mdx: 大学・研究機関で共創する
産学官連携のためのデータプラットフォーム
東京大学 情報基盤センター
田浦健次朗

2019/12/13

PCクラスタシンポジウム

1データ科学・利活用を取り巻く状況• データが重要な資産（研究、ビジネス、公共政策、など様々なセクターで）データの増大

オープンサイエンス

データ

データ活用の重要性への認識の高まり
2019/12/13

PCクラスタシンポジウム2データ科学・活用の潮流・ドライバ••

機械学習（ML）・AI、ツールの発展（MLの「民主化」）

センサ（IoT）データ、実時間応用

2019/12/13••

社会応用に直結するデータの整備

GPS

気象

公共交通

医療行為

衛星

道路・インフラシミュレーション+AI（計算手法）

PCクラスタシンポジウム

3必要なこと• データ科学・活用は常に分野やセクタをまたがる横断的な活動• 1-1の共同では済まないこともしばしば
このデータでこんなことがわかるはずだがプログラミングできる学生が…

このデータ、価値を生みそうだけど具体的には?

これらを触媒すとある企業事業部る仕組みが必要アルゴリズムはできたけど問とある分野研究者A
題設定これでいいのかな?

年〇PBのデータを蓄積・バックアップするストレージの運用とかどうする?

実データはどこ? このフィールドの意味は?

とある分野研究者B
2019/12/13とある情報研究者
PCクラスタシンポジウム

4

以降の話
• データ活用社会創成プラットフォーム• mdx• システムとしての特徴• 利用・共同研究・産官学連携の進め方• パイロットプログラム

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PCクラスタシンポジウム

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mdx

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PCクラスタシンポジウム
文部科学省:「情報分野における政策の動向について」6

データ活用社会創成プラットフォーム• データ科学・データ活用の｛研究、産官学連携、社会実装｝を進めるための取り組み• 有識者会合による方向付け• 2研究所（NII,AIST） + 8大学（北大、東北大、東大、東工大、名古屋大、京大、阪大、九大）で離陸– 離陸後、より広い連携体制を構築

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PCクラスタシンポジウム

7コミュニティ形成・発展• プラットフォーム = コミュニティ– マシンやデータレポジトリ（だけ）のことではない！

• データ科学・活用での、分野・セクタを横断した連携を触媒するハブとなることを目指す

産
情報系

学
情報系
官
政府・自治体産非情報系
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学
非情報系
PCクラスタシンポジウム

8「情報系アカデミア」の役割• ヒト：情報系専門（特に若い研究者・学生）の知と腕を提供• ハコ：研究開発・非営利目的への廉価な計算・ストレージ資源を提供• データ：巨大パブリックデータや利用目的限定
データへのアクセスを促進
産
情報系

学
情報系
官
政府・自治体産非情報系
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PCクラスタシンポジウム

学
非情報系
9

mdx 参画機関の役割• mdx参画機関 = 基盤センター＋NII＋AIST
 データ科学系アカデミア  情報系アカデミア• 情報系研究者の参加（ヒト）をmdx参画機関外からも広く募る• 将来：全国的なマッチ
学
ングハブを目指す情報系
産情報系

mdx基盤センター・NII・AIST
官
政府・自治体2019/12/13

産
非情報系

学
PCクラスタシンポジウム
非情報系

10取り組み内容• データプラットフォーム mdx の構築と運用（運用 2020年度末～）• 2研究所+8大学一体となって、利用・共同研究・産学連携をオープンに募集• 運用開始以前の連携も募集（パイロットプロ
ジェクト. 2019年度末～）
FY2019FY2020

FY2021

パイロットプログラム
mdx 共同利用

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PCクラスタシンポジウム

11取り組み内容• データプラットフォーム mdx の構築と運用（運用 2020年度末～）• 2研究所+8大学一体となって、利用・共同研究・産学連携をオープンに募集• 運用開始以前の連携も募集（パイロットプロ
ジェクト. 2019年度末～）
FY2019FY2020

FY2021

パイロットプログラム
mdx 共同利用

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PCクラスタシンポジウム

12mdx : 環境設計上の鍵• データ科学・活用のための基盤• これまでのHPC用途のクラスタとは異なる• 「単一OS環境 + バッチスケジューラ」では済まない– 分野データプラットフォームのホスティング（連続稼働）– 多様なソフトウェア構成の許容– 長年にわたるデータの蓄積・利用– 高いデータセキュリティ・隔離への要求– IoT・センサなど外部データのストリーム（実時間）処理– JupyterLabなど対話的・探索的利用（AI, 機械学習）– データ検索・発見のための利用– 対話的利用から高性能環境へシームレスな移行・連携
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PCクラスタシンポジウム

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mdx
• 仮想プラットフォーム– 柔軟・セキュアな環境の構築が可能• SINET・モバイルSINETと接続– セキュアIoT環境の構築が可能• 高性能計算環境– mdx, ABCI, BDEC

