ESFRI发布2021版科研基础设施路线图
2021年12月,欧洲科研基础设施战略论坛(ESFRI)发布《科研基础设施战略报告》[1],即2021版ESFRI路线图(以下简称“2021版路线图”)。报告从数据、计算与数字化科研基础设施、能源、环境、健康与食品、物理科学与工程、社会与文化创新这6个新确定的科学领域,介绍了22个处于准备阶段的ESFRI项目设施和41个已经实施或达到高级实施阶段的ESFRI地标设施。其中,有11个项目设施新写入路线图,还有4个地标设施由前两版路线图中的项目设施升级而来。此外,报告还概述了欧洲科研基础设施的发展愿景,分析和总结了这些设施与科学需求的差距、面临的挑战,以及未来需求等。
一、2021版路线图的变化
ESFRI科研基础设施是一系列具有独特性质的设施、资源或服务,用于开展或支持顶级科研活动。它们包括:主要科学设备或成套仪器;馆藏、档案和科学数据等知识资源;数据、计算系统和通信网络等信息化基础设施;以及其他实现卓越的科研与创新的必要工具。
ESFRI项目设施是指处于筹备阶段的科研基础设施,根据其科学案例和成熟度而被选中,预期10年内进入运行期。将项目设施列入路线图是为了强调其对欧洲研究区(ERA)的战略重要性,并推动它们及时投入运行。
ESFRI地标设施是指已投入运行的科研基础设施。它们已达到高级实施阶段,并且是代表ERA竞争力的主要元素。它们可能已开始为用户提供科学服务,也可能已处于建设高级阶段并确定了运行开始日期。
1、2010年和2016年写入路线图的设施评估结果
(1)2010年写入路线图的6个项目。系统生物学欧洲设施(ISBE)和欧洲风能科研基础设施(WindScanner)退出了ESFRI路线图;多功能混合高技术应用研究反应堆(MYRRHA)项目继续保留在项目设施中;生态系统分析和实验设施(AnaEE)、欧洲太阳能科研基础设施(EU-SOLARIS)、微生物资源科研基础设施(MIRRI)等3个项目,与2016年写入路线图的气溶胶、云、痕量气体科研基础设施(ACTRIS),因足够成熟被指定为2021版路线图的地标设施。
(2)2016年写入路线图的6个项目。除了ACTRIS外,其他5个项目,即河海系统国际先进研究中心(DANUBIUS-RI)、多尺度植物表型组学和模拟欧洲设施(EMPHASIS)、欧洲遗产科学科研基础设施(E-RIHS)、欧洲太阳望远镜(EST)和KM3中微子望远镜2.0(KM3NeT 2.0)继续保留在项目设施中。
2、2021年新提案设施评估结果
根据ESFRI的提案规则,各成员国、相关国和欧洲政府间研究组织论坛(EIROforum)成员均可提交提案。各方提交的18个提案中,有11个新项目被列入2021版路线图。
(1)欧洲脑研究基础设施(EBRAINS)。可提供最全面的大脑数据集,以及一系列工具,可用于分享、分析、储存数据和开展虚拟实验。它的另一特点是能为脑研究提供高性能计算机,并通过菲尼克斯(Fenix)网络和欧洲高级计算合作伙伴计划(PRACE)网络,使数据与计算密集型研究得以顺利开展。
(2)用于计算/通信实验研究的大型科研基础设施(SLICES)。作为开展大规模科学和技术实验的可信平台,有可能促进颠覆性创新,为欧洲研究能力带来独特且深远的影响。
(3)欧洲社会挖掘和大数据分析综合基础设施(SoBigData++)。将数据驱动与模型驱动相结合,研究复杂社会现象的各个侧面,以此满足日益增长的跨学科研究与创新需求;还将回应日益重要的道德伦理问题,强调数据科学家是值得信赖的大数据和分析技术的使用者,他们应承担起责任。
(4)海上可再生能源研究基础设施(MARINERG-i)。促进国内外合作,创造对海洋可再生能源工业的可持续发展必不可少的重要知识、技术和资源集合。此设施能提供最高质量的监测设施,并设有统一研究议程,专注于创新的、可投资的海洋可再生能源技术发展。
(5)欧洲环境暴露评估研究基础设施(EIRENE RI)。在填补空白的同时将健康和食品、环境和社会领域的研究联系起来,以开发必要的工具和服务,加速欧盟的人类暴露组研究。该设施具有独特的实验能力和计算能力,可被用于评估暴露于含有毒素混合物的环境中会对人造成什么样的影响。这也是科研界目前致力于解决的问题。
