Como o ITA reduziu de 1 semana para 24 horas o processamento de dados da sua pesquisa científica

O ITA está entre as instituições mais respeitadas do mundo no ensino de engenharia, com alta relevância também na pesquisa científica internacional. Dentro do Programa de Pós-Graduação em Física (um dos cursos com maiores índices de produtividade científica da instituição), pesquisadores de astrofísica passaram a contar com uma infraestrutura de dados capaz de acompanhar o ritmo das descobertas que fazem. O resultado: processos que levavam dias hoje levam horas, e a ciência de ponta ganhou espaço para acontecer mais rápido.

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O Contexto

Um dos institutos de tecnologia mais respeitados do mundo, pesquisando os limites da matéria nuclear

O ITA (Instituto Tecnológico da Aeronáutica) é uma das instituições mais respeitadas no ensino de engenharia do mundo, com docentes atuando da pesquisa de base ao desenvolvimento de novas tecnologias. Dentro do Programa de Pós-Graduação em Física (PG-Fis), um dos cursos com maiores índices de produtividade científica internacional da instituição, a astrofísica vem trazendo informações cada vez mais precisas sobre o universo, impulsionada por detectores cada vez mais avançados.

Atualmente, os projetos em desenvolvimento fazem parte de duas teses de doutorado que investigam a microestrutura nuclear de estrelas nêutrons. Os pesquisadores analisam dados observacionais de detectores como o NICER (NASA) e o LIGO, buscando determinar os parâmetros de diferentes Equações de Estado para melhor descrever a matéria nuclear.

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Desafios e Objetivos

Liberar cientistas para fazer ciência, não infraestrutura

A parceria entre o ITA e a PowerOfData surgiu com um objetivo direto: trazer à instituição a tecnologia necessária para aumentar a precisão e diminuir o tempo de simulações computacionais, análises e processamento de grandes volumes de dados. Isso exigia um ambiente com requisitos específicos (infraestrutura computacional capaz de sustentar simulações massivas, escalabilidade economicamente viável através de alta automação, integração fácil entre ferramentas open-source e capacidade de testar diferentes técnicas de modelagem em benchmark contra o estado da arte mundial).

O objetivo central do projeto era implementar uma plataforma de Big Data e Analytics à altura do mais elevado grau de inovação científica do país, liberando os cientistas para usarem sua inteligência sem as dificuldades de infraestrutura, tecnologia e processos que consomem até 80% do esforço de engenheiros e cientistas de dados no mundo todo.

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A Solução

Um ambiente dedicado, do processamento à comparação com o estado da arte

A PowerOfData disponibilizou a PoD Platform, criando um ambiente dedicado ao ITA, facilmente escalonável e capaz de acelerar o treinamento de milhares de modelos até encontrar o mais adequado para cada caso.

O PoD Playground, ambiente de programação full-code e low-code, deu aos pesquisadores liberdade de modelagem e alta capacidade de processamento, acelerando uma pesquisa que normalmente demandaria supercomputadores, com aumento de precisão e drástica redução de tempo e esforço. O benchmarking percebido pelo ITA foi uma redução de 48h para 20 minutos por atividade.

O PoD AutoML passou a permitir a comparação dos algoritmos e inovações do ITA com o estado da arte em Machine Learning, e o PoD Data Management trouxe funcionalidades tradicionais de corporações privadas para a disponibilidade e fácil interpretação dos resultados, inclusive para outras instituições de pesquisa.

"A tecnologia PowerOfData, aplicada na minha área de atuação no ITA, astrofísica, aumentou a precisão dos nossos resultados científicos, com drástica redução do tempo de processamento, viabilizando resultados nunca antes alcançados." — Prof. Dr. César Lenzi | Coordenador da Pós-Graduação do Instituto de Física do ITA

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Transformação e Resultados

Resultados acadêmicos inéditos, com muito mais foco no avanço tecnológico

Com o suporte da PoD Platform, a equipe de pesquisa passou a ter acesso a resultados mais precisos, com menos tempo de processamento e mais foco no avanço tecnológico em si. A instituição diminuiu drasticamente o tempo de processamento de dados e treinamento de modelos, permitindo que os pesquisadores dedicassem seus esforços ao que importa: a ciência. O aumento de capacidade computacional elevou a precisão dos resultados, garantindo escalabilidade, segurança e economia junto com resultados mais confiáveis.

A parceria já foi citada em artigos internacionais, e em breve serão publicadas duas teses de doutorado que utilizaram a PoD Platform em sua pesquisa, somadas a um projeto de mestrado também em andamento.

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Diferenciação Competitiva

De duas teses sobre estrelas nêutrons a citações em artigos internacionais

O que começou como suporte à análise de dados observacionais de detectores como NICER e LIGO já ultrapassou os limites do laboratório: a parceria entre PowerOfData e ITA hoje está registrada em artigos científicos internacionais, com novas teses de doutorado a caminho. Para uma instituição cuja produtividade científica é medida em escala internacional, esse é o tipo de resultado que se sustenta pela qualidade da ciência gerada, não pela promessa de tecnologia.

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