Universidade usa supercomputador da Dell para avançar estudo em Alzheimer

Em 2017, o departamento de biologia molecular, neurociência e pesquisa translacional da Universidade de Queensland (UQ) embarcou em uma jornada para construir o Wiener, o computador de alto desempenho (HPC) da Dell Technologies.

Com capacidade para processar até 80 terabytes de dados por dia, o Wiener – em homenagem ao matemático Norbert Wiener – ficou em segredo até a última semana, quando foi apresentado no Dell Technologies Forum, em Sydney, Australia.

O HPC é um supercomputador acelerado por GPU, construído pela Dell para o Centro de Computação de Pesquisa (RCC) da universidade.  O Queensland Brain Institute (QBI), o instituto de pesquisa em neurociência da universidade de Queensland, está usando o sistema Wiener para modelar o comportamento do ultrassom usando uma técnica de análise chamada Método dos Elementos Finitos (MEF). A modelagem calcula o que acontece com cada elemento do cérebro quando o ultrassom é passado através do crânio. A expectativa é de que o ultrassom possa ser usado temporariamente para permitir a entrega direta de medicamentos ao cérebro, algo que atualmente não é possível por conta da presença de uma barreira hematoencefálica. Tais estudos podem revolucionar o tratamento da Doença de Alzheimer.

O método ainda não está no estágio de teste humano, mas a universidade está trabalhando nesse sentido. Por enquanto, o método será testado em ovelhas, um animal com propriedades semelhantes ao crânio dos seres humanos, segundo a universidade. Vale destacar que a demanda pelas capacidades do Wiener também expandiu seu uso para modelagem climática, testes e aprendizado psicológico e identificação de doenças.

“Subestimamos o quanto as pessoas se importavam [com o Wiener]”, declarou Jake Carroll, CTO Research Computing Center da Universidade de Queensland. “Tornou-se um ecossistema inteiro. O Wiener se tornou uma infinidade de recursos maciços de aprendizado de máquina e deep learning na organização. É o ponto focal da infraestrutura de computação de IA da Universidade de Queensland.”

Os departamentos da Escola de Tecnologia da Informação e Engenharia Elétrica da Universidade de Queensland estão usando o Wiener para desenvolver novas técnicas de patologia digital para obter resultados mais rápidos de amostras de sangue, enquanto outro algoritmo de aprendizado de máquina será capaz de diagnosticar a presença de câncer de pele a partir de lâminas de histologia com a precisão de um patologista treinado.

O supercomputador Wiener também suporta a microscopia de Luz-folha da universidade (LLSM), usando uma técnica de restauração de imagem chamada deconvolução para fornecer imagens de biologia 4D e em tempo real.

Para atendê-los, o sistema passou por uma expansão em janeiro de 2019. A atualização resultou em um treinamento 11% mais rápido para aprendizado de máquina e permitiu comunicação internodal de menor latência para cargas de trabalho distribuídas de deep learning (DL).

“Estamos vendo um crescimento exponencial na velocidade e no volume de dados gerados por instrumentos científicos em todo o mundo”, anunciou Andrew Underwood, diretor de tecnologia de campo, HPC e Inteligência Artificial da Dell Technologies APJ. “Isso está levando a Dell Technologies e nossos clientes a colaborar em abordagens que aproveitam o poder de processamento paralelo de nossas plataformas Dell EMC PowerEdge, a fim de desbloquear a confluência de simulação, análise e aprendizado de máquina.”

Em 2017, quando o Wiener foi construído, a máquina era o primeiro supercomputador fora dos EUA projetado especificamente para processamento de imagem de microscopia rápida e de alta resolução. Na época, o professor Geoff Goodhill, da QBI e da Escola de Matemática e Física, disse que o Wiener aumentaria drasticamente a velocidade com a qual podemos obter novas ideias a partir de dados experimentais e também testaria novas hipóteses sobre a função do sistema nervoso.

Em julho, a Universidade Nacional da Austrália (ANU) anunciou que seu “supercomputador mais rápido” estava prestes a ficar 10 vezes mais poderoso, graças a uma atualização multimilionária da Fujitsu Austrália. A nova máquina, apelidada de “Gadi”, substituirá o modelo atual chamado “Raijin”, também construído pela Fujitsu em 2012.