Tegoroczna Konferencja Supercomputing Frontiers Europe była powszechnie dostępna online. Przez koronawirusa czy dzięki niemu. O czym rozmawiano?
W ciągu trzech dni konferencji (23-25 marca) ponad 20 zaproszonych wybitnych mówców z całego świata wygłosiło przemówienia na tematy z wielu dziedzin nauki i technologii. Program dopełniło ponad 20 wybranych prac oraz prezentacji przedstawicieli start-upów technologicznych i liderów rynku komputerowego. Wszystko z oczywistego powodu – pandemii COVID-19 – odbyło się online.
– Nad specjalnym programem tej konferencji pracowaliśmy bardzo długo, w niektórych przypadkach zorganizowaliśmy udział kluczowych mówców z dwuletnim wyprzedzeniem, a gdy cały program został sfinalizowany, wybuch epidemii koronawirusa zniweczył nasz plan przeprowadzenia konferencji w pięknym Centrum Nauki „Kopernik” – mówi dr Marek Michalewicz, dyrektor ICM* i twórca serii konferencji Supercomputing Frontiers. – Stworzyło to nową możliwość przekształcenia naszej konferencji z niszowego, specjalistycznego spotkania z ograniczoną liczbą uczestników w wydarzenie łatwo dostępne dla wszystkich zainteresowanych tą tematyką w dowolnym miejscu na świecie. Jedynym wymogiem był dostęp do internetu.
Maszyny na wirusy
Do czego przydają się dziś superkomputery? Wykorzystywane są w tak wielu dziedzinach nauki i inżynierii, że trudno to zliczyć.
Wśród występujących prelegentów byli choćby i fizycy kwantowi, i genetycy. Wielkie moce obliczeniowe są bowiem dziś potrzebne w każdej dziedzinie, w której zachodzi potrzeba przetwarzania ogromnej ilości danych, takie jak biologia obliczeniowa, bioinformatyka, genomika i metagenomika (mikrobiom) czy transkryptomika (pojedynczej komórki).
Przykład? 800 milionów ludzi na świecie, głównie w Afryce, zależy od upraw manioku. Gdy rośliny są zdrowe, dają kilkadziesiąt ton pożywnych – bo bogatych w skrobię – zbiorów z jednego hektara. Zdarza się, że uprawę trapią patogeny – a żeby móc im zaradzić, trzeba wiedzieć, jakie. Przed epoką superkomputerów każdą próbkę pobraną z chorej rośliny trzeba było analizować ręcznie na obecność konkretnego wirusa. Cały proces potrafił trwać nawet do pół roku. Dziś cały proces przeprowadza się na miejscu i trwa zaledwie około dwóch godzin.
To dzięki superkomputerom, które przeanalizowały genetyczne markery wielu występujących wirusów, których dane są teraz dostępne dla badaczy. A technologia diagnostyczna, o której opowiadała dr Laura Boykin z Cassava Virus Action Project, pozwala na diagnostykę różnych wirusów (w tym HIV czy SARS-CoV-2) na miejscu i bez konieczności transportu próbek do laboratorium. (Niedawno opisywaliśmy, że urządzenie do szybkiej i taniej identyfikacji patogenów, m.in. koronawirusów, powstaje także w laboratoriach we Wrocławiu).
Superkomputery to nie wszystko
Tematem szóstej edycji SCFE2020 była też sztuczna inteligencja. To metodologia wspierająca dziś wiele dziedzin naukowych: od inżynierii przez biologię i chemię po fizykę. Ze względu na ilości danych potrzebnych do trenowania sieci neuronowych sztuczna inteligencja sama wykorzystuje czasem superkomputery.
Połączenie tradycyjnych obliczeń superkomputerowych z sieciami neuronowymi dodatkowo zaś przyspiesza pracę. Przydaje się w astrofizyce, fizyce przepływów, modelowaniu systemów złożonych.
– Jest wiele niezbadanych w nauce zjawisk. Połączenie sztucznej inteligencji z obliczeniami superkomputerów może pomóc je zbadać – mówił Eliu Huerta, szef Center for Artificial Intelligence Innovation w National Center for Supercomputing Applications Uniwersytetu Illinois.
Nie są to tylko problemy stricte naukowe, jakich spodziewalibyśmy się w laboratoriach genetyków, astrofizycznych obserwatoriach czy fizycznych akceleratorach cząstek. Sztuczna inteligencja może rozwiązywać bardzo praktyczne problemy.
Wilhelmina Nekoto, astrofizyk i inżynier z Namibii, której pasją jest ochrona dzikiej przyrody, opowiadała, jak sztuczna inteligencja pomaga śledzić kłusowników w Afryce. Na podstawie danych z dronów i kamer odpowiednie algorytmy uczenia maszynowego uczą się rozpoznawać na przykład nosorożce, strażników rezerwatów i osoby postronne. Algorytmy mogą też nauczyć się przewidywać trasy, którymi poruszają się kłusownicy, co ułatwia typowanie miejsc do patroli.
Nie brakuje też zastosowań sztucznej inteligencji w medycynie. Yufang Deng ze Stony Brook University prezentował, jak sieci neuronowe pomagają w modelowaniu i klasyfikacji płytek krwi. Prof. Ron Knight z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego opowiadał zaś o zastosowaniu ich w modelowaniu mikrobiomu, czyli złożonej sieci bakterii, które zasiedlają nasze organizmy. Jak skomplikowana jest nasza zależność od bakterii, ilustrował, przytaczając dane naukowe wskazujące, że od lat ubywa przypadków typowych infekcji trapiących ludzkość od stuleci. W tym samym tempie przyrasta zaś liczba chorób cywilizacyjnych oraz chorób z autoagresji, gdy układ odpornościowy zwraca się przeciwko nam.
Sieci neuromorficzne i kwantowy internet
Gościem konferencji SCFE2020 był też prof. James Gimzewski z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. Opowiadał o tym, jak wraz zespołem kilka lat temu odkryli, że sieci neuronowe stworzone z miniaturowych srebrnych drucików zaskakująco przypominają działaniem mózg (co opisywaliśmy w styczniu tego roku). Już teraz mogą modelować niektóre zjawiska, na przykład natężenie ruchu (zespół ma już za sobą udane symulacje wzorców ruchu ulicznego w Los Angeles za pomocą takich układów).
Na konferencji mówiono też o nowych i powstających architekturach komputerowych oraz komunikacji kwantowej i przyszłym kwantowym internecie. Jeśli powstanie, pozwoli nam na przesyłanie danych, których nikt nie będzie mógł przechwycić. Pierwsze nieśmiałe próby w tym zakresie już trwają. Na konferencji Supercomputing Frontiers każdy mógł zajrzeć za zasłonę przyszłości.
*Organizatorem konferencji Supercomputing Frontiers Europe 2020 było Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego.
Portal sztucznainteligencja.org.pl był patronem medialnym wydarzenia.