Pierwszy japoński AI Supercomputer dla przemysłu farmaceutycznego

Po możliwości, jakie niesie za sobą wykorzystywanie sztucznej inteligencji sięgają dziś niemal wszystkie branże gospodarki. Od wielu już lat AI znajduje się w obszarze dużego zainteresowań branży medycznej, która dzięki nowoczesnym i superszybkim komputerom rewolucjonizuje sposób funkcjonowania opieki zdrowotnej, a także badanie i odkrywanie nowych leków oraz metod leczenia. Jak sztuczna inteligencja pomaga w rozwoju przemysłu farmaceutycznego? Jak proces ten wspiera pierwszy japoński superkomputer NVIDIA DGX?

Zastosowanie sztucznej inteligencji w przemyśle farmaceutycznym

Nie da się ukryć, że system ochrony zdrowia – tak w Polsce, jak i w większości krajów na świecie – nie działa idealnie. Procesy zachodzą często w sposób chaotyczny, długie kolejki są niemal standardem, a sam przebieg leczenia jest nierzadko szybki i niedbały ze względu na niedobory kadrowe oraz chroniczny brak niezbędnego finansowania. Między innymi z tych względów branża medyczna, a także przemysł farmaceutyczny tak chętnie sięgają po nowoczesną technologię, która pozwala nie tylko na poprawę efektywności działania ochrony zdrowia, ale również wspieranie wielu procesów decyzyjnych, rozpoznawanie jednostek chorobowych, monitorowanie w czasie rzeczywistym stanu zdrowia pacjentów czy też usprawnienie procesu testowania i rozwijania nowych leków oraz metod leczenia.

Sztuczna inteligencja już dziś wspiera lekarzy w codziennej pracy – analizuje zdjęcia rentgenowskie czy wyniki pacjentów i na tej podstawie, z niezwykle wysoką skutecznością, rozpoznaje nadchodzące zagrożenie i podejmuje odpowiednie środki zaradcze, a także identyfikuje schorzenia czy zmiany chorobowe, które mogą zostać niezauważone lub pominięte przez specjalistów. Można tym samym stwierdzić, że AI coraz częściej „ręka w rękę” współpracuje ze specjalistami z zakresu medycyny. W wielu zadaniach ich wyręcza, wspiera proces decyzyjny i pełni rolę dodatkowej pary „oczu”, która sprawia, że pominięcie nawet drobnych szczegółów i niepokojących zmian jest niemal niemożliwe.

Zastosowanie sztucznej inteligencji w przemyśle farmaceutycznym być może nie jest tak obrazowe, jak jej wykorzystanie w opiece zdrowotnej, jednak nie zmienia to faktu, że od dłuższego czasu AI przyczynia się również do rozwoju nowych leków i terapii. Proces ich powstawania jest niezwykle złożony i czasochłonny. Wymaga przeprowadzenia wielu analiz i prób. Dzięki ogromnym mocom obliczeniowym zaawansowane algorytmy są w stanie wykonać znaczną część pracy naukowców w ułamkach sekund i w ten sposób wspierać ich w codziennej pracy. Taki też cel przyświecał autorom projektu Tokyo-1, który ma zapewnić technologiczne wsparcie japońskim liderom farmaceutycznym, by mogli efektywnie wykorzystywać modele sztucznej inteligencji do odkrywania leków.

Projekt Tokyo-1 i Superkomputer AI od NVIDIA

Za projektem Tokyo-1 stoją Mitsui & Co., Ltd., jeden z największych japońskich konglomeratów biznesowych, oraz NVIDIA. Do oficjalnego ogłoszenia nawiązanej współpracy doszło w marcu bieżącego roku podczas globalnej konferencji – NVIDIA GTC, poświęconej tematyce sztucznej inteligencji. Wydarzenie to stało się również doskonałą okazją do zaprezentowania światu superkomputera NVIDIA DGX AI, który zgodnie z założeniami projektu Tokyo-1 będzie dostępny dla japońskich firm farmaceutycznych i start-upów. Wszystko po to, by przyspieszyć rozwój japońskiego przemysłu farmaceutycznego. Jego wartość szacuje się obecnie na 100 miliardów dolarów, co czyni go trzecim co do wielkości na świecie, zaraz po Stanach Zjednoczonych i Chinach.