(6)爱因斯坦望远镜(ET)。响应大部分学者观测来自浩瀚宇宙的信号,并借此了解宇宙起源的愿望。虽然人类已经在探索距离方面取得了进步,但激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲“室女座”天文台(Virgo)等第二代天文台的覆盖范围还受限于一个区域内,人类宇宙探索在宇宙尺度上还停留在离地球很近的地方。科学家们好奇心也尚未完全得到满足。
(7)具有卓越应用的欧洲等离子体研究加速器(EuPRAXIA)。为满足欧洲日益增加的对自由电子激光器(FEL)设施的需求,将在研究时间分辨率、探测技术能力、X射线成像空间分辨率和材料分析渗透度等问题上提供独特的功能。该设施将成为世界上第一个基于新概念(目前仅在实验中使用过)成功建造加速器设施的项目,也为欧洲研究区和其他地区的创新科技教育与培训提供独特机会。
(8)世代和性别计划(GGP)。主要关注青年阶段和抚育后代阶段,致力于应对人口和家庭动力学方面的社会挑战,填补生命历程研究的空白。它与以下两个项目互为补充:欧洲健康、老龄化及退休调查(SHARE ERIC),研究健康和衰老问题,主要关注老年阶段;在数字欧洲中成长:EuroCohort,分析新生列队,主要关注童年和青少年阶段。
(9)在数字欧洲中成长:EuroCohort(GUIDE)。研究人的早期经验如何对其后期生活产生明确的影响。该设施将选用适合目标群体的数据采集方法和内容,与GGP和SHARE ERIC一同描绘欧洲人从幼年到晚年的全面生命图景。
(10)在欧洲研究区的社会科学和人文科学研究中开放学术交流(OPERAS)。填补欧洲通用电子基础设施与科研基础设施(存储专用于特定学科或主题的研究数据)之间联系的空白。该设施将处理在科研生命周期中忽视的部分问题,包括科研成果的产出和使用权,并支持使用安全外壳协议(SSH)进行多语言学术交流。
(11)宗教研究基础设施:工具、创新、专家、联系和中心(RESILIENCE)。用于应对欧洲在社会景观、邻国对话中面临的挑战。通过以下行动填补科研基础设施布局中的空白:提供访问实体与重要电子宗教研究档案资料的权限,这类宗教资料因历史或地理等原因暂时不属于欧洲研究区;促进灭亡语言和稀有语言相关手写或印刷档案的电子化;提供领域本体论;为研究者、社会行动者和决策制定者提供成熟的沟通对话平台。
二、2021版路线图涵盖的所有设施基本情况
2021版路线图涵盖了22个ESFRI项目设施(表1)和41个ESFRI地标设施(表2),各设施的主要信息详见表格。
表1 22个ESFRI项目设施基本情况
领域 |
设施名称 |
设施中文名 |
类型 |
路线图规划年 |
运行开始时间 |
建设成本/百万欧元 |
运行成本/百万欧元/年 |
数字化 |
EBRAINS |
欧洲脑研究基础设施 |
分布 |
2021 |
2026* |
323.8 |
19.8 |
SLICES |
用于计算/通信实验研究的大型科研基础设施 |
分布 |
2021 |
2024* |
137.7 |
6.5 | |
SoBigData++ |
欧洲社会挖掘和大数据分析综合基础设施 |
分布 |
2021 |
2030* |
130.5 |
5.0 | |
能源 |
IFMIF-DONES |
演示中子源 |
单点 |
2018 |
2024* |
884.0 |
56.0 |
MARINERG-i |
海上可再生能源研究基础设施 |
分布 |
2021 |
2030* |
8.9 |
0.9 | |
环境 |
DANUBIUS-RI |
河海系统国际先进研究中心 |
分布 |
2016 |
2024* |
202.5 |
23.9 |
DiSSCo |
分布式科学馆藏系统 |
分布 |
2018 |
2025* |
420.3 |
12.1 | |
eLTER RI |
欧洲长期生态系统、临界区和社会生态系统综合研究基础设施 |
分布 |
2018 |
2026* |
150.0 |
50.0 | |
健康与食品 |
EIRENE RI |
欧洲环境暴露评估研究基础设施 |
分布 |
2021 |
2031* |
