Siêu máy tính mới giúp tăng tốc nghiên cứu bệnh tim và đại dịch tương lai tại Singapore

Singapore – Một hệ thống siêu máy tính tầm cỡ quốc gia mới được xây dựng để tăng tốc độ nghiên cứu y tế bằng cách sử dụng các bộ dữ liệu bệnh nhân khổng lồ và phức tạp, dự kiến sẽ ra mắt trong năm nay.

Một trong những dự án đầu tiên khai thác hệ thống siêu máy tính này là giúp thiết kế một thuật toán phân tích dữ liệu lâm sàng và dữ liệu hình ảnh chụp tim và võng mạc cho các bệnh nhân tim mạch, nhằm xác định những trường hợp khẩn cấp nhất có thể được ưu tiên xử lý khẩn cấp. Hệ thống đang được phát triển bởi Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia (National Supercomputing Centre, NSCC) và SingHealth.

Mặc dù được đặt tại khuôn viên của Bệnh viện Đa khoa Singapore, nhưng nó sẽ mở ra cho tất cả các cơ sở y tế khác trên toàn quốc để sử dụng.

Giải pháp hạ tầng Deep Learning, Trí tuệ Nhân tạo - AI

Các thỏa thuận đã được ký kết giữa NSCC, SingHealth và nhà sản xuất chip cho siêu máy tính Mỹ NVIDIA vào thứ Ba (ngày 1 tháng 3) tại sự kiện Supercomputing Asia 2022, diễn ra tại trung tâm hội nghị Suntec.

Theo các thỏa thuận, NVIDIA sẽ cung cấp quyền truy cập vào các công cụ phần mềm và mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) để nghiên cứu y tế.

Siêu máy tính này dự kiến sẽ ứng dụng AI và được các bác sĩ lâm sàng sử dụng để tìm hiểu và điều trị bệnh. Trong khi các hệ thống máy tính thông thường có thể mất nhiều ngày để đào tạo xong mô hình AI với các bộ dữ liệu bệnh nhân, thì siêu máy tính này có thể thực hiện điều đó chỉ trong vài giờ.

Ông Bernard Tan, giám đốc chiến lược, lập kế hoạch và triển khai của NSCC, cho biết: “Chúng tôi kỳ vọng siêu máy tính sẽ có tốc độ gấp 100 lần so với một máy tính thông thường”.

Việc có siêu máy tính trong tay cũng sẽ giúp tiết kiệm thời gian đáng kể vì dữ liệu không phải gửi đến các hệ thống máy tính hiệu suất cao (HPC) của bên thứ ba để phân tích, một quá trình có thể mất hàng giờ đến vài ngày. Để bảo vệ quyền riêng tư của bệnh nhân, dữ liệu của họ sẽ được ẩn danh nên sẽ không có tên và số NRIC gắn kết với thông tin.

Ngoài lĩnh vực y tế, các siêu máy tính tương tự như của NSCC đã được sử dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu khác, bao gồm biến đổi khí hậu, giám sát thời tiết, quy hoạch đô thị và nghiên cứu vật liệu.

Siêu máy tính mới cũng sẽ được sử dụng để đào tạo công cụ AI, được sử dụng trong Apollo, một dự án AI quốc gia nhằm phân tích ảnh quét các động mạch tim để xác định xem bệnh nhân có mắc bệnh tim mạch hay không.

Trong khi một bác sĩ có thể mất vài giờ để phân tích một ảnh quét, việc phân tích hình ảnh này có thể được hoàn thành bằng Apollo chỉ trong vòng 10 phút. Điều này sẽ giải phóng thời gian cho các bác sĩ lâm sàng tập trung vào các công việc quan trọng khác như chăm sóc bệnh nhân.

Apollo là sự hợp tác giữa Trung tâm Tim mạch Quốc gia Singapore của SingHealth; Trường Y Duke-NUS; Cơ quan Khoa học, Công nghệ và Nghiên cứu; Bệnh viện Đại học Quốc gia và Bệnh viện Tan Tock Seng.

Siêu máy tính này cũng có thể đào tạo các mô hình AI khác, chẳng hạn như mô hình đang được sử dụng cho một dự án nhận diện “neoantigens” – các loại protein mới có đột biến được tìm thấy trên tế bào ung thư.

Bằng cách tìm hiểu những protein này là gì, các nhà nghiên cứu có thể phát triển vắc-xin để kích thích sản xuất các kháng thể có thể nhắm mục tiêu và tiêu diệt tế bào ung thư.

Việc nhắm mục tiêu chính xác như vậy làm giảm tác dụng phụ của liệu pháp điều trị ung thư, không giống như các phương pháp điều trị ung thư thông thường thường ít chính xác hơn và có thể gây hại cho các tế bào không phải ung thư.

Trung tâm Ung thư Quốc gia đang làm việc trong dự án AI này để phát triển các phương pháp điều trị có thể ngăn ngừa tái phát ung thư gan.

Nhưng trong tương lai, công nghệ này có thể được sử dụng để phát triển vắc-xin chống lại các bệnh như cúm và những bệnh do coronavirus gây ra như Covid-19, khiến nó trở thành một công cụ quan trọng trong việc chuẩn bị cho các mối đe dọa về đại dịch trong tương lai.

Phát biểu tại sự kiện hôm thứ Ba, Bộ trưởng Cấp cao của Bộ Thông tin và Truyền thông Singapore Janil Puthucheary nói rằng cơ sở hạ tầng siêu máy tính của Singapore đã giúp hỗ trợ các nỗ lực nghiên cứu Covid-19 của đất nước.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu ở đây đã phát triển một mô phỏng mô phỏng chính xác hơn sự lây lan của các giọt nhỏ khi một người mắc bệnh Covid-19 ho trong môi trường nhiệt đới của Singapore.

Các nhà khoa học đã làm việc với NSCC để cung cấp dữ liệu quá khứ về coronavirus vào một siêu máy tính để tạo ra mô phỏng.

Nó đã giúp các nhà chức trách hoạch định các biện pháp quản lý an toàn để hạn chế sự lây lan của Covid-19.

Giá thành của siêu máy tính SingHealth-NSCC hiện chưa được tiết lộ. Tuy nhiên, một siêu máy tính trước đó có tên là Aspire 2a cũng của NSCC đã tốn 40 triệu USD để xây dựng.

Siêu máy tính mới được đưa ra sau một thông báo tương tự vào tháng 12 năm ngoái rằng NSCC và Hệ thống Y tế Đại học Quốc gia đang xây dựng một siêu máy tính để thúc đẩy nghiên cứu Covid-19 và các lĩnh vực khác trong ngành y tế.

Trong đó bao gồm việc sử dụng siêu máy tính này để đào tạo các công cụ AI nhằm dự đoán diễn tiến mà tình trạng của bệnh nhân có thể trải qua trong tương lai. Hệ thống này dự kiến sẽ sẵn sàng đưa vào sử dụng vào giữa năm nay.

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

Vanito Hoang