山东大学大力推进大型设备公共技术平台建设为学术科研提供强力支撑

2020-04-30 05:48栏目:仪器仪表
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[本站讯]今年初,山东大学新的高性能计算云平台完成升级并投入运行,至此,山东大学校本部首批规划新建的四个公共平台:结构成分与物性测量平台、先进材料测试与制造平台、医学基础研究平台、高性能计算云平台已全部启动使用,加上已有的显微表征平台,校本部已初步建成五个校级公共技术平台,为改善科研条件、提高大型仪器设备使用效率、推动学科交叉融合奠定了坚实的基础。

3月12日,中国人民大学大型科学仪器共享平台面向全校师生组织开展第2期高性能计算集群应用基础培训。来自经济学院、汉青经济与金融高级研究院、统计学院、统计与大数据研究院、国际关系学院、信息学院、数学科学研究院、理学院物理学系、理学院化学系、公共管理学院等院系共60余人参加培训。

在创建世界一流大学的建设中,大型设备公共技术平台既是一流学科建设的物质基础,也是学校培养创新型、复合型人才和开展高水平科研工作的关键条件。目前,很多高校在大型仪器设备使用过程中普遍存在重复建设、效益不高、资源浪费等现象。近年来,山东大学仪器设备总值和数量直线上升,但与建设世界一流大学的要求和学校科研发展及学者需求相比,仍然不平衡、不充分,突出表现为:校级平台建设前,校内单台千万以上的仪器设备为零,设备配置存在低水平重复购置、功能配置单一等问题,许多科研人员需耗费大量精力跨省市寻找高端仪器,并排队等候使用;仪器设备操作人员不能很好地适应技术快速发展的形势,使得仪器功能开发不足,最直观的表现就是高端仪器发挥不出其应有的效力;大型设备作为基础资源条件是吸引科研人才的重要因素,对青年教师尤为重要,大型仪器设备的缺失还间接影响人才队伍建设,等等。这些问题严重制约了学者科研工作的开展和高水平成果的产出,因此,加强顶层设计,突出“谋、建、用、管”相结合,大力提高大型仪器公共技术平台建设水平,既是打破壁垒、破解难题的必要举措,也是推动学校“双一流”建设、促进科研水平提高的题中应有之义。

大型科学仪器共享平台邀请有关专家以“高性能计算入门”为题,就校级高性能计算集群的资源环境、账号申请以及linux基本操作、作业提交、python、r软件使用、机器学习等内容进行详细介绍。培训结束后,师生表示希望多组织计算服务相关培训,并就校级高性能计算集群的使用操作以及在科研中如何更好运用高性能计算等问题进行探讨和交流。

2016年,山东大学世界一流大学建设专项资金单列公共支撑条件建设项目,在广泛深入调研的基础上,决定集中资源办大事,聚焦“学科高峰计划”,建立开放共享的“大型设备公共技术平台”,构建部分高端设备群,形成技术服务体系,支持重大项目研发,支撑一流学科发展。首批规划新建四个公共平台:结构成分与物性测量平台、先进材料测试与制造平台、医学基础研究平台、高性能计算云平台。两年来,学校连续投入2亿元人民币购置公共支撑新增设备,改善科研“硬”条件,重点支持学科急需、通用型、高端的大型和超大型仪器设备,形成高端设备、一流人才、一流成果互相促进、良性循环的局面。在规划设备增量时,学校面向学科问题,按技术方向构建设备群,充分发挥专家学者的智库作用,将拟购设备科学排序,每年对计划库进行更新和补充,从源头上避免低效购置。

中国人民大学校级高性能计算集群由理工学科建设处和大型科学仪器共享平台负责规划建设及管理运行。大型科学仪器共享平台以服务学校“双一流”建设为宗旨,通过软件升级、服务升级、系统培训等多方面措施,大幅度提升了高性能计算集群面向全校多学科的计算服务能力。目前,师生依托集群已开始产出高水平科研成果,集群已成为经济、统计、信息、大数据、生物信息学、化学、数学等学科科研的重要支撑。

左上、右上为结构成分与物性测量平台,左中、右中为先进材料测试与制造平台,左下、右下为医学基础研究平台

经过科学的谋划和有序的建设,5个大型仪器设备公共技术平台初具规模。结构成分与物性测量平台、先进材料测试与制造平台、医学基础研究平台定位于跨学院、跨学科、支持面广的公共大型、超大型设备装备中心,分别支撑化学与物质科学、材料与加工制造、临床医学与重大疾病三大学科群的发展。结构成分与物性测量平台在中心校区化学楼一二三层规划完善,已形成核磁、电镜、色谱/质谱、X射线、物性测量等设备群,面向单原子、单分子、单颗粒分析等前沿重大科学问题,发展物质基本结构与物性测试、分子自组装与相互作用、物质转化与物性测量原位分析技术。先进材料测试与制造平台位于千佛山校区新启用的创新大厦一二层,是学校加快建设和发展“新工科”以及服务“智造山东”战略的高端仪器装备基地,为新材料研发、智能制造等前沿研究提供从材料研究、表征、制备、测试、成形工艺、产品加工、成果孵化及成果转化等综合性技术服务。医学基础研究平台在趵突泉校区新护理楼地下一至二层规划建设,依托齐鲁高等研究院,整合趵突泉校区大型通用仪器设备,在增量上重点建设小动物影像、高端流式、电镜三个技术方向。

左上、右上为高性能计算云平台,左下、右下为显微表征平台

www.2015.com,高性能计算云平台和显微表征平台作为学校开放性公共基础设施,配备高端设备,实现学科或实验室分散购置无法达到的水平,促进学科交叉和协同创新,探索创新服务机制,统管共享,面向全校服务。高性能计算云平台位于软件园校区数媒楼二层,在原有基础上升级功能,利用新型容器技术,突破以往计算门槛高、资源同时使用时冲突等局限,利用新型虚拟化技术将资源分配为多个容器,用户在自己的计算机上直接选择已搭建好的系统环境甚至应用环境,提交作业获取结果即可。显微表征平台位于趵突泉校区六号楼一层,平台围绕光学显微技术,集成激光共聚焦、活细胞成像、显微切割等技术组成特色机组,由学校直接管理,面向全校和社会服务,服务对象涵盖医学、药学、生殖科学、生命科学、环境科学、晶体材料、化学等多个研究方向,现为全校195个课题组提供实验装备和技术解决方案,建成后已支持了近200篇SCI论文的实验数据。

公共技术平台的投入使用,为学者们提供了极大的便利,使他们能够从大量低效劳动中解脱出来,集中精力搞科研,同时也使得高水平研究成果的产生多了更多的可能性。化学院程世博教授在使用了高性能计算云平台后说:“以往,我们使用的自建小型配置计算周期很长,计算能力和存储能力都达不到,维修维护也占用了很大精力,使用高性能计算云平台后,科研效率大大提高。当高性能计算成为一种按需分配的易用资源后,用户将有更多时间投入于自己的专业研究上,一些未曾涉足计算科学的研究领域也会随着使用门槛的降低而激发出更多的创新应用。” 基础医学院青年教师苏擘是显微表征平台的忠实用户,他介绍道:“像我这样的青年教师是比较依赖公共平台的,起步阶段不用再发愁没有高端仪器使用,我们课题组在显微表征平台获取的实验结果每年都会支持3到4篇SCI论文发表,通过参加技术培训我们可以自主进行实验,晚上和周末也开放使用,平台有专职人员负责技术指导,使这些显微镜的价值真正发挥了出来。”

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设备网络化管理示意图

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