202.0 |
52.2 |
EMPHASIS |
多尺度植物表型组学和模拟欧洲设施 |
分布 |
2016 |
2021 |
160.0 |
3.6 | |
EU-IBISBA |
工业生物技术创新和合成生物学加速器 |
分布 |
2018 |
2025* |
52.6 |
65.1 | |
METROFOOD-RI |
促进食品和营养计量的基础设施 |
分布 |
2018 |
2020 |
102.4 |
31.0 | |
物理与工程 |
EST |
欧洲太阳望远镜 |
单点 |
2016 |
2029* |
200.0 |
12.0 |
ET |
爱因斯坦望远镜 |
单点 |
2021 |
2035* |
1912.0 |
37.0 | |
EuPRAXIA |
具有卓越应用的欧洲等离子体研究加速器 |
分布 |
2021 |
2028* |
569.0 |
30.0 | |
KM3NeT 2.0 |
KM3中微子望远镜2.0 |
分布 |
2016 |
2020 |
196.0 |
3.0 | |
社会与文化创新 |
E-RIHS |
欧洲遗产科学科研基础设施 |
分布 |
2016 |
2025* |
54.0 |
5.0 |
EHRI |
欧洲大屠杀科研基础设施 |
分布 |
2018 |
2025* |
15.0 |
2.0 | |
GGP |
世代和性别计划 |
分布 |
2021 |
2028* |
18.2 |
1.1 | |
GUIDE |
在数字欧洲中成长:EuroCohort |
分布 |
2021 |
2032* |
580.6 |
17.8 | |
OPERAS |
在欧洲研究区的社会科学和人文科学研究中开放学术交流 |
分布 |
2021 |
2029* |
15.0 |
0.9 | |
RESILIENCE |
宗教研究基础设施:工具、创新、专家、联系和中心 |
分布 |
2021 |
2034* |
318.4 |
9.5 |
注:* 为预计时间
表2 41个ESFRI地标设施基本情况
领域 |
设施名称 |
设施中文名 |
类型 |
路线图规划年 |
运行开始时间 |
建设成本/百万欧元 |
运行成本/百万欧元/年 |
数字化 |
PRACE |
欧洲先进计算伙伴关系 |
分布 |
2006 |
2010 |
712.8 |
NA |
能源 |
ECCSEL ERIC |
欧洲二氧化碳捕集和存储实验设施 |
分布 |
2008 |
2016 |
1000.0 |
0.9 |
EU-SOLARIS |
欧洲太阳能科研基础设施 |
分布 |
2010 |
2022* |
7.0 |
0.1 | |
JHR |
朱尔斯-霍洛维茨反应堆 |
单点 |
2006 |
2030* |
1800.0 |
NA | |
环境 |
ACTRIS |
气溶胶、云、痕量气体科研基础设施 |
分布 |
2016 |
2025* |
698.0 |
93.0 |
EISCAT-3D |
下一代欧洲非相干散射雷达系统 |
单点 |
2008 |
2023* |
79.3 |
4.9 | |
EMSO ERIC |
欧洲多学科海底和水柱观测站 |
分布 |
2006 |
2016 |
100.0 |
20.0 | |
EPOS ERIC |
欧洲板块观测系统 |
分布 |
2008 |
2023* |
500.0 |
18.0 | |
EURO-ARGO ERIC |
国际AGRO计划欧洲贡献 |
分布 |
2006 |
2014 |
10.0 |
8.0 | |
IAGOS |
全球观测系统的在役飞机 |
分布 |
2006 |
2014 |
9.2 |
7.0 | |
ICOS ERIC |
碳监测综合系统 |
分布 |
2006 |
2016 |
116.0 |
24.2 | |
LifeWatch ERIC |
生物多样性和生态系统研究信息化设施 |
分布 |
2006 |
2017 |
150.0 |
12.0 | |
健康与食品 |
AnaEE |
生态系统分析和实验设施 |
分布 |
2010 |
2021 |
41.9 |
1.1 |
BBMRI ERIC |