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PCクラスタシンポジウム

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仮想プラットフォーム

mdx

モバイル
SINET

インターネット

パブリック
クラウド

mdx

共有オブジェク
トストレージ

AIST ABCI
コールドス
トレージ

セキュア・高速ストレージ
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PCクラスタシンポジウム

Supercomputers(BDEC etc.)15

仮想プラットフォーム• 仮想マシンとVPNを用いて互いに隔離された「疑似占有環境」• 柔軟性• 各プラットフォームごとに自由に（管理者権限で）環境設定可能• 常時稼働が必要なデータ公開サービスなどを運用可能• セキュリティ• ひとつの仮想プラット
フォームが侵入を受けても他へ影響しない
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PCクラスタシンポジウム

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SINET・モバイルSINETとの接続• 仮想プラットフォーム用のVPNをSINETへ延伸可• 他のSINETサイト（大学・研究機関）やモバイ
ルSINETとセキュアに接続可能• とくにIoTデバイスのセキュリティ確保に有用

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PCクラスタシンポジウム

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SINET 5・モバイルSINET• SINET 5（有線）– 全都道府県にノード– ノード間は  100Gbps– 冗長経路– 広域VPN （L3/L2）

クラウド

高性能サーバ等

データ データ

データ データ

共同研究
データ

ノード

大学

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汎用サーバ

共同研究
データ

• モバイルSINET（広域データ収集基盤）– SINET VPNに直結できるモバイル環境

大学等

ノード

SINET直結モバイル網

各都道府県に設置

企業

地方公共団体PCクラスタシンポジウム

遠隔地

広範囲エリア

海上・危険地域

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高性能計算環境• mdx 計算ノード– 汎用、学習、推論用ノード– 合計 ～ 10 PFLOPS (DP)相当

インターネット• mdx ストレージ

パブリッククラウド– 内部 ～ 10-15 PB mdx– 共有 ～ 15-20 PB• 産総研ABCIと連携• 大学のスパコンとも連携

共有オブジェク
トストレージ

AIST ABCI
コールドストレージ

セキュア・高速ストレージ

未確定情報を含みます
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PCクラスタシンポジウム

Supercomputers(BDEC etc.)19

データ整備と利用促進• 研究資源としてのデータを mdx 上に整備、またはmdx 上で利用可能とする– ダウンロード困難な巨大なパブリックデータ• e.g. Common Crawl, MLPerf– 連携協力企業提供のデータ• mdxとして契約。個々のユーザの利用を簡便化• cf. NII情報学研究データレポジトリ– 他のデータプラットフォームプロジェクト提供のデータ– 強いセキュリティを要求するデータ

2019/12/13

PCクラスタシンポジウム

20ブログウォッチャー位置情報データ• ユーザ同意に基づきスマートフォンアプリから取得した（匿名、抽象化後の）位置情報• 研究目的での利用促進、新しい利活用の共創、プライバシーの心配の少ないデータ・モデリ
ングの研究、etc.

2019/12/13

PCクラスタシンポジウム

21Tellus衛星データ• 衛星データプラットフォームTellusのデータと連携• 研究目的での利用を促進、新しい利活用共創

山崎 秀人「日本初クラウドベースの衛星データプラットフォーム「Tellus」」
https://cloudconference.jaipa.or.jp/app/download/16943630896/specialty_session.pdf?t=1568343337
2019/12/13

PCクラスタシンポジウム

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全国スケール・超高詳細の航空画像とデジタル地図• 東京大学空間情報科学研究センター• 超高詳細15cm/pixel, ほぼ毎年更新• 不動産や都市解析など多面的な利用に期待
航空画像から3次元計測された地形・建物形状

デジタル地図15cm/pixelの航空画像（モザイク済み）
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PCクラスタシンポジウム

未確定情報を含みます23

ETC 2.0プローブデータ• ETC 2.0– 高速道路上（1600か所）に設置されたITSスポットと車載器が双方向通信– （匿名）各車両の経路（断片）情報が利用可能
ETC 2.0車載器台数 400万台@2019年2月

https://www.go-etc.jp/fukyu/index.html
未確定情報を含みます
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PCクラスタシンポジウム

24取り組み内容• データプラットフォーム mdx の構築と運用（運用 2020年度末～）• 2研究所+8大学一体となって、利用・共同研究・産学連携をオープンに募集• 運用開始以前の連携も募集（パイロットプロ
ジェクト. 2019年度末～）
FY2019FY2020

FY2021

パイロットプログラム
mdx 共同利用

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PCクラスタシンポジウム

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多様な利用・連携を歓迎・追及• データ活用課題持ち込み（分野の、地方の、企業の、…）• 分野データの整備・プラットフォーム構築• データ提供・サービス（収益）化模索（ 商用クラウドへ展開）• 高性能AI・機械学習
学情報系• 基盤技術・システム
mdx
研究・開発
データ産基盤センター・• …
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情報系

