Steeds meer data biedt nieuwe kansen voor onderzoek. DigiLab TK helpt wetenschappers om data uit verschillende organisaties veilig te delen en te combineren. Zo vinden ze sneller antwoorden op vragen over klimaat, mobiliteit en cultureel erfgoed.
Geen enkele onderzoeksinstelling heeft alle kennis of data in huis om de grote uitdagingen van deze tijd alleen op te lossen. Daarom brengt DigiLab TK onderzoekers dichter bij elkaar. ‘Juist door data, modellen en rekenkracht slimmer te combineren, kunnen onderzoekers sneller tot nieuwe inzichten komen’, zegt programmamanager Bas van Vossen van DigiLab TK. Het is een gezamenlijk initiatief van de vijf TO2-instituten en vijf rijkskennisinstellingen: KNMI, RIVM, Naturalis, de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed en het Nederlands Forensisch Instituut. Met een investering van 50 miljoen euro ontwikkelt het consortium de komende vijf jaar een digitale onderzoeksomgeving waarin samenwerking eenvoudiger en vanzelfsprekender wordt.
Afsprakenstelsel
Wie de naam DigiLab Toegepaste Kennis hoort, denkt misschien aan een nieuw onderzoekscentrum vol servers en datacenters. ‘DigiLab TK is geen gebouw’, legt Van Vossen uit. ‘Het is gedeelde digitale infrastructuur en rekenkracht met alle benodigde afspraken waarmee instellingen hun eigen data en infrastructuur behouden, maar deze meer op elkaar afstemmen en veilig digitaal met elkaar verbinden. Data wordt breed vindbaar en gecontroleerd beschikbaar gemaakt voor onderzoekers en hun geautomatiseerde processen en computeralgoritmen. Naast afspraken over infrastructuur horen daar ook afspraken bij over wat kan en mag, wie dat bepaalt en hoe.’ Alle deelnemers blijven zeggenschap houden over hun eigen gegevens. Juist dat is een belangrijk uitgangspunt. Onderzoekers hoeven straks niet langer allerlei datasets handmatig op te vragen of steeds opnieuw tijdrovende afspraken te maken over bestandsuitwisseling. De digitale infrastructuur moet ervoor zorgen dat data, modellen en rekenkracht beschikbaar komen waar ze nodig zijn, zonder dat organisaties de controle over hun informatie verliezen.
Broeikasgassen
Een goed voorbeeld is de monitoring van broeikasgassen boven Nederland. Hiervoor worden metingen uit de atmosfeer verzameld door het KNMI, RIVM, Wageningen Research, TNO, Deltares en Naturalis. Deze metingen worden gebruikt in hun modellen en analyses. Binnen het FTO Duurzaamheidproject werken deze organisaties al enkele jaren aan het upgraden van hun monitoringsfaciliteiten. Om tot landelijke monitoring te komen moeten de meetgegevens vanuit de verschillende instituten op een bruikbare manier met elkaar kunnen worden verbonden. DigiLab TK kan daarbij helpen door data, modellen en rekenkracht op een gestandaardiseerde en veilige manier beschikbaar te maken, terwijl organisaties de controle over hun eigen informatie houden. ‘Als we die gegevens kunnen combineren, krijgen we veel sneller inzicht in hoe broeikasgassen zich gedragen en welk effect maatregelen hebben op het klimaat.’ Hetzelfde geldt voor bijvoorbeeld biodiversiteit. Er worden enorme hoeveelheden gegevens verzameld over planten, dieren en ecosystemen. Door die informatie te koppelen aan gegevens over stikstof, waterkwaliteit of klimaat, ontstaat een vollediger beeld van de effecten. Volgens Van Vossen zit daar precies de kracht van DigiLab TK. Op alle terreinen komt snel meer data beschikbaar, onder meer via sensoren en geavanceerde meettechnieken, variërend van kwantum- en nanosensoren tot satellieten. AI en machine learning nemen een vlucht waardoor modellen diverser, geavanceerder en meer verweven worden. Reken- en analysemogelijkheden via rekenkracht bij de bron van grote hoeveelheden data worden steeds relevanter.
DigiLab TK is een antwoord op deze ontwikkelingen en biedt de mogelijkheid om effectief samen te werken met de data, algoritmen, modellen en rekenkracht. DigiLab TK vormt zo een essentiële schakel om innovatiekracht te verhogen en nog meer impact te maken.
Cultureel Erfgoed
Juist de samenwerking tussen uiteenlopende kennisinstellingen levert verrassende nieuwe mogelijkheden op. Neem de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed. Op het eerste gezicht lijkt die misschien weinig raakvlakken te hebben met organisaties die zich bezighouden met klimaat of water. Toch is die connectie er wel degelijk. Nederland telt duizenden monumenten die op houten funderingspalen staan. Veranderingen in de grondwaterstand kunnen grote gevolgen hebben voor de staat van deze gebouwen. Tegelijkertijd beschikt de Rijksdienst over omvangrijke digitale informatie over bodemlagen en monumenten. Door deze gegevens te combineren met modellen van Deltares of klimaatgegevens van het KNMI ontstaan nieuwe inzichten over historische relaties tussen de maatschappij en omgang met water- en klimaatverandering, en wat we daarvan kunnen leren voor de toekomst. ‘Dat zijn typisch de verbindingen die met DigiLab TK sneller te maken zijn.’
