KD-BIO

KD-BIO versnelt wetenschappelijke en technologische innovatie voor wetenschappelijke doorbraken in de groene levenswetenschappen door middel van AI-gedreven, data-intensief onderzoek. Door diverse, rijke datasets te integreren met mechanistische biologische kennis, onthult het hoe genetische, omgevings- en beheerfactoren op elkaar inwerken om complexe eigenschappen onder praktijkomstandigheden vorm te geven. Dit verbetert de voorspelling van fenotypes en ondersteunt datagestuurde veredeling, agronomisch beheer en op het microbioom gebaseerde interventies. Deze vooruitgang draagt rechtstreeks bij aan belangrijke maatschappelijke uitdagingen: klimaataanpassing van landbouw- en tuinbouwproductiesystemen, duurzame, hulpbronnenefficiënte voedselproductie en voedselzekerheid met voedzame voeding in een biodiverse wereld. KD-BIO integreert Open Science en FAIR-data, waardoor het Nederlandse en Europese leiderschap wordt versterkt en breed hergebruik van instrumenten en kennis wordt gewaarborgd.

Infrastructuur en gebruikersdiensten

De KD-BIO-infrastructuur biedt het volgende:

1. Gebruiksvriendelijke virtuele laboratoria en onderzoeksomgeving: deze tools vereenvoudigen onderzoeksprocessen, maken eenvoudig zoeken en het samenstellen van workflows mogelijk en bevorderen de samenwerking tussen onderzoekers.
2. Gestandaardiseerde componenten en workflows voor datawetenschap en kunstmatige intelligentie (DS&AI): deze dienst biedt generieke en domeinspecifieke datacomponenten en workflows, waardoor de interoperabiliteit en herbruikbaarheid worden verbeterd. Geavanceerde AI-gestuurde modellen bieden nauwkeurige voorspellingen en inzichten, wat bijdraagt aan betere besluitvorming.
3. FAIR-gegevens-/workflowverwerking: trainingsprogramma's en gegevensverwerkingsdiensten helpen de wetenschappelijke gemeenschap om grote datasets op verantwoorde wijze te beheren en te analyseren, waardoor open wetenschap en samenwerking worden bevorderd om ontdekkingen te versnellen.
4. Gegevensopslag- en verwerkingsmogelijkheden: robuuste diensten voor het opslaan en verwerken van grote hoeveelheden gegevens helpen onderzoekers om inzichten en kennisontdekkingen te versnellen.
5. Digitale test- en experimentdiensten: een digitale omgeving voor het standaardiseren van AI-gestuurde modelvergelijkingen, waarbij gebruik wordt gemaakt van middelen zoals HPC en schaalbare opslag, het stroomlijnen van modeltesten en het bevorderen van snelle ontwikkeling van onderzoek.
6. Trainingssessies: educatieve programma's over DS&AI-technologieën.
7. Life Science-advies en technische ondersteuning: KD-BIO biedt advies over GLS-onderzoeksproblemen, ethische overwegingen en technische ondersteuning voor gebruikers.

Voorbeelden/beschrijving van het type onderzoek

KD-BIO zal Green Life Sciences (GLS)-onderzoekers voorzien van een uitgebreide reeks geavanceerde tools op het gebied van datawetenschap en kunstmatige intelligentie, waardoor de integratie en analyse van multidimensionale datasets die binnen GLS-infrastructuren worden gegenereerd, mogelijk wordt. Het zal wetenschappelijke doorbraken mogelijk maken door middel van geavanceerde datacentrische methoden en de integratie daarvan met mechanistische benaderingen, en zal het ontwerp, hergebruik en de uitvoering van datacentrische en mechanistische workflows ondersteunen. Dit zal helpen bij het beantwoorden van fundamentele wetenschappelijke vragen (bijv. Wat zijn de fundamentele ontwerpprincipes van complexe biologische systemen? Wat zijn de mechanismen en gevolgen van de reacties van biologische systemen op hun dynamische omgevingen? Hoe kunnen we deze kennis toepassen om zowel natuurlijke als gecultiveerde systemen te herstellen, te verbeteren en te ontwerpen?) en zal het de wetenschappelijke doorbraken stimuleren die nodig zijn om de ontwikkeling van ecosystemen in reactie op wereldwijde veranderingen te voorspellen, economisch en ecologisch duurzame circulaire biosystemen te ontwerpen en de productie en veredeling van planten te sturen om toekomstige hoogproductieve gewassen te creëren die zijn aangepast aan veranderende en meer dynamische en uitdagende klimaatomstandigheden. 

KD-BIO zal interdisciplinaire samenwerking bevorderen en de precisie en efficiëntie van onderzoeksworkflows verbeteren, waardoor wetenschappelijke ontdekkingen worden versneld en innovaties in de GLS worden gestimuleerd die door de industrie kunnen worden toegepast. De opleidings- en capaciteitsopbouwactiviteiten van de infrastructuur zullen wetenschappers in staat stellen om op verantwoorde wijze gebruik te maken van geavanceerde AI-technologieën en de FAIR-gegevensprincipes toe te passen. Uiteindelijk zal deze infrastructuur onderzoekers in staat stellen om de eigenschappen en het gedrag van complexe dynamische systemen te voorspellen, verborgen patronen en feedbackloops bloot te leggen en ons begrip van natuurlijke systemen te verdiepen. Het zal impactvolle vooruitgang in de GLS stimuleren en nieuwe wetenschappelijke vragen inspireren die voorheen als onbeantwoordbaar werden beschouwd.

Toegang tot de infrastructuur

Toegang tot de infrastructuur verloopt via drie wegen: 

1. Nieuwe use cases (30%) – Gebruikersgroepen stellen via jaarlijkse calls use cases voor aan de stuurgroep. De stuurgroep selecteert de voorstellen. In de eerste vijf jaar wordt de selectie gebaseerd op de impact en relevantie voor de ontwikkeling van KD-BIO-componenten. 
2. Academische, industriële en maatschappelijke gebruikers (60%) – De onboarding volgt een duurzaamheidsplan, waarbij in eerste instantie de gemeenschap wordt uitgebreid en later de duurzaamheid op lange termijn wordt gewaarborgd.
3. Academische partners (10%) – KD-BIO-partners krijgen gratis toegang tot de infrastructuur voor onderzoek en validatie. De stuurgroep neemt beslissingen over de toegang op basis van prioriteiten.