11月17日，美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（ACM）公布2022年度戈登貝爾新冠特別獎(jiǎng)評(píng)選結(jié)果，鵬城實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合北京大學(xué)、山東大學(xué)，在鵬程·神農(nóng)生物信息研究平臺(tái)上完成的“領(lǐng)先于病毒的進(jìn)化——通過人工智能模擬預(yù)測(cè)未來高風(fēng)險(xiǎn)新冠病毒變異株”研究項(xiàng)目成功入圍該獎(jiǎng)，也是本次入圍唯一來自中國(guó)的團(tuán)隊(duì)。鵬城實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合團(tuán)隊(duì)于眾多世界級(jí)頂尖強(qiáng)隊(duì)中脫穎而出，名列前茅，足見中國(guó)人工智能在計(jì)算集群和科研創(chuàng)新領(lǐng)域走在世界前列。
鵬程·神農(nóng)是由鵬城實(shí)驗(yàn)室為首的聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，基于“鵬城云腦Ⅱ”超大規(guī)模算力集群和昇思MindSpore AI框架聯(lián)合打造，面向生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新一代數(shù)據(jù)密集型生命科學(xué)精準(zhǔn)計(jì)算平臺(tái)。該平臺(tái)依托生物大數(shù)據(jù)、計(jì)算生物學(xué)理論和技術(shù)、人工智能算法和計(jì)算集群實(shí)現(xiàn)新型藥物的篩選與創(chuàng)制、病毒演化預(yù)測(cè)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、小分子生成、靶點(diǎn)與小分子相互作用預(yù)測(cè)、新抗菌多肽設(shè)計(jì)與效果評(píng)價(jià)。
基于昇騰AI基礎(chǔ)軟硬件的“鵬城云腦Ⅱ”為該成果提供E級(jí)超大規(guī)模AI算力，支撐團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)業(yè)界首個(gè)面向新冠病毒RBD區(qū)域變異的全環(huán)節(jié)模擬流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)變異株的演化模擬及精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，每秒可生成、篩選超百萬條變異體，每天可生成、篩選超1011條變異體。團(tuán)隊(duì)在兩天內(nèi)實(shí)現(xiàn)了新冠病毒Alpha、Beta、Gamma、Delta、Omicron BA.5等主流毒株的變異模擬，且可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)大多數(shù)的高風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)變異株，包括BF.7、BQ.1、BA.4.6等。
圖1.業(yè)界首個(gè)面向新冠病毒RBD區(qū)域變異的AI模擬工作
圖2.依托“鵬城云腦Ⅱ”的大規(guī)模并行病毒變異模擬全流程
圖3.鵬程·神農(nóng)平臺(tái)在兩天內(nèi)實(shí)現(xiàn)了對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)變異株的演化模擬和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)
該成果以6.3×1022次運(yùn)算換來了較病毒進(jìn)化5個(gè)月的時(shí)間領(lǐng)先，在新冠病毒新變種不斷出現(xiàn)的情況下，大模型的快速部署有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)疫情的快速響應(yīng)，而潛在高風(fēng)險(xiǎn)變異株的預(yù)測(cè)則有助于疫苗和藥物研發(fā)的提前部署，為疫情防控決策提供有力支撐。
戈登貝爾獎(jiǎng)是國(guó)際上高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)，被稱為“超算領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)”，由ACM每年評(píng)選和頒發(fā)。由于新冠疫情的暴發(fā)，ACM于2020年首次設(shè)立了戈登貝爾獎(jiǎng)新冠特別獎(jiǎng)（ACM Gordon Bell Special Prize for HPC-Based COVID-19 Research）以表彰在“超算抗疫”方面取得的杰出研究成果。
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