A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig) divulgou o resultado final das propostas aprovadas para contratação no âmbito da Chamada 02/2022 – Programa de Apoio a Instalações Multiusuários existentes nas Instituições Científicas, Tecnológicas e de Inovação no estado de Minas Gerais. Ao todo, três unidades da Universidade Federal de Juiz de Fora foram contempladas: o Laboratório do Instituto de Ciências da Vida do campus de Governador Valadares, e os laboratórios do campus sede de Modelagem Computacional e o de Restauração Florestal, Segurança Hídrica e Sustentabilidade Climática na Mata Atlântica Mineira. Juntos, o incremento será da ordem de mais de 2 milhões e 800 mil reais. 

Vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PGMC), o Laboratório Integrado de Modelagem Computacional (Limc) receberá o aporte de 790 mil reais. O Limc oferece serviços de computação de alto desempenho, demandados principalmente por pesquisadores da modelagem computacional, área que utiliza modelos matemáticos e/ou computacionais para representar fenômenos complexos de diferentes áreas das ciências (em especial da Biologia, Física e Química) e Engenharias, conforme explica o professor do Departamento de Ciência da Computação, Marcelo Lobosco. 

“Os modelos são codificados com a ajuda de linguagens de programação e executados em computadores. Os resultados dessas execuções permitem aos pesquisadores não só compreenderem melhor as dinâmicas dos fenômenos complexos, como também possibilita preverem a evolução destes ao longo do tempo ou mesmo otimizar algo ligado ao fenômeno. A modelagem – e simulação – é hoje tão importante que muitos consideram que forma o tripé que sustenta a ciência, junto com teoria e a experimentação”, explicita. 

Como exemplos de uso do cluster empregando a modelagem estão a otimização topológica de estruturas, a simulação de dinâmica molecular, o projeto otimizado de hélices de turbinas, a modelagem do funcionamento eletro-mecânico do coração, a simulação da formação de edemas devido a doenças virais, ou a previsão de consumo energético em casas inteligentes. 

Recursos para manutenção

De acordo com o pesquisador, parte dos valores deste edital será destinada para substituição de equipamentos que atualmente impedem o uso do cluster (no-breaks). “Outra parte será utilizada para a aquisição de um novo nó de computação, já que mesmo voltando a funcionar, o cluster apresentará algumas limitações de uso, devido aos nós computacionais que temos hoje serem muito antigos.” 

Em levantamento feito pelo grupo, entre abril de 2018 e janeiro de 2021, mais de 315 mil tarefas computacionais foram executadas pelo equipamento, ou seja, mais de 13 tarefas foram executadas por hora neste período. “Esperamos que esses números possam aumentar com a volta do funcionamento do equipamento e a sua expansão”, vislumbra.

Para Lobosco, este recurso ainda é um paliativo até que se consiga apoio para a substituição de todos os equipamentos antigos. “De qualquer modo, esperamos que a aquisição de um nó adicional de processamento, com suporte a softwares atuais, permita o melhor atendimento aos nossos usuários”, informa. As GPUs atuais são de primeira geração, não sendo suportadas por novas versões de alguns softwares, como o compilador CUDA e a plataforma TensorFlow. 

“Essa limitação impede que o nosso sistema multiusuário possa incrementar a oferta de serviços para atender a demanda daqueles interessados em acelerar a execução de suas aplicações utilizando bibliotecas mais recentes, ou ainda atender interessados em utilizar ferramentas modernas para aprendizado profundo, que requerem o uso de GPUs de última geração. O fato de termos equipamentos e softwares antigos já foi, inclusive, objeto de crítica por parte de um revisor de um artigo que apresentou resultados obtidos com o equipamento. A aquisição de novos nós abre, portanto, a possibilidade de expandir a oferta dos serviços já oferecidos pelo Limc.”

O principal equipamento de nosso laboratório é um cluster de computadores adquirido em 2009, composto por um total de 54 nós. Destes, um nó é denominado front-end, disponibilizando, dentre outras funções, espaço de armazenamento. Os demais 53 nós são responsáveis pelo processamento das aplicações dos usuários. Somando os recursos disponíveis em todos os nós que realizam processamento, o cluster possui 880 processadores e 44 GPUs. 

Os equipamentos foram adquiridos através de três projetos institucionais submetidos ao edital da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), nos anos de 2007, 2008 e 2012. “O cluster é um equipamento multiusuário que vem atendendo, nos últimos 13 anos, não apenas aos alunos de graduação, pós-graduação e pesquisadores da UFJF, como também a universidades e institutos de ensino e pesquisa da região, como UFSJ, Ufop, UFV, IF Sudeste, Cefet-MG Leopoldina. Atualmente o equipamento está parado, devido à falta de recursos para manutenção”, ressalta.

Parcerias e internacionalização

Atendendo pesquisadores de diversos departamentos, unidades e instituições científicas da região, o Limc tem atualmente mais de 100 usuários ativos cadastrados. Os pesquisadores que utilizam ou utilizaram o equipamento em suas pesquisas possuem parcerias internacionais, com diferentes países e universidades, tais como: Mälardalen University (Suécia); Medical University of Graz (Áustria); Physikalisch-Technische Bundesanstalt Institute Berlin (Alemanha); Politecnico di Milano (Itália); University of Calgary (Canadá); Pontificia Universidad Católica de Chile (Chile); Rochester Institute of Technology e University of California, Berkeley (Estados Unidos); University of Oxford (Reino Unido), Cergy-Pontoise University e Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (França); University of South Australia (Austrália).

Pesquisa está alinhada aos ODS da ONU

A Coordenação de Divulgação Científica da Diretoria de Imagem Institucional, em parceria com a Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa (Propp), está promovendo uma estratégia de fortalecimento das ações de pesquisa da Universidade, mostrando que estão alinhadas aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Organização das Nações Unidas (ONU). Os ODS são um apelo global à ação para acabar com a pobreza, proteger o meio ambiente e o clima e garantir que as pessoas, em todos os lugares, possam desfrutar de paz e de prosperidade. 

O Laboratório de Modelagem Computacional (Limc) está alinhado, sobretudo, com o ODS 9 (Indústria, inovação e infra-estrutura), mas tem parcerias com pesquisas que se alinham a diversos outros objetivos. Confira a lista completa no site da ONU.

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