Mitsui và NVIDIA công bố siêu máy tính Generative AI đầu tiên của Nhật cho ngành dược phẩm

Các công ty dược phẩm hàng đầu tại Nhật Bản sẽ sử dụng siêu máy tính NVIDIA DGX Tokyo-1 để tăng tốc quá trình khám phá thuốc mới.

Mitsui & Co., Ltd., một trong những tập đoàn kinh doanh lớn nhất của Nhật Bản, đang hợp tác với NVIDIA trên hệ thống Tokyo-1, một dự án nhằm tăng cường công nghệ cho các công ty dược phẩm quốc gia hàng đầu, trong đó bao gồm mô phỏng động lực học phân tử có độ phân giải cao và các mô hình AI tạo sinh (generative AI) dành cho khám phá thuốc mới.

Được công bố tại hội nghị AI toàn cầu NVIDIA GTC, dự án Tokyo-1 với siêu máy tính AI NVIDIA DGX – hệ thống sẽ có thể truy cập được đối với các công ty dược phẩm và công ty khởi nghiệp tại Nhật Bản. Nỗ lực này sẵn sàng thúc đẩy ngành công nghiệp dược phẩm lớn thứ ba thế giới sau Mỹ và Trung Quốc, trị giá 100 tỷ đô la của Nhật Bản.

“Các công ty dược phẩm Nhật Bản là những chuyên gia nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ướt (wet lab) nhưng họ chưa tận dụng được lợi thế của điện toán hiệu năng cao (HPC) và AI trên quy mô lớn. Yuhi Abe – Tổng giám đốc bộ phận kinh doanh chăm sóc sức khỏe kỹ thuật số tại Mitsui cho biết.

“Với Tokyo-1, chúng tôi đang tạo ra một trung tâm đổi mới, sẽ cho phép ngành dược phẩm thay đổi cục diện bằng các công cụ tiên tiến nhất để khám phá thuốc được tăng tốc bởi AI.”

Dự án sẽ cung cấp cho khách hàng quyền truy cập vào các node NVIDIA DGX H100 hỗ trợ mô phỏng động lực học phân tử, đào tạo mô hình ngôn ngữ lớn (LLM), hóa học lượng tử, các mô hình generative AI, tạo nên những cấu trúc phân tử mới cho các loại thuốc tiềm năng,… Người dùng Tokyo-1 cũng có thể khai thác các LLM cho các định dạng dữ liệu hóa học, protein, DNA và RNA thông qua dịch vụ và phần mềm khám phá thuốc mới NVIDIA BioNeMo.

Xeureka, một công ty con của Mitsui tập trung vào khám phá thuốc mới do AI hỗ trợ, sẽ vận hành Tokyo-1, dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào cuối năm nay. Sáng kiến này cũng sẽ bao gồm các workshop và đào tạo kỹ thuật về điện toán tăng tốc và AI dành cho hoạt động đó.

Tăng sức mạnh cho lĩnh vực khám phá thuốc mới với AI và HPC

Theo Abe, môi trường dược phẩm của Nhật Bản từ lâu đã phải đối mặt với tình trạng tụt hậu về thuốc: sự chậm trễ trong cả việc phát triển thuốc và việc phê duyệt các phương pháp điều trị – đã có sẵn ở những nơi khác. Vấn đề đã nhận được sự chú ý mới trong cuộc chạy đua phát triển vắc-xin trong đại dịch COVID-19.

Các công ty dược phẩm của quốc gia coi việc áp dụng AI là một phần của giải pháp – một công cụ chính để củng cố và đẩy nhanh quá trình phát triển thuốc của ngành. Đào tạo và tinh chỉnh các mô hình AI để khám phá thuốc mới đòi hỏi tài nguyên điện toán khổng lồ, chẳng hạn như siêu máy tính Tokyo-1, trong lần lặp lại đầu tiên sẽ bao gồm 16 hệ thống NVIDIA DGX H100, với mỗi hệ thống sẽ trang bị 8 GPU NVIDIA H100 Tensor Core.

DGX H100 dựa trên kiến trúc GPU NVIDIA Hopper mạnh mẽ, với Transformer Engine (một phần của kiến trúc) được thiết kế để tăng tốc đào tạo các Transformer Model, bao gồm các mô hình AI tạo sinh (generative AI) cho sinh học và hóa học. Xeureka có kế hoạch bổ sung nhiều node hơn vào hệ thống khi dự án phát triển.

“Tokyo-1 được thiết kế để giải quyết một số rào cản trong việc triển khai khám phá thuốc theo hướng dữ liệu, được tăng tốc bởi AI ở Nhật Bản”. Hiroki Makiguchi, Giám đốc kỹ thuật sản phẩm trong bộ phận khoa học và công nghệ tại Xeureka cho biết. “Sáng kiến này sẽ nâng tầm ngành dược phẩm Nhật Bản với HPC và mở khóa tiềm năng của generative AI để khám phá các liệu pháp mới.”

