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进行大流行应对

技术提供商,企业和工程师正在集中资源来对抗COVID-19。

技术提供商,企业和工程师正在集中资源来对抗COVID-19。

计算该图像中的化合物(灰色)以与SARS-CoV-2刺突蛋白(青色)结合,以防止其与人ACE2受体(紫色)对接。图片由美国能源部Micholas Smith / ORNL提供。


席卷中国和欧洲的COVID-19大流行已在整个美国迅速蔓延,几乎摧毁了生活的方方面面。随着学校和大多数企业的关闭,人们正在适应到适当的庇护所。同时,科学家们争先恐后地开发出新的方法来诊断和治疗这种新病毒,而医疗保健提供者则在努力购买重要的设备,例如防护口罩,面罩和通风设备。

科技产业—特别是工程界的许多人—已经上升到这个场合。在世界各地,技术提供商,大学,私营企业以及个体工程师和业余爱好者已携手应对这些供应链和研究挑战。

超级计算机瞄准COVID-19

正在部署强大的计算资源,以帮助改善诊断并确定COVID-19的新疗法。在 橡树岭国家实验室(ORNL) 在田纳西州,研究人员使用Summit超级计算机识别了77种可能与糖基化刺突(S)蛋白结合的小分子药物化合物,COVID-19病毒可通过该化合物进入宿主细胞。这些化合物中的一种或多种可能会清除该病毒的武装,并为将来的治疗指明道路。

根据 南华早报,中国的研究人员还利用天河1号超级计算机和人工智能(AI)通过胸部扫描诊断COVID-19患者。天津国家超级计算机中心声称,该系统能够根据CT扫描图像在10秒内提供诊断。

i2b2 tranSMART基础 及其成员正在利用基金会’的开源平台来快速创建翻译研究中心联合会。该联盟将能够对COVID-19患者进行大规模的人口监测,从全球200多个机构的网络中调集数据,以识别和收集数据集和工具,科学和临床研究团体可以利用这些数据集和工具来研究COVID-19 。这些有关全球COVID-19患者的及时,全面的数据正在帮助推动预防和治疗方面的研究,包括确定“hot spots”用于最需要医疗资源的地方。

有兴趣支持这些工作的组织可以找到更多信息 这里.

寻找治疗

在ORNL,研究人员基于对结构的早期研究,建立了冠状病毒刺突蛋白模型。该峰会计算机使用NVIDIA V100 GPU和GROMACS(用于生物分子系统的GPU加速仿真程序包)来运行该团队。’的8,000多种化合物的实验。结果于上个月在化学研究的预印本服务器ChemRxiv上发布。

“我们能够根据最近才在有关该病毒的文献中发表的信息来设计一个全面的计算模型,”小组成员兼UT / ORNL CMB博士后研究员Micholas Smith说。史密斯提到 先前的研究 出版于 科学中国生命科学 对刺突蛋白进行人类传播风险建模。当中国研究人员对该病毒进行测序时,他们发现该病毒通过类似于SARS病毒的机制感染人体。

Summit超级计算机的强大功能使快速评估大量潜在化合物成为可能。研究小组确定了77种小分子化合物,包括药物和天然化合物,可以作为进一步实验测试的候选物。在模拟中,这些化合物结合到对人体细胞很重要的尖峰区域。

研究人员 德克萨斯大学奥斯汀分校 从那以后,他们发布了一个更准确的S蛋白模型,ORNL研究人员计划使用该模型重新运行该研究。

建造峰会的IBM也是 提供其他资源 帮助研究人员应对大流行。据IBM称,该公司’沃森卫生部门正与世界各地的卫生组织直接合作,以更好地了解COVID-19的性质。

来自的高级计算集群 戴尔电脑 被用于帮助更好地了解疾病暴发以及如何跟踪其传播。例如,德克萨斯大学奥斯汀分校和其他机构利用了德克萨斯高级计算中心’s (TACC) 牧马人系统综合分析 来自基于位置的服务的旅行数据,以开发病毒在中国传播的模型。

技术接收

戴尔,NVIDIA等公司正在为COVID-19的努力提供财务支持,但同时也向关键组织捐赠技术,包括笔记本电脑,工作站和计算资源。在中国,戴尔向湖北省疾病预防控制中心(CDC)提供了IT基础设施捐款,使该中心可以更快地对这种流行病做出反应。

英伟达正在向研究人员抗击冠状病毒的过程中免费提供90天的基因组测序软件Parabricks许可。根据 公司's blog post, “为了应对当前的大流行,NVIDIA正在与研究人员共享工具,这些工具可以加快他们对新型冠状病毒的了解,并帮助做出反应。”

Oracle Cloud Infrastructure已发布了更新 英伟达 GPU云机器映像 支持这些努力。由于该软件利用了GPU中的计算核心,“过去需要花费几天时间进行分析的数据现在可以在一个小时内完成,” 英伟达说.

要获得访问权限,研究人员需要填写 申请表.

英伟达 也加入了 COVID-19高性能计算联盟,它汇集了来自美国政府,工业界和学术界的领导人,以利用HPC资源加速COVID-19研究。

[电子邮件 protected]

在家里有工作站的工程师和游戏玩家也可以提供帮助。 [电子邮件 protected],一个用于研究蛋白质动力学的分布式计算项目,现在正投入其资源来模拟COVID-19的动力学。

 

3月15日, Greg Bowen,项目's co-director, wrote, “We’重新模拟COVID-19蛋白的动力学,以寻找新的治疗机会...下载 [电子邮件 protected] 帮助我们进行仿真是做出贡献的主要方式。”

对于参与该项目的人员,空闲时间中未使用的计算周期将成为分布式计算基础架构的一部分,以模拟和渲染COVID-19's behavior.

“在您继续进行日常活动的同时,您的计算机将在帮助我们找到治疗癌症,ALS,帕金森病等疾病的方法’s, Huntington’,流感等许多疾病,” [电子邮件 protected] explains.

“GPU可以执行大量的浮点运算(FLOP)...经过大量工作,我们已经能够为GPU编写高度优化的分子动力学代码’s,对于某些类型的计算,其速度是可比的CPU代码的20倍至40倍,” wrote [电子邮件 protected]

大型工作站和GPU提供商正在通过其自己的用户社区来支持这些工作。要下载该应用并加入该项目, 转到此链接.

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