Global Computing for Our Complex World Steven Bishop (UK) Dirk - - PowerPoint PPT Presentation

Global Computing for Our Complex World Steven Bishop (UK) Dirk Helbing (CH) Paul Lukowicz (D) Vittoria Colizza (F) Simon Buckingham Shum (UK) Frank van Harmelen (NL)

• A. Laszlo Barabasi (USA)

Inspired ¡by ¡the ¡ATLAS-­‑Project ¡@ ¡CERN: ¡ 3000 ¡physicists ¡from ¡38 ¡countries ¡and ¡174 ¡ universiHes ¡and ¡research ¡labs ¡

• ­‑ ¡Open ¡Calls ¡
• ­‑ ¡Hilbert ¡Programs ¡

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

FuturICT Platform

¡ ¡ ¡ ¡ ¡

What is? What is? ¡ What if? What if? ¡ What for? What for? ¡

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

FuturICT Platform

¡ ¡ ¡ ¡ ¡

What is? What is? ¡

The story so far...

• The Internet made any piece of digital, archival knowledge

instantly globally available, searchable, connected, easy to correlate

• most complex artifact ever

created

The future...

• The Internet made any piece of digital, archival

knowledge instantly, globally available

• We are now at the verge of any real life event

becoming, instantly globally connected to the digital domain

The future...

• The Internet made any piece of digital, archival

knowledge instantly, globally available

• We are now at the verge of any real life event

becoming, instantly globally connected to the digital domain

– 20 Million videos per month on Facebook – 152 Million blogs active in 2010 – 2 Billion mobile phone world wide – 5 Billion Flickr photos – 25 Billion Tweets in 2010

‚Digital Shadow‘

• The Internet made any piece of digital, archival

knowledge instantly, globally available

• We are now at the verge of any real life event

becoming, instantly globally connected to the digital domain

– 20 Million videos per month on Facebook – 152 Million blogs active in 2010 – 2 Billion mobile phone world wide – 5 Billion Flickr photos – 25 Billion Tweets in 2010

Planetary Nervous System

• consumer confidence ?
• panic after earthquake ?
• ethnic tensions ?
• ………..

Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

• consumer confidence statistics
• distribution of public anxiety
• sources and areas of tension
• ………..

Semantic Query Interpretation

• consumer confidence ?
• panic after earthquake ?
• ethnic tensions ?
• ………..

Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

• consumer confidence statistics
• distribution of public anxiety
• sources and areas of tension
• ………..

interacHve ¡high, ¡level ¡queries ¡ requiring ¡complex ¡semanHc ¡ interpretaHon ¡

Goal Driven Self Configuration

• consumer confidence ?
• panic after earthquake ?
• ethnic tensions ?
• ………..

Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

• consumer confidence statistics
• distribution of public anxiety
• sources and areas of tension
• ………..

high ¡level ¡goals ¡driven ¡dynamic ¡ self-­‑ ¡configuraHon ¡

Global Heterogeneous System

• consumer confidence ?
• panic after earthquake ?
• ethnic tensions ?
• ………..

Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

• consumer confidence statistics
• distribution of public anxiety
• sources and areas of tension
• ………..
• ­‑ global ¡scope ¡
• ­‑ heterogenous ¡sources ¡
• ­‑ mulHple ¡temporal ¡and ¡

spaHal ¡scales ¡

Privacy Respecting Reasoning

• consumer confidence ?
• panic after earthquake ?
• ethnic tensions ?
• ………..

Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

• consumer confidence statistics
• distribution of public anxiety
• sources and areas of tension
• ………..

privacy ¡respecHng, ¡distributed, ¡ boSom ¡up ¡reasoning ¡ ¡

Global Social Awareness

• consumer confidence ?
• panic after earthquake ?
• ethnic tensions ?
• ………..

Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

• consumer confidence statistics
• distribution of public anxiety
• sources and areas of tension
• ………..

incremental ¡construcHon, ¡of ¡“global ¡social-­‑ awareness” ¡like ¡internal ¡representaHon ¡of ¡the ¡world ¡

Painting by Painting by Maurits Maurits Cor Cornelis nelis Escher Escher

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

FuturICT Platform

¡ ¡ ¡ ¡ ¡

What if? What if? ¡

Data Data Models Models Validation alidation

infection infection

geographic geographic data data

For Forecasts ecasts

demographic demographic data data transport transport data data contact contact network network models models agent- agent- based based models models multi- multi- scale scale models models

+ =

policies ... ...complexity complexity... ... pr predictions edictions scenario scenario analysis analysis

(thanks to Alex Vespignani)

priorities priorities

Possibilities are limited, but even short-term prediction can be useful, as weather forecasts or new traffic light controls show.

