La velocidad de la supercomputación resulta crucial en la carrera contra el COVID-19
Crédito: Brian McGowan a través de Unsplash
En la batalla contra el COVID-19, las supercomputadoras de la Universidad de Texas en Austin están en primera línea.
Históricamente, el Centro de Computación Avanzada de Texas (TACC, por sus siglas en inglés) ha servido al estado cuando ha sido llamado, utilizando recursos como Frontera, el sistema de computación más poderoso del mundo en un campus universitario, para trabajar en modelos mejorados para ataques químicos, el huracán Harvey, el virus del Nilo Occidental y la gripe porcina.
Ahora, TACC ha centrado sus esfuerzos en detener el COVID-19. Es una carrera armamentista para aplanar la curva y TACC proporciona la potencia de supercomputación necesaria para comprender mejor el virus y su propagación, exponer sus debilidades subyacentes y, en última instancia, contraatacar.
Las supercomputadoras son esenciales cuando se trata de combatir rápidamente una pandemia. Las supercomputadoras pueden realizar cálculos o simulaciones que a las computadoras normales les toma días, meses o incluso años en completarse en solo minutos u horas.
Por ejemplo, los recursos de supercomputación TACC se usaron para predecir la velocidad del brote de coronavirus cuando primero fue etiquetado como una epidemia. Ayudó a un estudio clave que descubrió rápidamente que el virus se propaga más rápido de lo previsto y, a veces, incluso antes de que las personas presenten síntomas.
Incluso antes de la COVID-19, el centro informático se creó para ayudar en momentos de crisis.
TACC tiene una herramienta existente que utiliza supercomputadoras para optimizar la respuesta de atención médica de emergencia, Texas Pandemic Flu Toolkit. Fue desarrollado por primera vez en 2012 en respuesta a la gripe porcina H1N1 y fue creado por un grupo de expertos biólogos, matemáticos, estadísticos, ingenieros e informáticos de UT. Este servicio simula la propagación de la gripe pandémica por el estado, pronostica la cantidad de hospitalizaciones y determina dónde y cuándo colocar los recursos de atención médica para maximizar las vidas salvadas.
Frontera es la quinta supercomputadora más poderosa del mundo y la supercomputadora más rápida en cualquier universidad. Frontera está ubicado en TACC en UT Austin y está financiado por la Fundación Nacional de Ciencias. Crédito: TACC
TACC y Lauren Ancel Meyers, profesora de biología integrativa y estadística y ciencias de la información en UT Austin, diseñaron una nueva infraestructura específicamente para el análisis de COVID-19 que ayudará al sistema de atención médica de Texas a preparar una respuesta rápida y específica. respuesta. El 31 de marzo, Meyers y su equipo publicaron un modelo que predice los resultados de la enfermedad en 22 ciudades de Texas según cuatro escenarios para diferentes niveles de distanciamiento social.
«La conclusión de este análisis es que el alcance de la las medidas de distanciamiento y nuestra voluntad de cumplirlas tendrán un impacto directo no solo en el destino del brote, sino también en nuestra capacidad para brindar atención médica vital a quienes la necesitan», dijo Meyers.
El nuevo COVID- 19 modelos, como Texas Pandemic Flu Toolkit, están destinados tanto a guiar la planificación antes de futuras pandemias como a proporcionar análisis rápidos para respaldar la toma de decisiones en tiempo real durante situaciones de emergencia.
«Este nuevo coronavirus siempre dar forma a nuestros enfoques y nuestra respuesta a las pandemias globales», dijo Kelly Gaither, directora de Health Analytics en TACC, quien encabeza esta empresa. «Quizás lo más importante que podemos hacer es armarnos con la información más reciente y actualizada y usar modelos para representar escenarios a priori, lo que nos permite responder de manera informada».
Los investigadores esperan que este trabajo sirva como base para el desarrollo de un patrimonio digital más amplio para la comunidad de investigación epidemiológica, sentando las bases desde los modelos hasta las soluciones técnicas para resolver futuros desafíos pandémicos.
Además de mejorar los brotes preparación para el estado, TACC está utilizando su ecosistema de supercomputadoras para acelerar el ritmo del descubrimiento científico del coronavirus a nivel mundial.
La semana pasada se anunció que TACC se uniría al Consorcio de Computación de Alto Rendimiento COVID-19, un red respaldada de líderes académicos y de la industria, agencias federales y laboratorios nacionales que perseveran por la misma causa: detener el virus y salvar vidas.
Romaro simuló la proteína de punta del SARS-CoV-2 del coronavirus Laboratorio de UC San Diego en la supercomputadora Frontera de TACC financiada por NSF en UT Austin. La visualización muestra la principal proteína viral involucrada en la infección por coronavirus de la célula huésped. Crédito: Rommie Amaro, UC San Diego
Científicos de EE. UU. están trabajando actualmente con TACC para crear un modelo informático masivo del virus de 200 millones de átomos que esperan que brinde información sobre cómo infecta exactamente el cuerpo humano. Este trabajo se basa en otros modelos anteriores que también se prepararon con TACC, incluidas las simulaciones del virus de la influenza a escala atómica.
Las simulaciones a estos niveles son extremadamente complejas y tienen un tamaño masivo, lo que significa que simplemente no son factibles sin una alta potencia. , sistemas de alta velocidad.
Los recursos de supercomputación como los que ofrece TACC permiten a los investigadores pensar en grande y con más audacia, permitiéndoles ejecutar cálculos y experimentos más detallados a velocidades aún más rápidas.
» Es una prueba brillante de nuestros métodos y nuestras habilidades para adaptarnos a nuevos datos y ponerlos en funcionamiento de inmediato», dijo Rommie Amaro, profesor de la Universidad de California en San Diego e investigador que dirige los esfuerzos para crear el modelo de COVID-19.
Amaro dice que el desarrollo de este modelo completo permitirá a los investigadores comprender cómo el virus interactúa con otros componentes y funciones celulares importantes, lo que espera exponga sus vulnerabilidades.
Inmediatamente, esta nueva información ción ayudará en el diseño de nuevos medicamentos y vacunas, y a largo plazo, los investigadores comprenderán mejor cómo la subcategoría de coronavirus de virus (que incluye SARS y MERS) infecta en general.
Los científicos ya han tomado la primeros pasos, probando los componentes iniciales de la simulación y optimizando el código a medida que avanzan para detener la pandemia.
«TACC se enorgullece de apoyar esta investigación crítica e innovadora», dijo Dan Stanzione, director ejecutivo de TACC. «Seguiremos apoyando las simulaciones y otros trabajos importantes relacionados con la comprensión y la búsqueda de una forma de vencer esta nueva amenaza».
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