生物银行和生物分子资源科研基础设施 |
分布 |
2006 |
2014 |
NA |
NA | |
EATRIS ERIC |
欧洲先进转化医学科研基础设施 |
分布 |
2006 |
2013 |
500.0 |
2.5 | |
ECRIN ERIC |
欧洲临床科研基础设施网络 |
分布 |
2006 |
2014 |
5.0 |
5.0 | |
ELIXIR |
欧洲生物信息分布式网络 |
分布 |
2006 |
2014 |
47.6 |
5.4 | |
EMBRC ERIC |
欧洲海洋生物资源中心 |
分布 |
2008 |
2017 |
164.4 |
11.2 | |
ERINHA |
欧洲高致病因子科研基础设施 |
分布 |
2008 |
2018 |
5.5 |
0.7 | |
EU-OPENSCREEN ERIC |
欧洲化学生物学开放筛选平台基础设施 |
分布 |
2008 |
2021 |
82.3 |
1.2 | |
Euro-Biolmaging ERIC |
欧洲生物学和生物医学成像技术科研基础设施 |
分布 |
2008 |
2016 |
270.0 |
1.6 | |
INFRAFRONTIER |
用于小鼠疾病模型的生成、表型分型、归档和分发的欧洲科研基础设施 |
分布 |
2006 |
2013 |
180.0 |
80.0 | |
INSTRUCT ERIC |
结构生物学综合设施 |
分布 |
2006 |
2017 |
450.0 |
30.0 | |
MIRRI |
强激光基础设施 |
分布 |
2010 |
2021 |
NA |
0.7 | |
物理与工程 |
CTA |
切伦科夫望远镜阵列 |
单点 |
2008 |
2024* |
400.0 |
20.0 |
ELI ERIC |
强激光基础设施 |
单点 |
2006 |
2018 |
850.0 |
80.0 | |
ELT |
欧洲超大望远镜 |
单点 |
2006 |
2027* |
1390.0 |
48.0 | |
EMFL |
欧洲强磁场实验室 |
分布 |
2008 |
2014 |
170.0 |
20.0 | |
ESRF EBS |
欧洲同步辐射设施超亮光源 |
单点 |
2016 |
2020 |
128.0 |
82.0 | |
European Spallation Source ERIC |
欧洲散裂中子源 |
单点 |
2006 |
2026* |
3099.0 |
140.0 | |
European XFEL |
欧洲X-射线自由电子激光 |
单点 |
2006 |
2017 |
1540.0 |
137.0 | |
FAIR |
反质子和离子科研基础设施 |
单点 |
2006 |
2025- |
NA |
NA | |
HL-LHC |
高亮度LHC |
单点 |
2016 |
2027* |
1408.0 |
136.0 | |
ILL |
劳厄-郎之万研究所 |
单点 |
2006 |
2012 |
188.0 |
100.0 | |
SKAO |
平方公里阵列天文台 |
单点 |
2006 |
2027* |
1986.0 |
77.0 | |
SPIRAL2 |
第二代在线放射性离子生产系统 |
单点 |
2006 |
2019 |
307.3 |
5.2 | |
社会与文化创新 |
CESSDA ERIC |
欧洲社会科学数据存档协会 |
分布 |
2006 |
2013 |
117.0 |
39.0 |
CLARIN ERIC |
标准语言资源与技术基础社会 |
分布 |
2006 |
2012 |
NA |
14.0 | |
DARIAH ERIC |
人文与艺术数字资源科研基础设施 |
分布 |
2006 |
2019 |
NA |
0.7 | |
ESS ERIC |
欧洲社会调查 |
分布 |
2006 |
2013 |
117.5 |
6.4 | |
SHARE ERIC |
欧洲健康、老龄化及退休调查 |
分布 |
2006 |
2011 |
NA |
17.0 |
注:*为预计时间,NA指无法获取实际数据
(王海霞)