• Scenario Analysis with FuturICT’s Observatories:

Example of Epidemic Spreading

Modelling the global spread of H1N1,

combining models of epidemiology and global travel

Building FuturICT’s Living Earth Simulator

§ Integrate existing models (traffic, production, economic system, crowd behavior, social cooperation, social norms, social conflict, crime, war…) § Scale them up to global scale § Increase degree of detail, accuracy (statistical and sensitivity analysis, calibration, validation, identification of crucial and questionable modeling assumptions,…)

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

FuturICT Platform

¡ ¡ ¡ ¡ ¡

What for? What for? ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡

Participatory Engagement is Vital

PAR ARTICIP TICIPATOR TORY Y —we’r —we’re talking about a e talking about a new PUBLIC GOOD, not new PUBLIC GOOD, not the pr the preserve of scientific or eserve of scientific or political élites political élites ¡ PAR ARTICIP TICIPATOR TORY Y —we’r —we’re talking about e talking about CITIZENS, not DNA or CITIZENS, not DNA or the Higgs boson the Higgs boson ¡ PAR ARTICIP TICIPATOR TORY Y — to establish diversity — to establish diversity for COLLECTIVE for COLLECTIVE INTELLIGENCE INTELLIGENCE ¡ PAR ARTICIP TICIPATOR TORY Y — for cr — for crowdsour

• wdsourcing

cing INNOV INNOVATION in science, TION in science, ICT ICT, services + behaviour , services + behaviour ¡

The Global Participatory Platform in action…

App ¡Developer ¡Toolkit ¡& ¡ ¡ App ¡Store, ¡inc. ¡Commercial ¡So[ware/Services ¡

The Global Participatory Platform in action…

Serious ¡Games ¡ ¡ across ¡diverse ¡plaNorms ¡

The Global Participatory Platform in action…

CiHzen ¡Science ¡

The Global Participatory Platform in action…

VisualizaHon ¡Tools ¡ for ¡all ¡abiliHes ¡

The Global Participatory Platform in action…

Debate ¡PlaNorms ¡& ¡ ¡ Argument ¡Maps ¡

The Global Participatory Platform in action…

Thousands ¡of ¡‘long-­‑tail’ ¡niche ¡ Observatories ¡complemenHng ¡ the ¡‘Big ¡Observatories’ ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡

The GPP will itself be studied as a complex, social system

Thousands ¡of ¡‘long-­‑tail’ ¡ niche ¡Observatories ¡ Debate ¡PlaNorms ¡& ¡ ¡ Argument ¡Maps ¡ CiHzen ¡Science ¡ App ¡Developer ¡Toolkit ¡& ¡ ¡ App ¡Store, ¡inc. ¡Commercial ¡ So[ware/Services ¡ VisualizaHon ¡Tools ¡ for ¡all ¡abiliHes ¡ Serious ¡Games ¡ ¡ across ¡diverse ¡plaNorms ¡

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

Ultimately, all of this is about accelerating European innovation

¡ ¡ ¡ ¡ ¡

FuturICT’s Innovation Accelerator Innovation Accelerator

Innovation is not a pipeline…

(1) Innovation is an ecosystem an ecosystem

(2) Innovation is driven by platforms

FuturICT as an innovation platform

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

Detect trends & innovation potential early on; find best experts for projects

Curr Current scientometrics r ent scientometrics results esults have a 5 year delay have a 5 year delay move this to near r move this to near real time eal time using alt-metrics using alt-metrics

FuturICT as an innovation platform

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

Establish new data publication platforms

• data sharing rates ar

data sharing rates are < 10% e < 10%

• platforms for sharing data

platforms for sharing data

• think:

think: life-science data for life-science data for home-diagnostics start-up home-diagnostics start-up

FuturICT as an innovation platform

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

From incentive to crowd funding

Resear Research pr ch projects

• jects

Funded by small investors Funded by small investors Based on their value to communities Based on their value to communities

FuturICT as an innovation platform

InnovaHon ¡ Accelerator ¡

Global ¡ ParHcipatory ¡ PlaNorm ¡ Living ¡Earth ¡ Simulator ¡ Planetary ¡ Nervous ¡ ¡ System ¡

A New Era of Socio-Inspired Technology

Better understanding, monitoring, Better understanding, monitoring, and management of global society and management of global society enabled by new ICT enabled by new ICT New socially interactive ICT New socially interactive ICT enabled by complexity theory enabled by complexity theory and novel social science and novel social science

• 1. Collective awar
• 1. Collective awareness

eness technology technology

• 2. Socially adaptive
• 2. Socially adaptive

technology technology

• 3. Society-inspir
• 3. Society-inspired,

ed, self-organizing self-organizing technology technology

influences influences

computer computer science science

influences influences

social social science science complexity complexity science science