・基盤技術
・システム

課題
産非情報系
PCクラスタシンポジウム

NII・AIST

課題

官
政府・自治体課題・プラットフォーム
学
非情報系

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水と気候の大規模データ研究拠点
ひまわり8号

多様な高精度地球観測衛星

東京大学ビジョン2020：[研究] 1-①国際的に卓越した研究拠点の拡充・創設[教育] 2-④付置研究所等の教育機能の活用[社会貢献]3-① 学術成果の社会への還元

大気海洋研が開発する世界最先端気候モデル
MIROC

雲と降水の特徴を決定するプロセスの理解

予測

衛星搭載降雨レーダ

同化
モデル
精度向上

気候変動と水循環

雨の立体観測プロセス解明Train型観測

極端降水・干ばつをもたらす
雲降水現象の解明

NICAM

雲の立体観測学内外の連携AI

外部機関の大規模データ
衛星データ
ひまわり8号
GPM
GCOM-W

….

気象データ
世界の再解
析
アメダス
高層データ

数値モデル
数値予報
気候予測
アンサンブ
ル実験
CMIP,
d4PDF

SINET
ICT利用の機関連携による大規模データ解析
 分散型データアーカイブ体制の構築
 大規模データ解析
 人工知能（AI)の利用

プロジェクトの３つの柱
大規模データハンドリング体制の構築
雲降水プロセス・極端降水の研究
人材育成・社会貢献情報基盤センターの（これまでの）オープンな共同研究方式• 8大学の情報基盤センター群は共同利用・共同研
究拠点 JHPCN を運営（2010～）• オープンな共同研究を募集・支援してきた実績

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PCクラスタシンポジウム

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JHPCNの共同研究の成立過程〇〇に関して共同研究！

拠点外研究者

応募書類

ぜひやりましょう

拠点の研究者拠点• マッチングは応募前になされている• 似た分野・知った研究者同士の共同向け
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PCクラスタシンポジウム29

データ科学・活用のための「課題持ち込み」型のマッチング• 課題を持つユーザの分野も多様化・拡大• 一言でいえばこれまでより「情報系との距離が大」な分野｛との共同・への支援｝が重要– データと研究課題・活用アイデアを持っている– 「MPI + OpenMP !? 知らない、要らない」場合も– 機械学習・大規模データ処理・ストリームデータ処理の知見やプログラミング・ツール支援が必要• 人文・社会・経済・医療・薬学・・・

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PCクラスタシンポジウム

30

GPSデータと感染データ連携• 東大大学院薬学系研究科ITヘルスケア社会連携講座• 人の移動がインフルエンザの感染拡大にどう寄与しているかをモデリング、流行予測モデル構築へ
位置情報データ

BlogWatcher「提携アプリをダウンロードし、位置情報の取得を許可したユーザー」のスマートフォン端末から、GPSで補足した位置情報（匿名・抽象化済み）

空間データ・データモデリング専門家

ID: <l1, t1>, <l2, t2> …, <ln, tn>
NDB, JMDC
レセプト情報・薬の処方情報などインフルエンザ
感染数のproxyとなるデータ

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医療データ

PCクラスタシンポジウム

インフルエンザ感染・流行情報

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医療データ・感染学専門家

mdx のマッチング• チーム成立前のマッチングの相談をmdxとして受付
相談・成立提案
相談

相談
共同・連携模索

mdx相談• 注：各大学・組織単位では行っていること（産学連携部）• 組織を超え、データ活用に特化して行う
2019/12/13

PCクラスタシンポジウム

32取り組み内容• データプラットフォーム mdx の構築と運用（運用 2020年度末～）• 2研究所+8大学一体となって、利用・共同研究・産学連携をオープンに募集• 運用開始以前の連携も募集（パイロットプロ
ジェクト. 2019年度末～）
FY2019FY2020

FY2021

パイロットプログラム
mdx 共同利用

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PCクラスタシンポジウム

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パイロットプロジェクト• mdx稼働（2020年度末）時に展開される活動のうち、システム稼働前に行える部分の前倒し実施を支援– 必要な経費– 既存の計算資源– 共同研究者のマッチング• 年内アナウンスを予定

2019/12/13

PCクラスタシンポジウム

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まとめ
• NII, AISTと8大学（北大、東北大、東大、東工大、名大、京大、阪大、九大）は共同で、– データ科学・活用のための基盤 mdx を導入– 共同研究・産官学連携の仕組みを運用• mdx – 仮想プラットフォーム– VPNでの隔離– セキュアIoT（モバイルSINET）– 高性能計算機・ストレージ• 共同研究・連携募集 – 課題持ち込み– 分野プラットフォーム構築– データ提供– 基盤技術研究– etc. など広く募集

2019/12/13

多くの方々（情報系・非情報系・産・官・学）の参加・協力をあおぎながら進めていきます
データを持つ人活用する人システムを作る人

PCクラスタシンポジウム

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