Supercómputo como Impulsor de Colaboraciones Academia-Industria 
Estado del proyecto al 31 de agosto de 2024 

Número de Convenio: IDEAGTO/CONV/077/2023 CIMAT.

Objetivo del Proyecto:

Fomentar el uso del Supercómputo para aplicaciones en la academia, la industria y el sector privado, especialmente en la región del Bajío. El proyecto busca generar capacidades de Supercómputo en la región para impulsar el desarrollo de proyectos enfocados en la resolución de problemas relevantes.

A continuación, se presenta un informe detallado de las actividades desarrolladas en función de los objetivos parciales del proyecto, así como los avances obtenidos a la fecha:

Acciones Realizadas:

1. DIFUNDIR EL USO DE SUPERCÓMPUTO PARA LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS COMPLEJOS.
2. CONFORMAR UN GRUPO DE USUARIOS CAPACITADOS PARA UTILIZAR SUPERCÓMPUTO EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y DESARROLLO DE SOLUCIONES AVANZADAS.
3. GENERACIÓN DE UN PLAN DE USO ESTRATÉGICO DEL SUPERCÓMPUTO.
4. TALLER DE SUPERCÓMPUTO.

1. DIFUNDIR EL USO DE SUPERCÓMPUTO PARA LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS COMPLEJOS.

   1.1. Organización y realización de webinars sobre el impacto del Supercómputo. Se llevaron a cabo cuatro actividades, las dos primeras actividades corresponden a dos webinars (ANEXO2). Ver 1.1.1 y 1.1.2. En donde se tuvo la participación de Industriales y académicos de la región.

   Así mismo se llevó a cabo un seminario presencial donde se presentaron la ideas y contenidos generales del Taller de Supercómputo, que se programó para febrero 2024. Ver 1.1.3. 

   Finalmente se llevó la actividad de programación de cursos. Ver 1.1.4.

   1.1.1. "Supercómputo: Optimización y Modelación" – 5 de diciembre de 2023.

1.1.2. "Supercómputo: ¿Qué es y qué impacto puede tener en tu empresa?" – 18 de diciembre de 2023.

1.1.3. Seminario presencial en instalaciones de IDEA-Gto – 13 de diciembre de 2023, 10:00 AM.

1.1.4. Programación de cursos de MPI y CUDA, en proceso de planificación.

1.2. Identificación de problemas complejos que puedan ser resueltos mediante Supercómputo, para incentivar el desarrollo de soluciones avanzadas.

Para incentivar el desarrollo de soluciones avanzadas mediante Supercómputo, es fundamental identificar problemas complejos que puedan beneficiarse significativamente del uso de estas capacidades computacionales. A continuación, se describen algunas ideas derivadas de reuniones internas con Investigadores CIMAT y otros Centros de Investigación de la región con un enfoque para la identificación de estos problemas y se detallan algunas áreas clave que se identificaron:

1. Análisis de Necesidades Regionales: Investigar y analizar las necesidades críticas de la región del Bajío, incluyendo la academia, la industria y el sector privado. Se contrató a un profesional para realizar un estudio de mercado en la región. Así mismo se determinó llevar a cabo la revisión de estudios sectoriales, encuestas a empresas y consultas con expertos locales para identificar problemas que actualmente no se pueden abordar eficazmente debido a limitaciones computacionales.

2. Evaluación de Capacidades y Limitaciones Actuales: Evaluar las capacidades computacionales actuales de las organizaciones en la región, en México y en el extranjero para determinar las limitaciones que impiden resolver problemas más complejos. Se propuso incluir la revisión de la infraestructura tecnológica, la experiencia del personal y los recursos disponibles.

3. Colaboración con la Academia, Centros de Investigación y la Industria: Establecer colaboraciones con universidades, centros de investigación y empresas para identificar problemas que requieren modelación, simulación, optimización o análisis de grandes volúmenes de datos. Se determinó la planeación de talleres y reuniones con estas entidades para discutir los desafíos actuales y explorar cómo el Supercómputo podría ofrecer soluciones.

4. Identificación de Problemas de Alto Impacto: Con los resultados obtenidos de los tres puntos anteriores, se podrán priorizar los problemas identificados en función de su impacto potencial en la economía, la sociedad y el medio ambiente. Se seleccionarán aquellos que puedan generar mayores beneficios al ser resueltos con tecnologías de Supercómputo, considerando factores como la eficiencia, la innovación y la competitividad.

A continuación, se describen algunos ejemplos de Problemas Complejos que Pueden Ser Resueltos Mediante Supercómputo:

1. Optimización de Procesos Industriales:

   • Sector Automotriz: Simulación y optimización de líneas de producción para reducir desperdicios y mejorar la eficiencia energética.

   • Manufactura Avanzada: Diseño y prueba virtual de prototipos mediante simulaciones que optimicen materiales y procesos de producción.

