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        鵬城實驗室:充分發(fā)揮“鵬城云腦”賦能效用 全力支持科研抗疫

        2020-06-01 11:00:16
        廣東科技 2020年5期
        關(guān)鍵詞:鵬城算力實驗室

        鵬城實驗室是廣東省首批省實驗室之一,“鵬城云腦”是該實驗室著力建設(shè)的新一代人工智能(AI)科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施,采用異構(gòu)硬件架構(gòu)、分布式部署、統(tǒng)一管理、開源開放模式,為多層次多樣化的人工智能基礎(chǔ)理論研究和共性關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),以及支撐超大規(guī)模訓(xùn)練、超大規(guī)模推理等科學(xué)實驗提供基礎(chǔ)支撐。2019年,“鵬城云腦II”完成基本型建設(shè),AI峰值算力達(dá)到了100P ops(每秒十億億次計算),建成了國內(nèi)首個人工智能基礎(chǔ)開源開放平臺,初步具備了大規(guī)模的人工智能應(yīng)用賦能能力,2020年計劃實現(xiàn)1000P算力。

        新冠肺炎疫情發(fā)生后,鵬城實驗室快速響應(yīng),在實驗室主任高文院士領(lǐng)導(dǎo)下,按照“一手抓防控、一手抓科研”的模式,積極開展科技抗疫工作。除緊急部署和應(yīng)急啟動了一批科研項目外,還免費(fèi)開放“鵬城云腦”等設(shè)施平臺,為科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、院校在基因測序、蛋白篩選、疫苗和藥物研發(fā)等科研工作免費(fèi)提供平臺資源支持。截至目前,已累計為30余家單位、10余個科研項目的科研抗疫提供了32P AI算力支持及多樣化資源支撐,發(fā)揮了較好的社會效益。

        藥物篩選與疫苗研發(fā)

        支持“人工智能抗冠狀病毒2019-nCoV藥物和疫苗設(shè)計”項目開展。鵬城實驗室與上海交通大學(xué)、海軍軍醫(yī)大學(xué)、陸軍軍醫(yī)大學(xué)、天津大學(xué)、香港理工大學(xué)、國防科技大學(xué)、江南大學(xué)、申聯(lián)生物醫(yī)藥股份有限公司、上海和深圳疾控中心等單位聯(lián)合成立攻關(guān)團(tuán)隊,利用基于“鵬城云腦”的大規(guī)模人工智能計算系統(tǒng)10P算力,合力開展藥物篩選和疫苗研發(fā)工作。目前,已針對COVID-19病毒RNA設(shè)計了一種44肽的疫苗,正在由某上市公司的科研人員合成,以盡快完成疫苗的試制工作。同時,已通過人工智能算法從海軍軍醫(yī)大學(xué)提供的33個抗病毒中藥方劑篩選出了10多個有效成分,經(jīng)廣州呼吸健康研究院呼吸疾病國家重點實驗室病毒室測試,其中一種化合物確認(rèn)對新型冠狀病毒感染Vero E6細(xì)胞致細(xì)胞病變具有顯著的抑制作用,現(xiàn)已提煉出了抗新型冠狀病毒中藥制劑,目前在尋找試用單位。

        “鵬城云腦”

        支持湖南大學(xué)、軍事科學(xué)院及深圳市有關(guān)部門等單位的聯(lián)合科研團(tuán)隊,對多種冠狀病毒數(shù)據(jù)源的人工智能病原路徑發(fā)現(xiàn)進(jìn)行研究,在國際上率先公開發(fā)表了針對2019-nCoV的化合物體外活毒數(shù)據(jù)。項目團(tuán)隊在“鵬城云腦”上搭建了生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的人工智能病原檢測和抗病毒藥物重定位平臺,在“鵬城云腦”提供的8P AI算力支持下,大大提速了廣譜抗病毒藥物的人工智能藥物重定位篩選工作,已篩選出磷酸氯喹和法匹拉韋等多種老藥,對2019-nCoV病毒取得良好體外活毒對抗效果,并應(yīng)用于臨床科研試驗。

