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NVIDIA發(fā)布英國(guó)最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī),賦能AI和醫(yī)療領(lǐng)域的研究

2021-07-07
來源:電子工程世界

  VIDIA于今日正式發(fā)布Cambridge-1這一英國(guó)最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)。Cambridge-1將助力頂尖科學(xué)家和醫(yī)療領(lǐng)域的專家借助AI和模擬的強(qiáng)大技術(shù)組合,加速數(shù)字生物學(xué)革命,并為英國(guó)全球領(lǐng)先的生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)提供有力支持。

  NVIDIA投資1億美元打造出的Cambridge-1致力于推動(dòng)醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展。與阿斯利康、葛蘭素史克、蓋伊和圣托馬斯NHS基金會(huì)、倫敦大學(xué)國(guó)王學(xué)院以及Oxford Nanopore Technologies公司合作開展的首批項(xiàng)目包括深入了解癡呆癥等腦部疾病,運(yùn)用AI開展新藥研發(fā),以及提高尋找人類基因組致病變異研究的準(zhǔn)確性。

  Cambridge-1凝聚了NVIDIA在加速計(jì)算、AI和生命科學(xué)領(lǐng)域數(shù)十年的研究成果,其中的NVIDIA Clara?和AI框架經(jīng)過優(yōu)化后,能夠充分發(fā)揮整體系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),更有效開展大規(guī)模研究。作為一個(gè)NVIDIA DGX SuperPOD?超級(jí)計(jì)算集群,Cambridge-1已躋身全球最快的Top50計(jì)算機(jī)之列,且完全采用可再生能源供電。

  NVIDIA公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛表示:“商業(yè)和學(xué)術(shù)領(lǐng)域頂尖的研究人員將能夠基于Cambridge-1這臺(tái)英國(guó)最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)完成他們畢生的事業(yè),以在英國(guó)前所未有的規(guī)模和速度,針對(duì)疾病和治療展開探索?;贑ambridge-1的研究雖然將在英國(guó)進(jìn)行,但所帶來的影響卻是全球性的,它將推進(jìn)開創(chuàng)性的研究,有望使全世界數(shù)百萬(wàn)人受益。

  Cambridge-1以英國(guó)在生命科學(xué)、技術(shù)和AI領(lǐng)域的全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ),將為當(dāng)前和未來幾代人提供在英國(guó)國(guó)內(nèi)開展開創(chuàng)性研究所需的先進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施。

  根據(jù)經(jīng)濟(jì)咨詢公司Frontier Economics的報(bào)告,預(yù)計(jì)Cambridge-1有望在未來10年創(chuàng)造6億英鎊(約8.25億美元)的價(jià)值。

  阿斯利康:使用AI為藥物研發(fā)帶來變革

  NVIDIA正在與阿斯利康合作創(chuàng)建一個(gè)基于 Transformer的化學(xué)結(jié)構(gòu)生成性AI模型,以加快藥物研發(fā)速度。近些年來新提出的基于Transformer的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),讓研究人員可以利用自監(jiān)督訓(xùn)練方法使用批量數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練,無(wú)需手動(dòng)標(biāo)注數(shù)據(jù)。

  MegaMolBART藥物研究模型正被用于反應(yīng)預(yù)測(cè)、分子優(yōu)化和分子生成,并將用于優(yōu)化藥物研發(fā)流程。其基于阿斯利康的 MolBART Transformer 模型,并在 ZINC 化合物數(shù)據(jù)庫(kù)上進(jìn)行訓(xùn)練 —— 利用 NVIDIA 的 Megatron 框架在超算基礎(chǔ)設(shè)施上進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)展訓(xùn)練。這種開源的模型,在 NVIDIA NGC? 軟件目錄中供研究人員和開發(fā)者使用。

  NVIDIA和阿斯利康基于Cambridge-1,開展了一個(gè)專注于AI數(shù)字病理學(xué)應(yīng)用的獨(dú)立項(xiàng)目。在數(shù)字病理學(xué)領(lǐng)域,為助于挖掘新的洞見,研究人員需花費(fèi)大量時(shí)間和金錢對(duì)全部組織切片圖像進(jìn)行注釋。通過使用在數(shù)千圖像上進(jìn)行訓(xùn)練的無(wú)人監(jiān)督式AI算法,將不再需要注釋流程,就能找到與藥物反應(yīng)相關(guān)的潛在圖像特征。

  阿斯利康生物制藥研發(fā)部呼吸與免疫學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)和AI副總裁Lindsay Edwards表示:“在整個(gè)切片圖像上訓(xùn)練AI算法極具挑戰(zhàn)性,其原因之一是圖像的大小。與NVIDIA在Cambridge-1上的合作使我們能夠擴(kuò)展目前的工作,并開發(fā)出新的方法,推動(dòng)AI在數(shù)字病理學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。”

  葛蘭素史克:與合作伙伴一同開展大型科學(xué)研究,惠及患者

  葛蘭素史克的研發(fā)方法包括了一種專注于經(jīng)過基因驗(yàn)證的靶向,基于此成功研發(fā)出藥物的可能性要高兩倍,且現(xiàn)已占公司研究項(xiàng)目的70%以上。為最大程度地發(fā)揮這些洞察的潛力,葛蘭素史克在人類遺傳學(xué)、功能基因組學(xué)以及AI和機(jī)器學(xué)習(xí)的交叉領(lǐng)域構(gòu)建了最先進(jìn)的能力。

