Хайдельбергский институт теоретических исследований

Хайдельбергский институт теоретических исследований (HITS)
Оригинальное название	нем. Heidelberger Institut für Theoretische Studien
Международное название	англ. Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Основан	2010
Расположение	Хайдельберг,  Германия
Юридический адрес	D-69118 Schloss-Wolfsbrunnenweg 35, Heidelberg, Germany
Сайт	h-its.org

Хайдельбергский институт теоретических исследований (нем. Heidelberger Institut für Theoretische Studien, HITS) — частный некоммерческий исследовательский институт, расположенный в Хайдельберге, Германия. Был основан в 2010 году соучредителем компании SAP Клаусом Чира  (нем.) (рус. через его фонд «Klaus Tschira Stiftung»  (нем.) (рус..

HITS проводит фундаментальные исследования, включающие структурирование, обработку и анализ больших объемов данных в естественных науках, математике и информатике. Темы исследований варьируются от молекулярной биологии до астрофизики. Акционерами института являются «HITS-Stiftung», Гейдельбергский университет и Технологический институт Карлсруэ. HITS сотрудничает с университетами и исследовательскими организациями, а также с промышленными компаниями. Основными источниками внешнего финансирования являются Федеральное министерство образования и науки, Немецкое научно-исследовательское общество и Европейский союз.

Исследовательские группы

На данный момент, HITS включает в себя следующие исследовательские группы:^[1]

• Астроинформатика (англ. Astroinformatics, AIN).^[2] Группа "Астроинформатика" разрабатывает новые подходы к анализу и обработке растущего объема данных в астрономии. Подходы этой группы основаны на машинном/статистическом обучении и помогают исследователям в проведении необходимого анализа.
• Компьютерная Химия Углерода (англ. Computational Carbon Chemistry, CCC).^[3] Группа "Компьютерная химия углерода" использует современную вычислительную химию для исследования и использования органических материалов, уделяя особое внимание материалам на основе графена из-за их многочисленных преимуществ по сравнению с обычными неорганическими аналогами. Группа разрабатывает компьютерные инструменты и концепции для проектирования и проверки новых материалов и устройств на основе графена с целевым применением в безметалловом катализе и молекулярной электронике.
• Компьютерная Молекулярная Эволюция (англ. Computational Molecular Evolution, CME).^[4] Группа "Компьютерная Молекулярная Эволюция" разрабатывает методы, новое программное обеспечение и новые компьютерные архитектуры для вычисления филогений (эволюционных деревьев). Кроме того, она предоставляет экспертные консультации в области параллельных вычислений и компьютерной архитектуры другим исследовательским группам. Группа также обслуживает и управляет кластером научных вычислений и ИТ-инфраструктурой в HITS.
• Компьютерная Статистика (англ. Computational Statistics, CST).^[5] Группа "Компьютерная Статистика" работает над математическими основами и статистической методологией прогнозирования. Целью группы является разработка методов вероятностного прогнозирования для генерации прогностических распределений вероятностей будущих событий и количеств. Например, вероятностные прогнозы используются в предсказании погоды и экономике. Второе направление исследований группы сосредоточено на пространственной статистике, которая связана с анализом и интерпретацией пространственно распределенных данных.
• Анализ Данных и Количественная Оценка Неопределенности (англ. Data Mining and Uncertainty Quantification, DMQ).^[6] Группа "Анализ Данных и Количественная Оценка Неопределенности" использует самые современные технологии в области высокопроизводительных вычислений и количественной оценки неопределенностей в больших наборах данных для получения надежной информации в области интеллектуального анализа данных.
• Группы и Геометрия (англ. Groups and Geometry, GRG).^[7] Группа «Группы и Геометрия» исследует различные математические проблемы в области геометрии и топологии, которые включают взаимодействие между такими геометрическими пространствами, как римановы многообразия или метрические пространства, и группами, возникающими, например, при действии на них операций симметрии.
• Машинное Обучение и Искусственный Интеллект (англ. Machine Learning and Artificial Intelligence, MLI).^[8] Группа "Машинное Обучение и Искусственный Интеллект" работает над новыми алгоритмами и моделями обучения с эффективным использованием данных, геометрического глубокого обучения и интерпретируемости.
• Молекулярная Биомеханика (англ. Molecular Biomechanics, MBM).^[9] Группа "Молекулярная Биомеханика" разрабатывает методы моделирования и модели механики сплошных сред для идентификации структурных элементов, принимающих внешнюю нагрузку, в сложных биологических материалах и для их модификации в направлении желаемых свойств. Общая цель работы группы состоит в том, чтобы исследовать, как белки реагируют на механические воздействия.
• Молекулярное и Клеточное Моделирование (англ. Molecular and Cellular Modeling, MCM).^[10] Группа "Молекулярное и Клеточное Моделирование" фиксирует и моделирует поведение молекул с помощью компьютерных методов и программ. Кроме того, группа разрабатывают интерактивные веб-инструменты визуализации и приложения для сложных молекулярных симуляций.
• Обработка Естественного Языка (англ. Natural Language Processing, NLP).^[11] Группа "Обработка Естественного Языка " занимается семантикой и прагматикой дискурса. Группа разрабатывает программное обеспечение, облегчающее мультимодальный диалог между пользователями и машинами. Цель состоит в том, чтобы использовать компьютер для понимания и создания языка и текстов, а также сделать использование компьютеров более естественным в долгосрочной перспективе.
• Физика Звездных Объектов (англ. Physics of Stellar Objects, PSO).^[12] Группа "Физика Звездных Объектов" занимается исследованиями звезд и звездных взрывов. Одной из основных целей группы является моделирование термоядерных взрывов белых карликов, которые приводят к возникновению сверхновых звезд типа Ia.
• Научные Базы Данных и Визуализация (англ. Scientific Databases and Visualization, SDBV).^[13] Группа "Научные Базы Данных и Визуализация" занимается научными базами данных и визуализацией научных данных. Цель состоит в том, чтобы объединить знания, разбросанные по всему миру, и сделать их легко доступными для ученых.
• Теория Звездной Эволюции (англ. Stellar Evolution Theory, SET).^[14] Группа "Теория Звездной Эволюции" исследует бурную и взрывоопасную жизнь массивных звезд. Работа группы сосредоточена на массивных двойных звездах и сложном процессе слияния. Слияния создают сильные магнитные поля, и продукты слияния в процессе взрывов на последних стадиях сверхновых звезд могут формировать сильно намагниченные нейтронные звезды — эти магнитные нейтронные звезды, известные как магнетары, являются сильнейшими магнитами во Вселенной.
• Теория и Наблюдения Звезд (англ. Theory and Observations of Stars, TOS).^[15] Группа "Теория и Наблюдения Звезд" исследует физические процессы, происходящие в звездах, и то, как они меняются в зависимости от звездной эволюции. В частности, группа исследует маломассивные звезды главной последовательности, субгиганты и красные гиганты с помощью метода астеросейсмологии.