2. Modelado y Simulación Ambiental:

   • Cambio Climático: Simulación de modelos climáticos para predecir el impacto del cambio climático en la región y desarrollar estrategias de mitigación.

   • Gestión de Recursos Hídricos: Modelado de cuencas hidrológicas para la gestión sostenible del agua, incluyendo la predicción de sequías o inundaciones.

3. Big Data y Análisis de Datos Masivos:

   • Salud: Análisis de datos genómicos para la identificación de predisposiciones genéticas a enfermedades y personalización de tratamientos médicos.

   • Agricultura: Uso de datos satelitales y modelos predictivos para optimizar el uso de fertilizantes y pesticidas, y mejorar el rendimiento de los cultivos.

4. Inteligencia Artificial y Machine Learning:

   • Reconocimiento de Patrones: Desarrollo de algoritmos avanzados de machine learning para el reconocimiento de patrones en grandes conjuntos de datos, como en la detección temprana de fraudes financieros o problemas de seguridad cibernética.

   • Automatización: Optimización de sistemas de automatización industrial mediante aprendizaje reforzado para mejorar la toma de decisiones en tiempo real.

5. Diseño de Materiales Avanzados:

   • Nanotecnología: Simulación de interacciones a escala molecular para el desarrollo de nuevos materiales con propiedades específicas, como materiales más ligeros y resistentes para la industria aeroespacial.

   • Energías Renovables: Diseño y optimización de celdas solares de alta eficiencia y baterías de almacenamiento energético mediante simulaciones avanzadas.

6. Simulación de Redes y Sistemas Complejos:

   • Logística y Transporte: Simulación de redes de transporte para optimizar rutas y tiempos de entrega en cadenas de suministro complejas.

   • Telecomunicaciones: Optimización de redes de telecomunicaciones para mejorar la conectividad y la eficiencia en la transmisión de datos.

Incentivos para el Desarrollo de Soluciones Avanzadas:

• Acceso Prioritario a Recursos de Supercómputo: Ofrecer acceso prioritario a clústeres de Supercómputo para proyectos que aborden estos problemas complejos.

• Financiamiento y Apoyo Técnico: Proveer financiamiento y apoyo técnico para proyectos de investigación y desarrollo que utilicen Supercómputo, facilitando la colaboración entre academia e industria.

• Programas de Capacitación: Implementar programas de capacitación en Supercómputo y modelación avanzada para desarrollar las habilidades necesarias en la región.

• Red de Innovación: Crear una red de innovación y un ecosistema que conecte a investigadores, empresas y gobiernos para compartir conocimientos y recursos en la resolución de problemas complejos mediante Supercómputo.

1.3. Publicación y liberación de la convocatoria para el uso del clúster de Supercómputo. Se diseñó y elaboró una convocatoria cuyo objetivo fue reunir posibles usuarios de este tipo de infraestructura, que pudieran resolver una problemática real en su entorno. Ver ANEXIO 1.

2. CONFORMAR UN GRUPO DE USUARIOS CAPACITADOS PARA UTILIZAR SUPERCÓMPUTO EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS Y DESARROLLO DE SOLUCIONES AVANZADAS.

   Como resultado de la convocatoria se recibieron diversas propuestas que fueron evaluadas y asesoradas por personal altamente capacitado para determinar y delimitar los posibles alcances de los proyectos.

   2.1. Revisión y evaluación de solicitudes recibidas para participar en el taller de Supercómputo.

   2.2. Planificación general de actividades para el Taller de Supercómputo para cada uno de los participantes.

   2.3. Realización de sesiones informativas y charlas con los solicitantes para asegurar una participación eficiente en el taller.

Estado del Objetivo 2: Completado al 100%.

3. GENERACIÓN DE UN PLAN DE USO ESTRATÉGICO DEL SUPERCÓMPUTO.
   Acciones realizadas:

   3.1. Ejecución de cuatro talleres de capacitación dirigidos a nuevos usuarios del taller de Supercómputo.
   3.2. Realización de los talleres de capacitación en:

• Linux
• MPI
• CUDA
• Uso del Clúster de Supercómputo

A continuación, se en lista información acerca de los cursos de capacitación impartidos:

1. CURSO de Linux

2. CURSO MPI con C/C ++

3. Curso CUDA

4. Capacitación en el uso de recursos del clúster 

Como comprobante de estos cursos se presentan las constancias de los participantes en el ANEXO 3.
 

3. Elaboración de la documentación necesaria para garantizar la seguridad de las operaciones tanto para los usuarios como para el CIMAT, asegurando un uso seguro y eficiente del equipo de Supercómputo.

    

4 TALLER DE SUPERCOMPUTO.

Se está desarrollando un taller de Supercómputo para 15 participantes que están utilizando los recursos de Supercómputo de CIMAT en Puerto Interior y en Guanajuato. A continuación, se describen los nombres de los proyectos que se derivaron como resultado de las actividades desarrolladas para el Objetivo 2.