NVIDIA поможет ИИ исследовать онкологию

NVIDIA объявила о сотрудничестве с Национальным институтом онкологии, Министерством энергетики США и несколькими национальными лабораториями в рамках инициативы по онкологическим исследованиям. Инициатива Cancer Moonshot, провозглашенная президентом Бараком Обамой во время обращения «О положении страны» в 2016 году и исполняемая вице-президентом Джозефом Байденом, нацелена на сокращение срока разработок в области профилактики, диагностики и лечения рака с 10 лет до 5. Инициатива предполагает создание фреймворка для задач искусственного интеллекта CANDLE (Cancer Distributed Learning Environment), чтобы направить возможности ИИ интеллекта на борьбу с раком.

Над проектом CANDLE совместно работают специалисты из Национального института онкологии (NCI), Национальной Лаборатории Фредерика по онкологическим исследованиям и Министерства энергетики США, а также из Аргоннской, Окриджской, Ливерморской и Лос-Аламосской национальных лабораторий. Инженеры и специалисты по вычислениям NVIDIA внесут вклад в разработку всех элементов этого фреймворка благодаря совместной работе над программной платформой для ИИ, оптимизированной для новейшей супервычислительной инфраструктуры. Планируется достичь десятикратного ежегодного прироста продуктивности в сфере онкологических исследований.

Искусственный интеллект станет ключевым фактором в реализации инициативы Cancer Moonshot, — говорит Рик Стивенс, заместитель директора Аргоннской национальной лаборатории. – Новые вычислительные архитектуры ускорили обучение нейросетей в 50 раз всего за три года. В будущем мы ожидаем еще большего прироста.

«Глубокое обучение на платформе GPU вооружило нас новым инструментом для решения важнейших задач, которые до недавнего времени были не по зубам даже самым мощным суперкомпьютерам, — говорит Дженсен Хуанг, президент NVIDIA. — Вместе с Министерством энергетики и Национальным институтом онкологии мы разрабатываем супервычислительную платформу ИИ для исследований в области онкологических заболеваний. Это сотрудничество является огромным шагом в ускорении поиска решения для одной из самых серьезных проблем человечества – борьбы с раком».

Стратегическое партнерство в рамках инициативы Cancer Moonshot между Министерством энергетики и Национальным институтом онкологии с целью ускорения развития прецизионной онкологии включает три пилотных проекта, которые призваны дать больше информации о процессе развития рака, создать более эффективные и менее токсичные методы терапии по сравнению с существующими и выявить основные факторы эффективности этих методов за пределами клиник в обычной жизни. Методы глубокого обучения являются ключевыми для всех этих проектов.

Во-первых, CANDLE будет применяться для поиска базовых генетических сигнатур ДНК и РНК в случае распространенных видов рака, которые имеют предсказуемый эффект лечения на основании молекулярных данных, собранных Национальным институтом онкологии. Во-вторых, CANDLE ускорит молекулярно-динамическую симуляцию ключевых взаимодействий между белками, чтобы выявить базовые биологические механизмы, создающие условия для развития рака. В-третьих, CANDLE автоматизирует извлечение и анализ данных из миллионов медицинских записей пациентов для создания полноценной базы данных онкологических наблюдений за метастазами и рецидивами.

Крупномасштабный анализ данных — с использованием алгоритмов глубокого обучения — является ключевым фактором успеха в работе Ливерморской национальной лаборатории в широком спектре областей — от прецизионной медицины до обеспечения нераспространения ядерного оружия, — говорит Джеймс М. Брейс, заместитель помощника директора Ливерморской национальной лаборатории. – NVIDIA находится в авангарде ускоренного машинного обучения, и новые архитектуры CORAL/Sierra имеют ключевое значение в разработке нового поколения масштабируемых алгоритмов глубокого обучения. Графические процессоры на базе Pascal с технологией NVLink позволят значительно ускорить обучение больших нейросетей.

Джорджия Турасси, директор Института медицинских наук при Окриджской национальной лаборатории, отметила: «Сегодняшние исследования в области онкологии базируются на ручном анализе клинических записей и выявлении важных биомаркеров распространения и исхода болезни. С помощью высокопроизводительных вычислений и искусственного интеллекта, а также таких масштабируемых решений, как NVIDIA DGX-1, мы можем автоматизировать и быстрее извлекать важную клиническую информацию, чтобы углубить наши знания об онкологическом здоровье населения».