Nieuwe data- en rekeninfrastructuur moet de Einsteintelescoop helpen luisteren naar zwaartekrachtgolven
Bij het detecteren van zwaartekrachtgolven zal de Einsteintelescoop enorme hoeveelheden data genereren. Hoe kan je al die datastromen snel genoeg analyseren om zo de juiste onderzoeksbeslissingen te nemen? Dat is de centrale vraag binnen het nieuwe Interreg EMR-project ETCETERA. Een consortium van 14 Euregionale universiteiten en bedrijven dat onder leiding van Universiteit Hasselt nieuwe AI-modellen en krachtige rekeninfrastructuur zal bouwen om de Einsteintelescoop te helpen luisteren naar zwaartekrachtgolven.
ETCETERA
De Einsteintelescoop is een derde generatie observatorium voor zwaartekrachtgolven dat mogelijks gebouwd wordt in de Euregio Maas-Rijn, het grensgebied van België, Nederland en Duitsland. Met de telescoop willen onderzoekers zwaartekrachtgolven detecteren die in de ruimte ontstaan door het botsen van bijvoorbeeld zwarte gaten of supernova’s. Ten opzichte van bestaande zwaartekrachtobservatoria zal de Einsteintelescoop veel verder in het verleden kunnen ‘horen’, tot dicht bij de oerknal. Daarnaast verwacht men ook dat de Einsteintelescoop voor de eerste keer ‘vingerafdrukken’ van donkere materie zal kunnen detecteren.
“Dat detecteren klinkt misschien eenvoudig, maar er komt een gigantische hoeveelheid data bij kijken. En dat brengt veel uitdagingen met zich mee”, zegt prof. dr. Olivier Thas, coördinator van het ETCETERA-onderzoeksproject en onderzoeker aan het Data Science Institute van UHasselt.
Snelle beslissingen dankzij AI
Van de opslag en het versturen van al die data tot het analyseren ervan: allemaal aspecten die aan bod komen in dit project. En daarbij is snelheid belangrijk. Om bepaalde gebeurtenissen in het heelal nog beter te bestuderen, moeten namelijk conventionele telescopen naar de juiste richting in de ruimte georiënteerd worden. Na het opvangen van een signaal moet het heel snel duidelijk worden of het een interessant signaal is en uit welke richting het komt, om dan tijdig de conventionele telescopen te kunnen richten.
De Einsteintelescoop is daarbij ook zo sterk dat ze meer signalen zal oppikken dan er zorgvuldig geanalyseerd kunnen worden vanwege beperkte computerinfrastructuur. De beschikbare rekenkracht moet dus juist ingezet worden: welke signalen verdienen verdere analyse, en waar is er rekencapaciteit beschikbaar? Om die beslissingen snel te kunnen maken, zullen er AI-modellen ontwikkeld worden. En zal AI ook ingezet worden om de berekeningen met heel complexe natuurkundige modellen te versnellen.
Daarnaast is rekensnelheid ook cruciaal binnen de infrastructuur van de Einsteintelescoop zelf. Want minuscule trillingen van de aarde moeten snel gedetecteerd en onmiddellijk gecompenseerd kunnen worden om geen verstoring van de metingen te krijgen. Hiervoor worden binnen dit onderzoeksproject AI-algoritmen geprogrammeerd in chips en rechtstreeks geïmplementeerd in fysieke componenten van de telescoop (embedded intelligence).
Samenwerkingen met de industrie
Binnen ETCERTERA gaan 7 universiteiten nauw samenwerken met 7 bedrijven. “De uitdagingen die we met dit project willen aanpakken zijn uniek. Het hele testveld dat er gebouwd wordt rond computationele rekenkracht en AI-modellen maakt het voor technologiebedrijven enorm interessant om aan mee te werken. Samen met de industrie zullen we aan publieke en private organisaties inzichten geven in hoe dergelijke systemen ontwikkeld kunnen worden, en dat op een duurzame manier en in Europa”, zegt dr. Tina Smets, business developer aan UHasselt.
foto: prof. dr. Olivier Tas & dr. Tina Smets
Ook gedeputeerde voor Economie en voorzitter van POM Limburg Tom Vandeput ziet grote voordelen bij de opstart van dit project. “Met ETCETERA versterken we de positie van Limburg binnen Europa op het vlak van artificiële intelligentie en high-performance computing. De technologie die we hier ontwikkelen voor de Einsteintelescoop, is ook relevant voor andere sectoren, van energie tot ruimtevaart. Zo koppelen we fundamenteel onderzoek aan concrete toepassingen en bouwen we vanuit Limburg mee aan innovatie die ook economisch rendeert.”
Het ETCETERA-project start officieel op 1 januari 2027 en zal drie jaar lopen. “Met dit regionaal verankerde unieke consortium en de geplande innovatieve data- en rekeninfrastructuur versterken we het dossier van de Euregio Maas-Rijn en verhogen we de kans dat de Einsteintelescoop hierheen komt”, zeggen de onderzoekers. “We zien dit project dan ook als een eerste stap: we bouwen een testbed voor de dataverwerking van de Einsteintelescoop, waarop wij en andere onderzoeksgroepen nog vele jaren verder kunnen bouwen, de uitdagingen zijn in ieder geval groot genoeg”, besluit prof. dr. Tjonnie Li van het Leuven Gravity Institute van KU Leuven en partner binnen ETCETERA.
ETCETERA is een Interreg EMR-onderzoeksproject geleid door de Universiteit Hasselt, in samenwerking met partners KU Leuven, Université Catholique de Louvain, Universiteit Utrecht, Université de Liège, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Universiteit Maastricht, Spacebel S.A., Boosting Alpha B.V., B12 Consulting, Deltatec, Dataminded, dataMatters GmbH, Aprico Consultants (part of YUMA).