        支持上??萍即髮W(xué)iHuman研究所“針對新冠病毒的兩種蛋白水解酶(3CLPro,PLPro)開發(fā)抑制劑”科研攻關(guān)。目前該項目已完成spike/ace2建模的結(jié)構(gòu)部分。在2020年2月4日至3月4日期間,“鵬城云腦”為該項目免費(fèi)提供了200000個CPU小時、7200個GPU小時的計算資源,最大計算規(guī)模為400個CPU、10個GPU,以及20TB存儲空間。

        AI輔助診斷

        支持“小樣本新型冠狀病毒肺炎的多模態(tài)可解釋性早期診斷”研究。鵬城實驗室聯(lián)合深圳市第三人民醫(yī)院(新冠肺炎患者定點收治醫(yī)院)、武漢大學(xué)中南醫(yī)院、北大深圳醫(yī)院、廈門大學(xué)、中科院計算所和哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)等單位,組成30余人的攻關(guān)團(tuán)隊,在前期積累的3000余萬張其他肺病CT影像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,通過收集新冠肺炎確診患者的多模態(tài)數(shù)據(jù)庫(30多萬張確診患者CT影像、生化報告和用藥及治療效果等),開展小樣本新型冠狀病毒肺炎的多模態(tài)可解釋性早期診斷研究。利用“鵬城云腦”建立和訓(xùn)練相關(guān)模型,提供早期輔助診斷手段,對病人預(yù)后預(yù)測提供合理推斷,輔助醫(yī)生精準(zhǔn)選擇治療方案,減少死亡率。目前正在標(biāo)注438例確診病例的多模態(tài)數(shù)據(jù),在“鵬城云腦”助力下模型研究工作進(jìn)展順利。

        “鵬城云腦”運(yùn)維中心

        新型冠狀病毒傳播示蹤與預(yù)警系統(tǒng)(TWS)

        該項目利用物聯(lián)網(wǎng)、AI、大數(shù)據(jù)、病毒傳播模型等前沿交叉技術(shù),通過感知環(huán)境信息,自動記錄接觸對象,建立人與人、人與物接觸的時序記錄庫,準(zhǔn)確定位病毒感染者密切接觸人群,示蹤病毒傳播路徑,預(yù)期可為阻斷病毒二次傳播、有效防控疫情作出貢獻(xiàn)。

        目前,鵬城實驗室團(tuán)隊已完成安卓系統(tǒng)和蘋果iOS系統(tǒng)的“全民防疫APP”開發(fā),以及專用硬件、個人綜合管理平臺的開發(fā),并在多源測距技術(shù)和高動態(tài)圖計算技術(shù)研究方面取得進(jìn)展。其中,基于安卓系統(tǒng)的“全民防疫APP”在經(jīng)過2月5日至3月8日的開放公測、迭代修改后,于3月9日正式上線小米、OPPO、360、Google Play等安卓應(yīng)用市場,支持中英文版本,具備歷史接觸數(shù)據(jù)統(tǒng)計、接觸軌跡、系統(tǒng)設(shè)施、自主申報、他人申報、行程查詢助手(三大運(yùn)營商的行程數(shù)據(jù))、健康二維碼出示與掃描驗證等功能。當(dāng)前APP安裝總量為1499臺,TWS設(shè)備感知總量為180220臺。

        TWS的作用示意圖

        TWS項目得到了南方科技大學(xué)、國防科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)、國家超級計算深圳中心、四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院(華西醫(yī)院)等多所高校和科研機(jī)構(gòu)大力支持,研發(fā)工作正緊張有序進(jìn)行中。3月9日,國家發(fā)展和改革委員會官網(wǎng)中,《深圳科研力量聯(lián)合研發(fā)黑科技防疫50米內(nèi)遇高危對象可報警》報道該新型冠狀病毒傳播示蹤與預(yù)警系統(tǒng)(TWS),可精確定位病毒傳播的關(guān)鍵點,實現(xiàn)精準(zhǔn)打擊,提高防疫效率。

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