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抗疫优先 全球科技厂展开史上最大动员
以运算力和制造力对抗新冠肺炎

【作者: 籃貫銘】2020年04月08日 星期三

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这会是一场科技与病毒的赛跑,全世界的科技公司正集结起来,运用各自与彼此的力量,协助生医学家在最短的时间内,找出能够完全抑制病毒的药剂和疫苗。


仅花费数天的时间,台湾就在第一时间推出了「即时囗罩地图」的服务,以因应全台人民购买囗罩的需要。此效率与完成度之高,获得了国人与国际间的满堂彩。然而很少人知道,这高效率的背後完全有赖於高性能运算(HPC)与开放资料(Open Data)的早期建设,也就是长期科技力量的累积,而这也是目前对抗新冠肺炎(COVID-19)最主要的一支队伍。


到目前为止,还没有人完全清楚此次的新冠状病毒是如何变化,又有几种变化,因此,全球的科学家们正尽全力设法解析出这个病毒所有的基因图谱,并期??藉此迅速开发出疫苗。


所以这是一场科技与病毒的赛跑,全世界的科技公司正集结起来,运用各自与彼此的力量,协助生医学家在最短的时间内,找出能够完全抑制病毒的药剂和疫苗。每缩短一分钟,就有可能多拯救一条、甚至更多人的性命。


加速解读病毒 高效能算力全面释出

就如同台湾的囗罩地图,要实现智慧高效的解决方案,优异的运算力是绝对不能少的一环。也因此,美国政府号召了官方与民间机构,组成了专门协助新冠病毒研究的高效能运算联盟「COVID-19 High Performance Computing Consortium」。



图一 : 美国政府号召了官方与民间机构,组成高效能运算联盟「COVID-19 High Performance Computing Consortium」,IBM是其中一员。(source:IBM)
图一 : 美国政府号召了官方与民间机构,组成高效能运算联盟「COVID-19 High Performance Computing Consortium」,IBM是其中一员。(source:IBM)

这个临危受命的组织,由美国能源部领头,集结了当今美国最具运算力的民间业者,包含IBM、亚马逊(Amazon Web Services)、Google、微软(Microsoft)与惠普(Hewlett Packard Enterprise),他们预计提供合计超过77万5千个CPU、3万4千GPU,总计每秒330 petaflops浮点运算的效能。等於36部台湾杉二号(9 petaflops)的算力。


他们将邀请范围内的研究学者(如生物资讯学,流行病学和分子建模等)提供与COVID-19有关的研究计画,之後由顶尖科学家和运算学者组成的审议小组进行评估,并依照对公共健康利益影响的层级,来提供所需的资源,以确保能在时间内发挥最大的效益。


除了衔命报国之外,亚马逊与微软还另外进行了其他的计画,进一步协助医护与药商进行抗疫。AWS就启动了「医疗发展计画(Diagnostic Development Initiative)」并提供2千万美元资助该计画,来协助他们的客户尽早把针对疫情的诊断方案运用到医疗现场。


微软则是与生医科技公司Adaptive Biotechnologies结盟,携手研究人类的免疫系统对於此新冠状病毒的反应,设法解开为何部分的确诊患者只有轻微反应,但却有部分的患者,出现了非常严重的症状。而此研究将有助於医疗机构用於临床的诊察、治疗,甚至是预防病毒。而研究成果也将免费与其他的研究学者、公共卫生机构与团体共同分享。


台湾囗罩地图背後的关键推手科技部,日前也宣布,即日起释出国研院国网中心国际级的超级电脑计算力、储存及大数据资料集等资源,免费开放各界提案申请运用抗击疫情。科技部部长陈良基表示,科技部以科技支援抗疫责无旁贷,期此计算能量释出能有效激发各界有志之士、键盘好手发想创意提案,凝聚众人智慧,共同为国家社会贡献心力。



图二 : 寻找精准的COVID-19检测标记,是目前防疫的关键。
图二 : 寻找精准的COVID-19检测标记,是目前防疫的关键。

目前国研院国网中心也正携手各领域科学家,一同合作开发COVID-19抗疫应用,包含台北荣民总医院利用AI技术辅助肺炎X光片影像判读;阳明大学基因体中心与交通大学合作进行多重基因序列比对,寻找精准的COVID-19检测标记;成功大学提供标注之肺炎X光影像,培育学生训练AI模型。


强化防疫措施 ICT业者以资讯力助医护

除了软体与云端巨头挺身而出外,运算处理器龙头英特尔(Intel)也没有置身事外,他们的执行长Bob Swan日前对所有的员工发出一封公开信,信中指出,为了确保所有仰赖英特尔方案的夥伴与用户能持续他们的工作,英特尔全球的工厂仍将保持运作,而目前的交货准确率也都超过90%。


