型数据的管理。
Globus MEDICUS项目最初是为美国儿童癌症研究小组和儿童神经母细胞瘤基金中心联合临床试验,通过Internet2 连接到南加州大学的Image Data中心,进而将四十个在美国和加拿大的国际医疗中心联合起来,该项目由美国国立卫生研究院资助。这个项目的直接影响是这些中心能够利用公共网络(Inernet和 Inernet2)畅通无阻地下载图像资料而不中断工作流程。 事实上,参与的医生在从本地和外部先进的的网络上得到数据和图像时,并没有意识到网格流的存在。本质上来讲,Globus MEDICUS项目已创造了一种透明的公共网络的整合接入。
从中长期来看,Globus MEDICUS 项目将为各层次的医疗服务机构,例如大医院、社区医疗服务中心、私人诊所等,提供畅通安全地共享图像和处理后续资源的机会。人口的流动性越来越强,医疗服务也是这样。研发人员预见到许多可以让Globus MEDICUS 发挥作用的案例。比如,一家小型社区医疗服务中心可以利用先进网络的网格技术,与在大学和研究机构的专家共享图像资料,向专家做远程咨询,同时进行远程放射治疗。一个为几家医院服务的放射线诊疗专家可以在单个地点操作,却和所有的同事通过网络保持沟通。Globus MEDICUS 的网格技术为医疗服务机构带来了前所未有地利用高频宽带技术的机会。
“今天我们已经习惯于从互联网上得到信息,但对医疗信息来说,情况还不是这样的。我们相信在网络上以安全的方式提供医疗信息是很重要的,这有助于向人们提供更好、更准确、价格更低的医疗服务”,南加州大学功能成像和生物信息学系的董事Skphan Erberrch说,“我们相信Globus MEDICUS项目向实现这一目标迈开了第一步,我们的系统让医生和病人利用高速互联网轻松而安全地共享资源。虽然还有许多工作有待去做,但我们对其现已显示出的好处感到非常欣慰。”
UltraLight
UltraLight 项目是由美国国家科学基金资助成立的。其目的是发展新一代网络感知网格,网络在其中被当作托管的实时资源,同时被用来做计算和存储之用。通过使用其在美国、欧洲、亚洲和拉丁美洲等四大洲的测试床,研发顶级的协议栈,优化终端系统配置,提供数据的实时传输和网络监控服务。UltraLight对欧洲粒子物理研究中心(CERN) 的大型强子对撞机(LHC)在高能和短距离方面最前沿的下一轮物理发现起到促进作用,同时也为天体物理学、生物学、气象学,以及核聚变能源等数据密集领域的研究项目起到推动作用。
LHC两个最大的物理合作项目——CMS 和ATLAS,各有来自170多个大学和实验室的超过2000个的物理学家和工程师参与。为了充分开发科学发现的潜力,许多实验产生的拍字节(Petabytes,2的50次方个字节)数据将会用包含超过100个“Tier1”和“Tier2”的计算设备的全球网络和几百个分布于世界各地的单个物理研究小组所使用的计算机集群来处理、分配和分析。科学发现的关键是在分析阶段,单个或一小群物理学家为了能够在已知的粒子相互作用的庞大背景中找出极其稀有的新物理现象,会多次重复使用这些信号,有时根据要求来提取和传输太字节(Terabytes,2的40次方个字节)数据。在最初几年里,LHC运行的数据会达到十几个拍字节,在未来的十年中会上升到艾字节(Exabyte,2的60次方个字节)。
通过与Internet2、Esnet、USLHCNet、National LambdaRail、UltraScience Net、GEANT2、RNP (巴西)、Gloriad及其它许多国家或州的服务于教育科研网的合作,Ultralight将会使全世界的物理学家能够成功地处理、共享和分析分布在全球的拍字节数据。
这对于世界上最大的粒子物理实验项目CMS和ATLAS的成功是个关键。这两个项目的目标是寻找构成宇宙质量的希格(Higgs)子,寻找诸如与额外空间维度有关的重力产生的新奇现象,以及通过使重离子以前所未有的能量相互撞击来探索新的物质形态。
UltraLight的服务和在数据的高速传输、端到端的网络监控、动态配置、控制和管理方面的应用被认为将对许多科学领域带来巨大的好处。长期来讲,这将对世界上主要的网络运行和使用模式产生深刻的影响,从而对教育和科研也产生深刻的影响。
加州理工的物理学教授、美国CMS 国际合作组的主席和UltraLight项目的负责人Harvey Newman说:“发展和应用下一代的网络感知将是LHC 作出科学发现的关键,太字节规模的数据在网格之间迅速传输的能力,以及通过协同调度网络、计算和存储来监控和优化网格运行的能力,将会大大提高全世界物理学家实现新的物理发现的速度。UltraLight 使用先进的网络协议和新一代的电路导向网络服务来支持最大的数据流,使用像加州理工的快速数据传输那样的技术,正在使这一服务成为可能。世界范围的科研人员有效使用长距离网络能力的大大提高,将会迅速惠及许多数据密集型学科的发展。 从更长远的角度来讲,这将对研究和教育产生许多正面影响。”
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