Slimmer rekenen
DigiLab TK draait niet alleen om data, maar ook om modellen. Bij complexe vraagstukken, bijvoorbeeld rond defensietoepassingen zoals het zo autonoom mogelijk kunnen opereren van drones vanaf bewegende schepen op zee, werken verschillende organisaties met modellen van Defensie en grote hoeveelheden rekenwerk. Nu worden bestanden soms nog letterlijk fysiek (Van Vossen: ‘met een USB-stick’) overgebracht omdat veiligheidsregels dat vereisen. In de toekomst moet het mogelijk worden om onderzoekers veilig binnen elkaars digitale omgeving te laten werken, zonder dat alle data hoeft te worden gekopieerd. ‘Je wilt eigenlijk niet meer met data gaan slepen’, zegt Van Vossen. ‘Veel slimmer is het om je model naar de data te brengen, daar de berekeningen uit te voeren en alleen de resultaten terug te sturen.’ Dat maakt samenwerking niet alleen veiliger, maar ook veel efficiënter. De opkomst van AI onderstreept het belang van DigiLab TK. Om slimme toepassingen te ontwikkelen, zijn grote hoeveelheden betrouwbare en goed toegankelijke data nodig. DigiLab TK zorgt ervoor dat onderzoekers informatie eenvoudiger kunnen vinden, combineren en gebruiken. ‘Als onderzoekers data eenvoudiger kunnen vinden en gebruiken, ontstaan er veel meer mogelijkheden om AI verantwoord in te zetten. Voor de instituten betekent DigiLab TK meer dan nieuwe technologie. Het vraagt ook om een cultuurverandering. Onderzoekers moeten data en modellen vaker beschikbaar stellen. Dit begint bij het besef op alle niveaus in de organisaties hoe ingrijpend de explosieve groei van data en rekenkracht de manier van onderzoek doen en impact maken verandert. Datamanagement moet de komende jaren bij alle directies en leidinggevenden topprioriteit krijgen om mee te kunnen en aan verwachtingen te blijven voldoen.’
Samen leren
DigiLab TK draait niet alleen om technologie, maar ook om mensen. De samenwerking brengt onderzoekers uit verschillende organisaties dichter bij elkaar. Ze wisselen kennis uit, leren van elkaars ervaringen en vinden elkaar sneller bij nieuwe vraagstukken. ‘We merken dat we allemaal tegen dezelfde vragen aanlopen. Door die samen op te lossen, kom je veel verder dan wanneer iedere organisatie het alleen doet.’ Tegelijkertijd is dit geen technische opgave alleen. Het vraagt ook om vertrouwen tussen organisaties en de bereidheid om data daadwerkelijk te delen, iets wat in de praktijk nog niet vanzelfsprekend is.
Eén druk op de knop
Waar staat DigiLab TK over vijf jaar? Van Vossen: ‘Het zou mooi zijn als onderzoekers per project niet eerst drie maanden bezig zijn om afspraken te maken over datatoegang, maar dat samenwerking binnen een paar dagen of liefst met een paar drukken op de knop geregeld kan zijn.’ Onderzoekers krijgen sneller overzicht over beschikbare data en de kwaliteit daarvan, hoe ze toegang kunnen krijgen, en welke afspraken daarbij gelden. Ze kunnen zich richten op waar het uiteindelijk om draait: sneller antwoorden vinden op complexe maatschappelijke vragen of innovatievraagstukken met de industrie. DigiLab TK wordt niet alleen ontwikkeld voor de betrokken kennisinstellingen, maar ook voor inzet met en door partners en klanten van hun toegepaste onderzoek. DigiLab TK kijkt daarbij ook over de landsgrenzen heen. Via SURF sluit het aan op de EOSC-node (European Open Science Cloud), een Europees netwerk voor het delen en gebruiken van onderzoeksdata. Daardoor kunnen onderzoekers op termijn gemakkelijker gebruikmaken van kennis en gegevens uit Nederland én andere Europese landen.
MARIN: simulaties en metingen slimmer combineren
‘Voor MARIN maakt DigiLab TK het mogelijk om eigen data, simulaties en modellen veilig te combineren met die van andere kennisorganisaties en klanten, met goede beveiliging en duidelijke afspraken over wie toegang krijgt tot welke gegevens. Zo kunnen bijvoorbeeld gegevens over schepen worden gekoppeld aan kennis over meteorologie, ecologie en ruimtelijke ordening. Dat helpt MARIN om de scheepvaart veiliger en duurzamer te maken. MARIN investeert vanuit DigiLab TK ook in nieuwe rekencapaciteit en werkt daarbij samen met WUR en NLR. Die samenwerking helpt om voldoende rekenkracht beschikbaar te houden voor onderzoek. Tegelijk brengt DigiLab TK onderzoekers van verschillende kennisinstituten dichter bij elkaar. Ze weten elkaar daardoor ook buiten digitale projecten steeds beter te vinden.’
Timo Verwoest, Manager Digital Services MARIN
NLR: veilig samenwerken met vertrouwelijke data
‘Met DigiLab TK kunnen we data, modellen en rekenkracht veilig delen, terwijl ieder instituut de regie houdt over zijn eigen gegevens. Nu zijn daarvoor vaak nog ad-hocoplossingen nodig. DigiLab TK zorgt voor een gezamenlijke infrastructuur en afspraken over bijvoorbeeld eigenaarschap en beveiliging. Voor NLR is vooral belangrijk dat we die infrastructuur op termijn ook kunnen gebruiken voor gerubriceerde of vertrouwelijke onderzoeksgegevens, bijvoorbeeld uit defensieonderzoek.’
Laurens van Rijn, Manager Supporting Services NLR
DigiLab TK