Другие исследовательские группы, основанные в HITS и в дальнейшем перешедшие в другие научные организации:

• Вычислительная Биология (англ. Computational Biology, CBI).^[16] Исследовательская группа "Вычислительная Биология" начала работу в HITS в 2013 году под руководством Зигфрида Шлойсснига. Группа исследовала геном саламандр и плоских червей. После почти пяти лет интенсивных исследований Шлойсснигу и его команде вместе с коллегами из Дрездена и Вены удалось расшифровать геном мексиканской саламандры аксолотля и плоского червя Schmidtea mediterranea. Оба животных являются важными организмами в исследованиях регенерации. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature. С начала 2018 года Зигфрид Шлойссниг продолжает свои исследования в Институте молекулярной патологии в Вене (Австрия).
• Высокоэнергетическая Астрофизика и Космология (англ. High-Energy Astrophysics and Cosmology, HAC).^[17] Исследовательская группа "Высокоэнергетическая Астрофизика и Космология" была основана в HITS в 2016 году. Лидер группы Кристоф Пфроммер работал в HITS с 2010 года, получил там хабилитацию и консолидационный грант от Европейского Исследовательского Совета, благодаря которому он создал собственную младшую исследовательскую группу в HITS. С 1 апреля 2017 года Пфроммер возглавляет исследовательскую группу «Космология и Крупномасштабная Структура» в Потсдамском астрофизическом институте и является профессором астрофизики в Потсдамском университете. Его группа оставалась в HITS до лета 2017 года, а затем также переехала в Потсдам.
• Теоретическая Астрофизика (англ. Theoretical Astrophysics, TAP).^[18] Группа "Теоретическая Астрофизика" была основана в HITS в марте 2013 года Фолькером Спрингелем. Спрингель спроектировал и реализовал крупнейшие и наиболее полные компьютерные симуляции Вселенной на сегодняшний день: симуляцию тысячелетия 2005, симуляцию «Illustris» 2014 и симуляцию «Illustris TNG» 2018. Он руководил группой «Теоретическая Астрофизика» в HITS с марта 2010 года, одновременно работая профессором теоретической астрофизики в Гейдельбергском университете. В HITS, среди прочего, Спрингель усовершенствовал разработанный им код «Arepo», что позволило моделировать различные формы и размеры галактик с помощью суперкомпьютеров. На сегодняшний день код использовался или цитировался более чем в 750 публикациях. Спрингель получил стартовый грант Европейского Исследовательского Совета в 2012 году и является «высоко цитируемым исследователем» с 2014 года. Он стал членом Национальной академии наук  Леопольдина в 2017 году. 1 августа 2018 года Спрингель вступил в свою новую должность директора Института астрофизики Общества Макса Планка в Гархинге.

Примечания

Ссылки

• Официальный сайт института
• Фонд «Klaus Tschira Stiftung»  (нем.)
• HITS на YouTube

Эта страница в последний раз была отредактирована 23 декабря 2023 в 07:55.