„Japońskie firmy farmaceutyczne są ekspertami w badaniach laboratoryjnych mokrych, ale nie wykorzystały jeszcze wysokowydajnych obliczeń i sztucznej inteligencji na dużą skalę” – wyjaśniał Yuhi Abe, dyrektor generalny działu cyfrowej opieki zdrowotnej w firmie Mitsui. „Dzięki Tokyo-1 tworzymy centrum innowacji, które umożliwi przemysłowi farmaceutycznemu przekształcenie krajobrazu dzięki najnowocześniejszym narzędziom do przyspieszanego przez sztuczną inteligencję odkrywania leków”.

Co konkretnie zakłada projekt Tokyo-1? Przede wszystkim dostęp do potężnych węzłów NVIDIA DGX H100 obsługujących symulacje dynamiki molekularnej, procesy szkolenia dużych modeli językowych, chemię kwantową, a także modele generative AI, które są w stanie tworzyć nowe struktury molekularne dla potencjalnych leków. Użytkownicy Tokyo-1 mogą również sięgać po duże modele językowe i szkolić je na danych chemicznych, strukturach białkowych, DNA i RNA za pośrednictwem oprogramowania i usługi NVIDIA BioNeMo, stworzonych specjalnie z myślą o wykrywaniu nowych leków. Inicjatywa obejmie również profesjonalne warsztaty i szkolenia techniczne w zakresie przyspieszonych obliczeń i sztucznej inteligencji na potrzeby branży farmaceutycznej.

NVIDIA DGX AI Superkomputer

Zainteresowanie branży inicjatywą Tokyo-1 od samego początku jest bardzo duże. Wiodące firmy farmaceutyczne w Japonii – w tym m.in. Ono Pharmaceutical, Daiichi-Sankyo czy Astellas Pharma – już wyraziły zainteresowanie projektem i podkreśliły, jak ważne są dziś innowacyjne rozwiązania cyfrowe nie tylko w obszarze badań i rozwoju, ale również sprzedaży czy produkcji. Istotną przeszkodą w dynamicznym rozwoju była dotychczas dostępność infrastruktury, oferującej potężną moc obliczeniową i mogącej wspierać obliczenia prowadzone na bardzo dużą skalę.

Problem z szybkim rozwijaniem i zatwierdzaniem nowych leków dostrzeżono szczególnie w czasie pandemii COVID-19, kiedy to wiodące firmy farmaceutyczne dokładały wszelkich starań, by wygrać wyścig na opracowanie skutecznych szczepionek. Japońskie środowisko farmaceutyczne uzmysłowiło sobie wówczas, że skuteczne konkurowanie na światowych rynkach wymaga zaprzężenia do pracy nowoczesnej technologii, która powinna wspierać codzienną pracę naukowców.

Projekt Tokyo-1 i superkomputer NVIDIA DGX AI mają za zadanie skutecznie zaadresować problemy branży – dostarczyć niezbędne wsparcie techniczne i ogromną moc obliczeniową, która sprosta współczesnym wymaganiom i pozwoli istotnie przyspieszyć procesy opracowywania nowych leków i ich zatwierdzanie. Superkomputer Tokyo-1 w swojej pierwszej iteracji oferuje aż 16 systemów NVIDIA DGX H100, z których każdy dysponuje aż ośmioma procesorami graficznymi NVIDIA H100 Tensor Core. Na tym jednak nie koniec – planowane jest uzupełnianie systemu kolejnymi węzłami wraz z rozwojem projektu i rosnącymi potrzebami branży.