No todos los héroes llevan capa, pero algunos sí procesadores: superordenadores contra virus

Informática de alta computación contra el coronavirus. Hace mucho tiempo que la tecnología tiene en la medicina uno de sus campos objetivos. El reto es que los recursos de computación puedan ayudar en el análisis e investigación de diferentes enfermedades y sus posibles tratamientos y curas.

La pandemia del COVID-19 no es ajena a este movimiento. De hecho, hay varios movimientos con los que se persigue aunar estos recursos de alta computación para luchar contra esta enfermedad.

Uno de ellos es el COVID-19 High Performance Computing Consortium, cuyo objetivo es ayudar con recursos informáticos de alto rendimiento, servicios y habilidades a los investigadores de COVID-19 a ejecutar programas complejos de investigación computacional, de modo que se aumenten masivamente la velocidad y la capacidad de la investigación sobre el coronavirus.

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Cómo Barcelona lanzó el primer simulador

Desde España también se está contribuyendo, tanto en investigación científica como en recursos computacionales, a investigar esta enfermedad.

Así, los investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid, el Centro de Supercomputación de Barcelona y el Instituto de Salud Carlos III a través del CIBER en Epidemiología y Salud Pública han probado una nueva implementación de un modelo epidemiológico diseñado específicamente para proporcionar una solución escalable con la que analizar el COVID-19.

La herramienta utilizada, denominada EpiGraph, no es nueva. De hecho, fue lanzada en 2011 como una forma de modelar la propagación del virus de la gripe. En su desarrollo, los investigadores utilizaron datos demográficos e interacciones individuales extraídas de las redes sociales para crear una «red de interconexión realista» que comprendiera a cada individuo en una población.

Esta red de interconexión solo tenía en cuenta factores como la profesión, la edad y el género. Pero se le añadió un «simulador escalable y completamente distribuido» junto con un modelo del agente infeccioso. El simulador luego examinó cómo viajó el virus dentro de la red de personas para determinar la probabilidad de infección.

Ahora, se ha implementado de nuevo esta herramienta EpiGraph para aplicarla al COVID-19. En ella, se han incluido parámetros aún más detallados: los individuos pueden caracterizarse como estudiantes, trabajadores, personas que se quedan en casa o ancianos, y los elementos epidemiológicos del modelo incluyen interacciones entre la enfermedad y factores relacionados con el clima, como temperatura y humedad.

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Todo esto, por supuesto, está destinado a abordar el análisis epidemiológico para el COVID-19, y también está diseñado para escalar con la informática de alto rendimiento.

Europa quiere su papel

El ecosistema europeo HPC (High Performance Computing o Informática de Alto Rendimiento) también quiere tener un papel relevante en la lucha contra el COVID-19. El denominado Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE), una asociación internacional sin fines de lucro con sede en Bruselas, está reuniendo a sus socios, a los centros de HPC y las infraestructuras de investigación para abrir sus instalaciones con acceso urgente y prioritario a los sistemas de HPC y otros recursos. El propósito: apoyar la investigación para combatir el coronavirus.

Cabe señalar que en estos momentos son 26 los países miembros cuyas organizaciones representativas tienen una infraestructura de supercomputación paneuropea que proporciona acceso a recursos y servicios informáticos y de gestión de datos para aplicaciones científicas y de ingeniería a gran escala al más alto nivel de rendimiento.

Lo que los superordenadores pueden hacer por la ciencia

En el fondo, este tipo de movimientos no son ajenos a otros relacionados con la ciencia. El Mare Nostrum, sin ir más lejos, ayuda a resolver algunos de los enigmas y problemas a los que se enfrenta la humanidad.

Gracias a estos centros, los investigadores tienen acceso remoto a la potencia informática (siempre que el proyecto reciba el correspondiente visto bueno). Los supercomputadores pueden resolver cálculos y ejecutar experimentos que llevarían meses o años completar con los sistemas informáticos tradicionales.

Los sistemas informáticos tradicionales y los centros de datos funcionan y realizan cálculos de forma independiente. Por el contrario, las computadoras de alto rendimiento pueden trabajar juntas y compartir cálculos de un lado a otro para procesar la información más rápidamente. Tales computadoras también son especialmente buenas para realizar investigaciones en áreas como la epidemiología y el modelado molecular porque los sistemas reflejan la interconectividad que existe en la naturaleza.

Cuando un proyecto de investigación recibe el visto bueno para usar estos recursos de alta computación, los centros conectan los investigadores con los mejores científicos informáticos para garantizar que las máquinas se utilicen de la manera más eficiente y efectiva posible. Los servicios y la potencia informática se proporcionarán gratuitamente a los investigadores.

El poder del big data

Tanto la pandemia como sus posibles tratamientos y soluciones vuelven a poner de relieve las posibilidades del big data. No basta con recopilar toda la cantidad de datos que estamos generando, sino que todo este volumen de información debe ser tratado, con la debida cautela, para rechazar aquello que no es válido y analizar los datos que sean de interés.

En este sentido, BGI Genomics (Instituto Genómico de Pekín, uno de los principales centros del mundo en genómica) se ha asociado con Intel y Lenovo para su investigación sobre el genoma del COVID-19. BGI Genomics podrá utilizar tecnologías de análisis computacional y genómico, incluido un clúster informático de alto rendimiento para procesar lecturas del secuenciador BGI DNBSeq-T7, así como experiencia técnica, para avanzar sus estudios en COVID-19, acerca de su virulencia, patrones de transmisión e interacciones huésped-patógeno. Esta investigación ayudará a BGI Genomics a optimizar los kits de diagnóstico COVID-19 e identificar posibles objetivos de medicamentos.

De nuevo, son estos superordenadores las máquinas más indicadas para poder hacer estos análisis y a la mayor velocidad posible en esta carrera contrarreloj para acabar o mitigar los efectos del virus más devastador de este siglo XXI.

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