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谁是超算未来? 海洋计算AI基因测序

日期:2016-08-10 14:53   作者:admin   点击:

在人工智能与基因检测之外,超算的另一项离日常生活稍远,却同样重要的应用,则是海洋计算。国家海洋局第一海洋研究所副所长乔方利介绍到,电影《后天》中超强飓风的灾难场景,实际上也确实有可能会发生,只是因为时间维度更长,而难以为人所察觉。发生在海洋中的台风变幻莫测,应该如何预测?乔方利说“作为计算、预测未来的重要工具,超算能够计算未来百年的气候变化。”
 
除了天气预测,超算对于核辐射的精准计算更加令人惊叹。2011年日本福岛因地震海啸引发核泄露两个月后,超级计算机就对核辐射的扩散情况进行了长期预测。乔方利展示了当时的预测图片,“超算的计算结果预测,在2015年12月前后,核泄露的影响会触及美国的沿岸。而事实证明,这份预测与后来实际的观测是大致吻合的。”
 
 
虽然超算的应用已经渗透进我们的生活之中,但中国在超算应用上似乎仍与世界前列有着相当一段的距离。为什么中国的“天河二号”连续多年蝉联全球超算第一,中国跻身500强的超算总数量也超过一百台,几位嘉宾却一致表示,“中国在利用超算方面仍旧存在巨大差距”?
 
王恩东院士从应用、人才方面进行了解读,他认为,“中国是超算大国,但并非超算强国。一方面是国内对于超算的应用,还没有足够重视,另一方面则是超算领域的人才比例较小。”乔方利则表示:“拥有超算和能充分利用超算是两回事,把硬件发展起来,有了平台,后面的软件、人才跟上,才能协调发展。”
王小川则从另一个角度对中国超算应用的落后进行了解释,“中国超算目前还处于跟着别人跑的状态。许多基础的概念都是别人提出,开辟新的跑道,而我们在其中做跟进。也许我们跑得更快,但是在提出问题方面是落后的,这也是我们需要提高的地方。”
 
人工智能、天气预报、能源勘探、基因分析……这些看似毫不相干又充满技术含量的词语背后,有一个听起来似乎离我们很远的概念:超级计算机(简称“超算”)。事实上,虽然超算这个概念并不常见,但它早已在潜移默化地帮助人们解决着科研、工作、生活中的许多难题。在人工智能、海洋研究、基因测序这些的关键领域中,超级计算机是如何得到应用的?拥有全球最快的超级计算机的中国,为什么反而在这一领域面临困境?
 
8月7日,浪潮集团首席科学家中国工程院院士王恩东、搜狗公司CEO王小川、上海儿童医院生物医学信息中心主任吕晖、国家海洋局第一海洋研究所副所长乔方利,数位来自不同领域的嘉宾做客央视《对话》栏目,揭开了超算的神秘面纱。
 
从理性的机器走向感性的人:人工智能与超算
 
作为现场嘉宾之一,被称为“学霸”的搜狗公司CEO王小川表示,自己从大学就开始接触超级计算机相关的课题,将超算本身强大的数据处理能力应用到天气预测和基因测序等应用中,感受到了超算强大的计算能力。而在之后的工作中,王小川发现了超算新的应用领域——人工智能。
 
王小川指出,人工智能的理论在上个世纪八十年代已经成型,而强大的计算能力是当时实现人工智能的最大短板,也是如今超算对这一领域发展最有力的推动。王恩东院士将超算的特点归结为“快、准、狠”,对此王小川表示认同:“计算力的提升不仅仅意味着机器能算得更快更准,而是让机器产生了一种接近感性的认知和表达能力。”
 
 
 
对于在人工智能领域应用的未来,王小川解释到,2012年人工智能的一大突破是在人脸识别领域已经超过人类,语音、图像的识别与处理将是人工智能前沿的发展方向。“今天之所以无人驾驶领域能获得进展,就是因为机器开始慢慢学会对环境作出识别、学会判断。而超算让人工智能可以更好地理解人类,并替代人类做一些重复性的脑力劳动。”
 
对于超算带来的人工智能进步,王小川还现场演示了搜狗输入法最新的语音纠错功能:用户只需使用自然语言告诉机器“将弓长张改为立早章”或者“删除前两个字”等,机器就能自己理解并对输入的文本进行修改。他进一步表示,“这个应用与地图等相结合,可以在无人驾驶等领域中有值得期待的表现。”这一演示引起了现场观众的极大兴趣,也在现场“哪个超算应用最神奇”的投票中为人工智能赢得了近40%的票数。
 
 
 
上海儿童医院生物医学信息中心主任吕晖则从自己擅长的基因检测方面,展示了超算在生命科学领域的应用。作为生命的天书,基因从最底层蕴含了许多病症的秘密,从最轻微的传染病到严重的癌症,都能从拥有超过30亿个碱基对的基因中找到答案。而如何对数目如此庞大的基因进行检测?超算成了必然选择。
 
他将基因检测比作“在2万页书,30亿个字母中,找到其中的1、2个出错的字母”,而超算“快、准”的能力在其中能够发挥最大的功用。吕晖举例称,“在遗传病检测方面,目前已经有1/3的儿童能够使用这种最新的技术,找到以前发现不了的致病因素。而在癌症领域,美国女星安吉丽娜·朱莉就是通过基因检测,选择切除乳腺降低罹癌风险;而苹果前CEO乔布斯也在对抗胰腺癌的过程中通过基因测序进行了精准用药,延长了多年生命。”他表示,随着超算在基因领域的应用和越来越多的人类基因数据的收集,未来将造福更多人类。
 

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