terça-feira, 3 de março de 2015

Como uma matriz HPC ajuda a humanidade destruir o vírus Ebola


Comentário doenças mortais como Ebola são assustadores. Eles matam as pessoas de maneiras horríveis e destruir a capacidade das comunidades de acolhimento "para lutar contra a propagação do vírus. Agências de combate do surto tiveram que entender onde o surto está se espalhando, onde as comunidades em seu caminho são os mais vulneráveis ​​e onde concentrar seus esforços de contenção de tratamento e de delimitar as áreas afetadas.


Ebola virion vírus

Vírus Ebola






Com tal vírus rápido movimento que tem sido necessário o uso de simulações de computador para modelar como o vírus infecta as populações e avaliar como diferentes ações efetivas, como a estação de tratamento local, medidas de isolamento, os níveis de contacto, as atualizações de hospitais e programas de educação de higiene pode ser.


Em outras palavras, para avaliar onde é melhor concentrar os recursos a fim de limitar o número de pessoas que morrerão em decorrência da epidemia de Ebola.


O que está feito é usá-lo para simular uma população humana em áreas como a Libéria, Mali, Guiné e em outros lugares, junto com as características que incentivam - e inibem - propagação de Ebola. O objetivo é criar um modelo de propagação da doença, que é o mais próximo possível para a história do surto Oeste Africano real.


Você redefinir o modelo até que ele é o mais próximo ao que aconteceu possível. Então você adiciona na doença contra-medidas, tais como educação para a higiene pública, restrições de viagem e assim por diante, e prever o que vai acontecer em seguida, como resultado de sua aplicação.


Este trabalho foi realizado pelo Instituto de Bioinformática Virginia (VBI) com seus 250 cientistas e pessoal, que desenvolvem desenvolver ferramentas de genômica, proteômica e bioinformática, bases de dados e modelos computacionais. Eles começaram a trabalhar em julho de 2014 com o objectivo de desenvolver uma melhor compreensão de como responder ao surto de Ebola, que, a partir de fevereiro de 2015, já infectou 22.000 pessoas e causou cerca de 9.000 mortes.


A equipe VBI trabalhou com outros órgãos, como o Departamento de Ameaça de Defesa de Defesa Reduction Agency (DTRA), o americano National Institutes of Health (NIH), a Organização Mundial da Saúde (OMS) e Ministério da Saúde (MS) da África Ocidental para prever a propagação da doença e reduzir e combater os riscos de que se deslocam fora das regiões infectadas para outras partes do mundo.


VBI cientistas criaram um conjunto adaptável das populações sintéticas globais com dados demográficos detalhados, estruturas familiares, padrões de viagens e atividades para ajudar a modelar o que poderia acontecer como os spreads de surto. Estas populações sintéticas espelhar censo real, social, de trânsito e de telecomunicações padrões de dados a partir das populações-alvo.


Ebola_outbreak_modelling

É complexo de TI, com milhões de simulações aplicadas a dezenas de modelos computacionais e motores de simulação para determinar a melhor forma de responder no chão. Alguns modelos requerem uma grande quantidade de dados, enquanto outros têm um fluxo constante de informações que exige processamento paralelo. Quanto mais rápido esta modelagem pode ser feito e os seus resultados comunicados ao pessoal de campo, o surto contra-medidas mais eficazes serão.


Keith Bisset, um cientista de pesquisa sênior da VBI, disse; "Nós construímos cidades virtuais em níveis locais, regionais e globais, infundido com uma quantidade enorme de dados demográficos recolhidos a partir do censo, energia, telefone celular, transporte, redes sociais e outros dados. Nossa capacidade de expandir nosso quadro população nos permitiu passar para modelagem Ebola muito rapidamente. "


Um modelo envolveu uma população sintética dos EUA com eventos dentro dele monitorado ao longo de um período de modelo de 120 dias (o tempo não real). Alguns se o que parece simplesmente fantástico: a criação dessa população sintética US levou 12 segundos, e expandindo-o a uma escala global levaria tudo de seis minutos. Em seguida, você executar as simulações e isso leva tempo, com o armazenamento levando uma surra. Quanto mais rápida do sistema de armazenamento pode reagir, o melhor.


Bisset disse: "Apenas um exemplo da nossa população global exige 10TB, e poderíamos executar [a] de simulação 15 vezes com condições diferentes variantes."


A população sintética foi construído até o número mais de 750 milhões de pessoas. VBI usa seu núcleo 2.500 aglomerado Shadowfax computação para executar o trabalho de modelagem, juntamente com quase 1 PB de armazenamento. Isso foi implementado como um cluster de dois aparelhos DDN GRIDScaler utilizando GPFS para acesso do sistema de arquivos paralelo.


Os pesquisadores tiveram que escalar os modelos mais rapidamente eventos ocorreram como quando, por exemplo, a contagem de casos em Sierra Leone saltou exponencialmente em setembro de 2014. Os dados do Censo em partes da África Ocidental estava faltando e assim modelos VBI estruturadas com gatilhos sociais e ganchos com base em comportamento. Houve um feedback constante que ajudou a gerar uma enorme quantidade de dados.


O tempo de resposta pode ser crucial. Um exemplo foi quando VBI recebeu um telefonema do DOD na sexta-feira solicitando entrada em onde colocar novas unidades de tratamento de emergência na segunda-feira de manhã, quando os aviões de transporte militar estavam decolando. Os cientistas olharam para muitas variáveis ​​ao longo do fim de semana, incluindo a infra-estrutura rodoviária na África Ocidental, e identificadas "pontos quentes", onde novos focos foram pensados ​​para ser iminente.


É gratificante perceber que a nossa indústria de armazenamento bastante seco e seu vir-nos podem contribuir para situações de emergência do mundo real, como o surto de Ebola. Ebola está chegando agora sob controle e ter seus efeitos malignos reduzida. Spinning platters pode fazer a diferença. ®



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