Come possiamo utilizzare le tecnologie a ultrasuoni in modo che gli anticorpi terapeutici possano superare la barriera emato-encefalica e contrastare il morbo di Alzheimer? Cosa possono insegnarci i circuiti neurali dei moscerini della frutta sulla progettazione dei movimenti robotici? Perché l'infiammazione cellulare porta al cancro e come possiamo saperne di più immaginando cellule vive su scala nanometrica in tempo reale? In tutta l'Università del Queensland, i ricercatori creativi affrontano queste e altre domande difficili, spesso arrivando a scoperte che possono cambiare il mondo e la vita delle persone.

I team di ricerca che si occupano di queste tematiche si affidano al computer più veloce dell'Università con accelerazione GPU per svolgere il loro lavoro all'avanguardia. Progettato specificamente per workload scientifici e di AI ad alta intensità di imaging, questo supercomputer, insieme ad altri sistemi HPC dell'Università, necessita di un data storage estremamente veloce, scalabile e flessibile disponibile sempre e ovunque.

Per creare un percorso più rapido dall'inserimento agli insight, il Research Computing Centre (RCC) presso l'Università del Queensland ha tentato di implementare una strategia di storage uniforme e ad alte prestazioni e un'architettura in grado di supportare e gestire efficacemente l'acquisizione e l'analisi dei dati a livello universitario.

L'RCC desiderava una soluzione che non solo potesse soddisfare la crescita esponenziale del volume, della velocità e della varietà dei dati, ma che fornisse anche un rapido accesso ai dati. I ricercatori dell'Università generano dati strutturati e non strutturati utilizzando una varietà di sistemi informatici – dai desktop ai cluster HPC – e da una vasta gamma di strumenti scientifici, come scanner MRI, microscopi ottici e sequenziatori di DNA, spiega David Abramson, Director presso la RCC. "Il nostro paradigma sui dati è quello di conservarne una copia logica e poi riproporla in molti modi diversi, rendendo i dati disponibili quando un ricercatore ne ha bisogno e dove ne ha bisogno," afferma. Nel valutare le potenziali soluzioni, l'RCC ha cercato anche tecnologie che potessero espandersi in linea alle esigenze future dell'Università.

Con un data fabric uniforme dotato di tecnologie IBM Spectrum Scale come la gestione attiva dei file (AFM) per l'accesso ai file in tutta l'università, l'RCC è in grado di ottimizzare i tempi dei ricercatori e le risorse dell'università, centralizzando al contempo la gestione dei dati e controllando i costi IT. Nell'Università, i ricercatori ora dispongono di funzionalità di elaborazione e storage complete per supportare la creazione di enormi quantità di dati su larga scala ed eseguire workload complessi.

Con la larghezza di banda ampliata e l'IOPS disponibile sul dispositivo ESS, i team di ricerca che si affidano al sistema Wiener HPC possono elaborare i dati a velocità senza precedenti. "L'apprendimento automatico e l'AI sono al centro dell'attenzione con l'ESS GH14S che migliora il modo in cui vengono utilizzate le GPU del nostro supercomputer, consentendo ai ricercatori di fare di più nello stesso intervallo di tempo e accelerando i tempi di scoperta," afferma Carroll. In effetti, il nuovo array di storage ha prodotto un ROI in sole due ore, sulla base di miglioramenti delle prestazioni che consentono ai ricercatori di imaging medicale dell'Università di risparmiare centinaia di ore di elaborazione ogni settimana.

Al Queensland Brain Institute (QBI) dell'Università del Queensland, ad esempio, i neuroscienziati che studiano il morbo di Alzheimer hanno ridotto il tempo necessario per eseguire il loro workload di progetto, noto come analisi di elementi finiti, di circa il 74%, riducendo il tempo di esecuzione fino a 18,72 ore. Con una comprensione più approfondita della distribuzione delle onde a ultrasuoni sul cranio umano, i ricercatori possono sviluppare la tecnologia necessaria per superare la barriera emato-encefalica per la somministrazione dei farmaci. "È un'impresa molto complessa e richiede un'enorme quantità di potenza di elaborazione e storage," spiega Carroll.

In un altro caso, QBI e altri ricercatori che esaminavano i circuiti neurali nei moscerini della frutta hanno sviluppato metodi genetici per etichettare e manipolare i singoli tipi di neuroni. Con Wiener, possono elaborare rapidamente terabyte di video ad alta velocità dei minuscoli insetti quando sono in movimento, misurando movimenti precisi delle antenne, dell'addome e delle articolazioni su sei zampe. Con nuove conoscenze sul ruolo di ciascun neurone, possono comprendere meglio i principi che governano compiti motori complessi, come il muoversi e il volare.

All'Institute for Molecular Bioscience dell'Università del Queensland, i ricercatori che studiano l'infiammazione cellulare impiegano la microscopia a fogli leggeri reticolari per acquisire immagini 4D ad alta risoluzione di processi cellulari viventi. Visualizzate utilizzando un processo di modellazione matematica noto come microscopia a deconvoluzione, le immagini forniscono un punto di osservazione senza precedenti e in tempo reale su come si forma il cancro. La soluzione di storage Wiener contribuisce a rendere tutto ciò possibile, riducendo i tempi di deconvoluzione di oltre il 70%. L'RCC ha consentito ai ricercatori di risparmiare ulteriore tempo costruendo un portale di facile utilizzo per semplificare le attività di deconvoluzione.

"Dobbiamo fornire la migliore infrastruttura possibile per supportare un'enorme gamma di attività di ricerca. Data la crescita esponenziale dei dati, dobbiamo anche realizzare economie di scala," afferma Carroll. "IBM e Sundata contribuiscono a rendere possibile tutto ciò." 

Per più di un secolo, l'Università del Queensland (UQ) (link esterno a ibm.com) ha mantenuto una reputazione globale nella leadership nella conoscenza per un mondo migliore. Le classifiche più prestigiose e ampiamente riconosciute delle università mondiali posizionano costantemente l'Università del Queensland tra le migliori università del mondo. L'Università del Queensland ha anche vinto vari premi nazionali per l'insegnamento di qualsiasi altra università australiana. Questo impegno per un insegnamento di qualità consente ai nostri 53.600 studenti attuali, che studiano nei tre campus dell'università, di creare un cambiamento positivo nella società. La nostra ricerca ha un impatto globale, offerto da una comunità di ricerca interdisciplinare di oltre 1500 ricercatori nelle nostre sei facoltà, otto istituti di ricerca e più di 100 centri di ricerca.