而为了协助研究人员可以尽早研发出疫苗,英特尔已和中国联想(Lenovo)及华大基因(BGI Genomics)合作,以加速新冠肺炎的基因分析。他们透过三方阵营的协力,目标是提升基因序列工具的性能,以尽早解密病毒的传播模式并实现更隹的诊断方式。


此外,Bob Swan也点出,目前英特尔正在与客户及产业夥伴合作,发展更好的虚拟数位学习的解决方案,以确保学生和教师能於防疫隔离在家的期间,不间断他们的教育课程。


而英特尔也不愧是一家深具历史的公司,在15年前就成立了「流行病领导团队(Pandemic Leadership Team)」,以改进英特尔在类似的流行病爆发时的危机管理能力。而这个团队不仅在英特尔内部发挥作用,目前也与地方政府和医疗机构合作,协助布建防疫流程与设施。


除了直接针对治疗病毒的药物与疫苗下手,防止进一步的感染扩散,则是目前首要的防疫措施。也因此,打造结合网路、感测器、以及数位资讯的即时追踪与监控系统,将是各个区域部署防疫规画的重要叁考,也唯有透过透明且开放的数据,才能让所有相关的人士有所因应的依据。


深知即时资料的重要性,Google也响应了美国政府的呼吁,成立了专属的COVID-19资讯网站,这家当今的网路巨人除了实际提供数千万美元的金援给世界卫生组织和各国中小医疗机构外,也开放了他们的云端服务资源给研究人员,进行病毒相关的研究。



图三 : 除了Google之外,微软的Bing也提供即时的COVID-19资讯网。
图三 : 除了Google之外,微软的Bing也提供即时的COVID-19资讯网。

Google的COVID-19资讯网,每30分钟会更新一次世界各国最新的疫情资料,包含确诊、死亡、以及康复的数字,并以视觉化地图的形式呈现,让用户可以一眼看出目前的疫情分布;此外,Google也会提供冠状病毒最新的搜寻关键字趋势,作为预测与比对的叁考。


而Google的专属资讯网同时也收录了各种防疫的安全措施和健康指南,让所有人可以知道如何防护自身的健康。其他还有各种教育与商业的防疫应用资源,用以在防疫期间可以维持运作。


无感染风险 机器人崭露抗疫优势

同样结合了感测器与网路定位技术的应用,台湾目前正在使用的「电子围篱监控系统」,则是更进一步将之运用在防疫现场的监控上,并吸引了多国的关注,也打算导入作为其防止感染扩散的机制。台湾这套追踪与警告系统是与HTC和Line所共同合作,为运用手机定位及LINE Bot聊天机器人的自动运作,作为一种安全回报与监控的机制,能够减轻防疫人员的负担,同时也让产生自动化的回报机制,提高反应的速度。


机器人(Robot)当然也不只被用来自动聊天而已,它们也被逐步布署至第一线的医疗抗疫现场中。目前已有部分的医院使用机器人来进行送餐与送药的工作,以取代医护人员的劳力工作,同时也降低他们接触病患的感染风险。



图四 : 搭载深紫外光(UVC)设备的消毒机器人,来为高污染风险的区域进行消毒。(source:IEEE Specturm)
图四 : 搭载深紫外光(UVC)设备的消毒机器人,来为高污染风险的区域进行消毒。(source:IEEE Specturm)

此外,部分医护机构也开始采用了搭载深紫外光(UVC)设备的消毒机器人,来为高污染风险的区域进行消毒。这种UVC射线能在十分钟内杀死99.9%的病毒与细菌,但对人体的细胞组织也存在风险,但这些机器人则完全不受影响,甚至可以避免作业人员的感染风险。


结语

新冠肺炎的疫情仍正持续蔓延中,尤其欧美陷入前所未有的紧张情势中,多数国家也已宣布进入紧急状态,被迫限缩许多的经济活动,以整合全国之力来对抗疫情。除了前述的科技公司投入防疫的支援工作外,许多的民生与电子工厂也自发性或应政府的需要,转为生产抗疫所需的设备与物资,例如鞋厂New Balance把部分工厂转为生产囗罩、义大利超跑商蓝宝基尼(Lamborghini)也投入囗罩与面罩的生产、英国Dyson则衔命为国家生产呼吸器。其他还有更多的业者正响应而起。


而在全球科技业者齐力抗疫的情况下,新冠肺炎的疫情将有??逐渐获得控制,而最关键的治疗药物与疫苗,也会在史无前例的运算力加持下,快速的问世,最快可能在今年底就会有眉目。


**刊头图:Dyson应国家需要,制造呼吸器给医护人员。(source:Dyson)


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