超算“Sequoia”模拟人类心脏活动

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最近科学家们利用Sequoia超级电脑进行了人类心脏的模拟,名为Cardioid的模型能够模拟7小时以上的人类心脏活动,可以测试药物或是电击等外界刺激对人类心脏的影响。

Sequoia,2天前还是排名世界第一的超级计算机,其1小时的运算量需要67亿人夜以继日工作320年才能完成,是设计用来核武器的实验模拟的。不过最近科学家们利用这台超级电脑进行了人类心脏的模拟,名为Cardioid的模型能够模拟7小时以上的人类心脏活动,可以测试药物或是电击等外界刺激对人类心脏的影响。

Lawrence Livermore National Laboratory(LLNL,劳伦斯利弗莫尔国家实验室)的科学们,利用Sequoia的“闲暇时间”,就是在Sequoia处于检测阶段没有完全启动主要程序的期间,通过Cardioid模型模拟出了人类的心脏。

 
Cardioid模型模拟心脏

LLNL制造出来的人类心脏Cardioid模型,能够模拟心脏活动超过7小时,而之前的模型仅仅能模拟45分钟的心脏活动。这样,药物对与心脏的影响就能通过Cardioid模型来测试。

为什么需要建立一个这样的心脏模型,来模拟人类的心脏活动呢? LLNL实验室科学计算研究院的负责人Fred Streitz表示,对于测试药物对人类器官影响的实验,有着相关的法律规定。通过这样的模型,我们可以避免触犯这些法律规定,就可以得知药物的效果。另外这也扩展了超级计算机的应用领域。

 

 

 

Cardioid

像Cardioid这种现代化的心脏模型,是将器官划分为一个个的小单元,每个单元越小,就越接近真实心脏的运动。在Cardioid之前,心脏模型能够精确到0.2mm,而Cardioid将精度提高到了0.1mm。并且Mirin说到,过去人们往往只能同时运行数十个心脏模型,但是在Sequoia上,能够同时运行数千个心脏模型,速度也比之前的快300多倍。

Cardioid是将每一个细胞看做一个单元,模型运行起来之后,科学家们能够测试药物、电击对于每个细胞的影响。

Cardioid并不是第一个人类器官的电子或者化学模型,Dave Richard说到,实际上,我们用到的一些数字处理方法就是借鉴他人的经验,例如有人模拟出了人类的大脑,还有其他许多实验室都在模拟人类的器官系统,这其中就有心脏,但是LLNL有一个巨大的优势:他们拥有着世界上最快的超级计算机。

责任编辑:张玉 来源: pconline
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