Khách hàng sẽ có thể truy cập vào một máy chủ chuyên dụng trên siêu máy tính, nhận hỗ trợ kỹ thuật từ Xeureka và NVIDIA cũng như tham gia vào các workshop từ hai công ty. Đối với các hoạt động đào tạo lớn hơn đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán hơn, khách hàng có thể yêu cầu quyền truy cập vào máy chủ với nhiều node hơn. Người dùng cũng có thể mua các giải pháp phần mềm của Xeureka cho động lực học phân tử, lắp ghép, hóa học lượng tử và tính toán nhiễu loạn năng lượng tự do.

Bằng việc sử dụng phần mềm NVIDIA BioNeMo trên siêu máy tính Tokyo-1, các nhà nghiên cứu sẽ có thể mở rộng các mô hình AI hiện đại lên hàng triệu và hàng tỷ tham số cho các ứng dụng bao gồm dự đoán cấu trúc protein, tạo phân tử nhỏ và ước tính dự đoán tư thế con người.

Tokyo-1 thúc đẩy các công ty Nhật Bản trong lĩnh vực dược phẩm và hơn thế nữa

Các công ty dược phẩm lớn của Nhật Bản bao gồm Astellas Pharma, Daiichi-Sankyo và Ono Pharmaceutical đã lên kế hoạch thúc đẩy các dự án khám phá thuốc của họ với Tokyo-1.

Astellas Pharma có trụ sở tại Tokyo, đang theo đuổi các giải pháp kỹ thuật số sáng tạo trong toàn bộ hoạt động kinh doanh của mình – bao gồm bán hàng, sản xuất, nghiên cứu và phát triển, để tối đa hóa kết quả cho bệnh nhân và giảm chi phí chăm sóc sức khỏe. Với Tokyo-1, công ty sẽ tăng tốc nghiên cứu của mình với các mô phỏng phân tử và mô hình ngôn ngữ lớn cho generative AI thông qua phần mềm NVIDIA BioNeMo.

“AI và các mô phỏng quy mô lớn có thể được sử dụng cho các ứng dụng bao gồm các hợp chất phân tử nhỏ, kháng thể, liệu pháp gen, liệu pháp tế bào, targeted protein degradation, engineered phage therapy và thuốc mRNA”. Kazuhisa Tsunoyama, người đứng đầu bộ phận giải pháp nghiên cứu kỹ thuật số, tin học và phân tích nâng cao tại Astellas cho biết.

“Bằng việc cho phép chúng tôi tận dụng tối đa những tiến bộ gần đây trong công nghệ mô phỏng và AI, Tokyo-1 sẽ là một trong những nền tảng mà Astellas có thể đạt được TẦM NHÌN về tương lai của nghiên cứu dược phẩm.”

Daiichi Sankyo có trụ sở tại Tokyo sẽ sử dụng Tokyo-1 để thiết lập quy trình khám phá thuốc tích hợp đầy đủ AI và học máy (ML).

Takayuki Serizawa, nhà nghiên cứu cấp cao tại Daiichi Sankyo cho biết: “Bằng cách áp dụng AI và tài nguyên GPU tiên tiến của Tokyo-1, chúng tôi sẽ có thể thực hiện các tính toán quy mô lớn để đẩy nhanh nỗ lực khám phá thuốc của mình”. “Những tiến bộ này sẽ mang lại giá trị mới cho các bệnh nhân bằng cách cải thiện việc phân phối thuốc và có khả năng cho phép cá nhân hóa thuốc.”

Ono Pharmaceutical, có trụ sở tại Osaka, tập trung vào khám phá thuốc trong lĩnh vực ung thư, miễn dịch học và thần kinh học.

Hiromu Egashira, giám đốc của Drug Discovery DX Office thuộc bộ phận công nghệ khám phá thuốc tại Ono cho biết: “Việc đào tạo các mô hình AI đòi hỏi sức mạnh tính toán đáng kể và chúng tôi tin rằng tài nguyên GPU khổng lồ của Tokyo-1 sẽ giải quyết được vấn đề này.”

“Chúng tôi hình dung việc sử dụng siêu máy tính DGX của mình sẽ rất rộng, bao gồm mô phỏng chất lượng cao, phân tích hình ảnh, phân tích video và các mô hình ngôn ngữ.”

Ngoài ngành dược phẩm, Mitsui có kế hoạch giúp cho siêu máy tính Tokyo-1 có thể tiếp cận được với các công ty khởi nghiệp và công ty thiết bị y tế Nhật Bản và để kết nối khách hàng của Tokyo-1 với các giải pháp AI do các công ty khởi nghiệp chăm sóc sức khỏe toàn cầu phát triển trong chương trình NVIDIA Inception. NVIDIA cũng sẽ kết nối người dùng Tokyo-1 với hàng trăm khách hàng khoa học đời sống toàn cầu trong mạng lưới nhà phát triển của mình.

Theo NVIDIA

Nhất Tiến Chung (NTC) hiện là nhà cung cấp các giải pháp hạ tầng CNTT, Điện toán Hiệu năng cao (HPC) cho AI với kinh nghiệm kinh doanh phần cứng từ năm 2005. Chúng tôi là đối tác NPN cấp Elite (2022) chính thức của NVIDIA cho các hệ thống DGX (DGX A100, DGX Station A100) và hệ thống cụm siêu máy tính DGX SuperPOD với sức mạnh lưu trữ song song của DDN và kết nối mạng tốc độ cao từ hãng Mellanox (thuộc NVIDIA).

____
Bài viết liên quan