  葛蘭素史克高級(jí)副總裁兼人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)全球負(fù)責(zé)人 Kim Branson博士表示:“葛蘭素史克研發(fā)方法的核心在于先進(jìn)的技術(shù)。這些技術(shù)能夠幫助我們通過全新的預(yù)測(cè)建模速度、精度和規(guī)模,釋放大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的潛力。我們很高興有機(jī)會(huì)與NVIDIA合作,實(shí)現(xiàn)葛蘭素史克的藥物研究目標(biāo),并為英國(guó)豐富的生命科學(xué)生態(tài)系統(tǒng)做出貢獻(xiàn),核心宗旨都是惠及患者?!?/p>

  與遺傳學(xué)、基因組學(xué)、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域前沿的合作伙伴展開合作,終將助力葛蘭素史克預(yù)測(cè)更多有關(guān)人類健康的信息,并研發(fā)出更有效的藥物,這些藥物在臨床上獲得成功的可能性要高出一倍,繼而成為獲批的療法惠及患者。通過使用Cambridge-1,將為葛蘭素史克的藥物研發(fā)流程帶來更高的算力和最先進(jìn)的AI技術(shù)。

  倫敦大學(xué)國(guó)王學(xué)院、蓋伊和圣托馬斯NHS基金會(huì):AI生成的合成大腦數(shù)據(jù)

  倫敦大學(xué)國(guó)王學(xué)院以及蓋伊和圣托馬斯NHS基金會(huì)正在使用Cambridge-1訓(xùn)練AI模型,使AI模型能夠通過學(xué)習(xí)來自不同年齡和疾病的數(shù)萬(wàn)張核磁共振腦部掃描圖,生成合成大腦圖像,最終運(yùn)用這一合成數(shù)據(jù)模型來更好地了解癡呆癥、中風(fēng)、腦癌和多發(fā)性硬化癥等疾病,并實(shí)現(xiàn)早期診斷和治療。

  由于這一AI合成大腦模型可以生成無(wú)限數(shù)量、從前未見過且具有選定特征(年齡、疾病等)的大腦圖像,因此研究人員將能夠更好、更細(xì)致地了解疾病,更早地做出更準(zhǔn)確的診斷。

  倫敦國(guó)王學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程與成像科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)Sebastien Ourselin教授表示:“通過此次合作,我們將能夠利用醫(yī)療研究領(lǐng)域前所未有的算力,為患者的健康和治療帶來真正的變革?!?/p>

  該研究通過與英國(guó)國(guó)家衛(wèi)生局和英國(guó)生物庫(kù)(全球最豐富的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)之一)密切合作,充分發(fā)揮了英國(guó)多項(xiàng)全球一流醫(yī)療資源的作用。倫敦大學(xué)國(guó)王學(xué)院計(jì)劃與更廣范圍內(nèi)的研究和創(chuàng)業(yè)社區(qū)共享這一合成數(shù)據(jù)模型。

  蓋伊和圣托馬斯NHS基金會(huì)首席執(zhí)行官Ian Abbs表示:“AI為醫(yī)療領(lǐng)域所帶來的力量將有助于加快對(duì)患者的診斷,改善乳腺癌篩查等服務(wù),并幫助我們根據(jù)臨床需要對(duì)患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并確定優(yōu)先級(jí)別。我們十分高興能夠成為首批受益于Cambridge-1數(shù)據(jù)中心這些全新AI功能的機(jī)構(gòu)。我們將能夠使用最先進(jìn)的技術(shù),在惠及患者的同時(shí),更加高效地管理寶貴的資源?!?/p>

  Oxford Nanopore Technologies:可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)基因組學(xué)

  Oxford Nanopore Technologies公司的長(zhǎng)讀測(cè)序技術(shù)已在100多個(gè)國(guó)家得以采用,助力眾多研究領(lǐng)域獲得基因組學(xué)方面的洞見——從人類和植物健康,到環(huán)境監(jiān)測(cè)和抗菌劑抗性等。

  為開發(fā)能夠提高基因組分析速度和準(zhǔn)確性的AI工具,Oxford Nanopore公司在多種基因組測(cè)序平臺(tái)中部署了NVIDIA技術(shù)。借助Cambridge-1,Oxford Nanopore公司將完成算法改進(jìn)相關(guān)任務(wù)的時(shí)間從數(shù)天縮短到數(shù)小時(shí)。這些經(jīng)過改進(jìn)的算法將通過提高基因組的準(zhǔn)確性,進(jìn)而提供更多的洞見,讓科學(xué)家能夠更快速的取得研究成果。

  Oxford Nanopore公司產(chǎn)品和計(jì)劃管理副總裁Rosemary Sinclair Dokos表示:“我們將借助Cambridge-1的力量,進(jìn)一步加快算法開發(fā)速度,為強(qiáng)大、準(zhǔn)確的基因組分析提供支持。這反過來又將助力當(dāng)?shù)厥褂梦覀兗夹g(shù)的科學(xué)家們?cè)诟鱾€(gè)研究領(lǐng)域取得前所未有的成果?!?/p>

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