11月17日，美國計算機協(xié)會（ACM）公布2022年度戈登貝爾新冠特別獎評選結(jié)果，鵬城實驗室聯(lián)合北京大學、山東大學，在鵬程·神農(nóng)生物信息研究平臺上完成的“領(lǐng)先于病毒的進化——通過人工智能模擬預測未來高風險新冠病毒變異株”研究項目成功入圍該獎，也是本次入圍唯一來自中國的團隊。鵬城實驗室聯(lián)合團隊于眾多世界級頂尖強隊中脫穎而出，名列前茅，足見中國人工智能在計算集群和科研創(chuàng)新領(lǐng)域走在世界前列。
鵬程·神農(nóng)是由鵬城實驗室為首的聯(lián)合攻關(guān)團隊，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)學領(lǐng)域的新一代數(shù)據(jù)密集型生命科學精準計算平臺。該平臺依托生物大數(shù)據(jù)、計算生物學理論和技術(shù)、人工智能算法和計算集群實現(xiàn)新型藥物的篩選與創(chuàng)制、病毒演化預測、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測、小分子生成、靶點與小分子相互作用預測、新抗菌多肽設計與效果評價。
基于昇騰AI基礎(chǔ)軟硬件的“鵬城云腦Ⅱ”為該成果提供E級超大規(guī)模AI算力，支撐團隊設計業(yè)界首個面向新冠病毒RBD區(qū)域變異的全環(huán)節(jié)模擬流程，實現(xiàn)了對高風險變異株的演化模擬及精準預測，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。團隊在兩天內(nèi)實現(xiàn)了新冠病毒Alpha、Beta、Gamma、Delta、Omicron BA.5等主流毒株的變異模擬，且可以準確預測大多數(shù)的高風險監(jiān)測變異株，包括BF.7、BQ.1、BA.4.6等。
圖1.業(yè)界首個面向新冠病毒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)平臺在兩天內(nèi)實現(xiàn)了對高風險變異株的演化模擬和精準預測
該成果以6.3×1022次運算換來了較病毒進化5個月的時間領(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現(xiàn)對突發(fā)疫情的快速響應，而潛在高風險變異株的預測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。
戈登貝爾獎是國際上高性能計算應用領(lǐng)域的最高學術(shù)獎項，被稱為“超算領(lǐng)域的諾貝爾獎”，由ACM每年評選和頒發(fā)。由于新冠疫情的暴發(fā)，ACM于2020年首次設立了戈登貝爾獎新冠特別獎（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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