تقنية الحوسبة فائقة الأبعاد من إنتل تساعد الباحثين بجامعة كاليفورنيا في تتبع كوفيد-19 وتخصيص التوصيات

أصدرت مختبرات إنتل نتائج دراسة قام بها فريق البحث بجامعة كاليفورنيا - سان دييغو(UCSD) في مجال ما يُعرف بالحوسبة فائقة الأبعاد خلال الخمس سنوات الماضية بهدف حل تحديات الذاكرة وتخزين البيانات. قادت تاجانا سيمونيك روسينج، أستاذة في الجامعة، جهود البحث التى مكنت الفريق من تطوير منصة حوسبة فائقة الأبعاد (HD) جديدة تعد ثورة في أساليب تتبع كوفيد-19 وتقديم توصيات شخصية.
تكمن أهمية المنصة التي تم تطويرها بدعم من مختبرات إنتل، في قدراتها على أداء حسابات معقدة في الذاكرة والتخزين باستخدام قوة معالجة محدودة، وهو ما يجعلها مثالية للتطبيق في أنظمة مثل مراقبة مياه الصرف الصحي لكوفيد-19 والتوصيات الشخصية.
يعد البحث جزءًا من البرنامج المشترك للجامعات للإلكترونيات الصغيرة (JUMP)، والذي شرف على رعايته كل من أتحاد أبحاث أشباه الموصلاتSRC) ) ووكالة مشاريع البحث المتقدمة (DARPA) وشركاء أكاديميين وصناعيين، بما في ذلك مختبرات إنتل.
يمكن استخدام منصة حوسبة فائقة الأبعاد (HD) في حالة مراقبة مياه الصرف الصحي لكوفيد-19 لتتبع انتشار الفيروس من خلال تحليل عينات مياه الصرف الصحي، وهي طريقة أكثر كفاءة من حيث التكلفة وقابلية النمو لمراقبة الفيروس مقارنةً بالأساليب التقليدية مثل اختبارات الأفراد.
وكجزء من الدراسة، قامت جامعة كاليفورنيا - سان دييغو بالفعل باستخدام المنصة لتتبع انتشار كوفيد-19 في الحرم الجامعي بدلاً من اختبار ما يصل إلى 30,000 شخص يومياً، حيث قامت كلية الطب بإجراء دراسة جينوم تسلسل كوفيد-19 بمياه الصرف الصحي من خلال جمع العينات يومياً من 131 جهاز جمع عينات من مياه الصرف الصحي عبر 360 مبنى على الحرم الجامعي. قاد جهود الجمع والتحليل روب نايت، المدير المؤسس لمركز الابتكار في البيئة الميكروبية وأستاذ في الطب والهندسة البيولوجية وعلوم الحاسوب والهندسة. مكنت تقنيات الحوسبة فائقة الأبعاد من اكتشاف النشاط الفيروسي في مياه الصرف الصحي قبل ثلاثة إلى خمسة أيام مبكراً مقارنةً بالاختبارات الفردية، مما ساعد الجامعة في التعرف بسرعة أكبر على الأماكن التي تحمل الفيروس وإخطار سكان المباني بالحرم الجامعي، مما ساهم في منع تفشي الفيروس من خلال اكتشاف 85 في المائة من الحالات في وقت مبكر.
"تعد هذه التقنية الاسهل في الاستخدام من حيث الذاكرة والتخزين، والحل الأمثل لتشغيل معظم أعبائنا العملية هذه الأيام"، وفقًا لتصريحات تاجانا روسينج.
من خلال مقارنة التسلسلات الفيروسية، أعاد الفريق بناء أحداث انتقال الفيروس باستخدام FANTAIL، المسرع المبني على تكنولوجيا FPGA لحساب المسافات لتجميع الفيروسات. قدم FANTAIL تسريعًا بنسبة 56 مرة وتقليلًا بنسبة 168 مرة في استهلاك الطاقة مقارنةً بالطراز المتعدد الخيوط القائم على وحدة المعالجة المركزية Intel Core i7 ثماني النواة والمستخدم كقاعدة للقياس .
بالإضافة إلى مراقبة كوفيد-19، يمكن استخدام منصة الحوسبة فائقة الأبعاد (HD) أيضًا لتخصيص مقترحات تتعلق بالمنتجات للعملاء بناءً على تاريخ مشترياتهم، حيث تستطيع المنصة القيام بذلك بكفاءة أكبر من أنظمة التوصيات التقليدية وباستخدام عمليات أقل تعقيداُ.
حصلت جامعة كاليفورنيا - سان دييغو على جائزة المجلس الأمريكي للتعليم والاستثمارات للتحول المؤسسي لعام 2021، تكريماً على جهود الفريق واستخدامه للمنهج العلمي من أجل الحفاظ على معدل عدوى منخفض خلال الجائحة في انحاء الحرم الجامعي وفي وقت قياسي، من خلال برنامج "العودة للتعلم" الذي شمل مكافحة المخاطر واكتشاف الفيروس والتدخل. ويُعتبر البرنامج الآن نموذجًا للممارسة الجيدة للمؤسسات التعليمية في جميع أنحاء البلاد.
لا تزال منصة الحوسبة فائقة الأبعاد (HD) قيد التطوير، لكن لديها الإمكانية لتحقيق ثورة في طريقة تتبع كوفيد-19 وتقديم التوصيات الشخصية. المنصة تُستخدم بالفعل من قبل جامعة كاليفورنيا - سان دييغو، ومن المتوقع أن يتم استخدامها من قبل جامعات ومؤسسات أخرى في المستقبل.