WCG - Africa Rainfall Project planifie le stockage et le partage des données
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Récapitulatif
Les scientifiques à l'origine du projet Africa Rainfall nous font le point sur la recherche et décrivent leurs plans pour 2021 dans cet article.
Contexte
En Afrique subsaharienne, 95 pour cent de l'agriculture dépend des précipitations, ce qui rend des prévisions météorologiques précises absolument cruciales. Cependant, comme les précipitations dans cette région sont souvent localisées - parfois presque au niveau d'une ferme - il est difficile de prévoir avec précision avec des données satellitaires, qui montrent des modèles météorologiques plus larges.
Grâce à ce projet, nous créons des simulations informatiques haute résolution de tempêtes de pluie localisées en Afrique subsaharienne. Grâce à la puissance de calcul massive et participative de World Community Grid, nous pouvons exécuter des simulations à une résolution beaucoup plus élevée, exactement ce qui est nécessaire pour les orages localisés. Cela n'a jamais été fait pour les orages dans cette région.
Statut et résultats
Le projet Africa Rainfall fonctionne bien. Environ un quart des simulations prévues ont été réalisées grâce aux nombreux bénévoles du World Community Grid.
Cela signifie que nous pouvons déjà commencer à regarder les premiers résultats couvrant la majeure partie de la saison des pluies en Afrique de l'Ouest. Ces résultats montrent en effet le début de la saison des pluies, lorsque les vents de mousson transportent l'humidité du golfe de Guinée vers le continent, où il pleut. La plupart des précipitations sont tombées pendant les tempêtes convectives, qui se développent rapidement sur des zones relativement petites. C'est en raison de cette nature localisée des précipitations en Afrique que le projet Africa Rainfall est nécessaire.
En utilisant la puissance de calcul des machines des volontaires, il devient possible de zoomer et de résoudre ces processus de production de précipitations à une échelle très fine. À sa plus fine échelle, la résolution est une grille avec des cellules de un kilomètre par un kilomètre.
Présentation à la réunion d'automne de l'American Geophysical Union
Chaque année, au cours de la première quinzaine de décembre, l'American Geophysical Union (AGU) tient sa réunion d'automne. En règle générale, plus de 20 000 scientifiques du monde entier se réunissent pour échanger leurs résultats et se rencontrer pour élaborer de nouveaux projets pour l'année. Cette année, la réunion aurait dû avoir lieu à San Francisco, mais elle a été organisée en ligne en raison de la COVID-19.
Le projet Africa Rainfall a été présenté à cette occasion (résumé, cadre ci-dessous) à des scientifiques spécifiquement intéressés par le temps et le climat en Afrique lors de la session sur "La variabilité climatique et l'environnement africain, les ressources en eau et la sécurité alimentaire". La session a été animée et a été bien suivie, avec des discussions intéressantes après les brèves présentations en ligne.
Un résultat intéressant qui a été débattu concerne l'échelle optimale à laquelle simuler les tempêtes de pluie convectives. Certaines personnes ont fait valoir qu'une résolution de trois kilomètres pourrait être suffisante, tandis que d'autres préféraient la grille plus fine d'un kilomètre. Il s'agit d'une question scientifique importante à laquelle le projet pourra bientôt répondre.
Résumé :
African Rainfall Project : Modélisation météorologique haute résolution (1 km) à l'échelle continentale grâce au World Community Grid
Nick van de Giesen, Camille Le Coz (Department of Water Management, Delft University of Technology, Netherlands)
Lloyd Treinish (IBM Research USA, Yorktown Heights, NY, United States)
L'objectif de l'African Rainfall Project (ARP) est de dériver des estimations précises des précipitations sur l'Afrique subsaharienne, à l'aide d'une application haute résolution (1 km) du Weather Research and Forecasting Model (WRF). Une telle résolution permettra au modèle de mieux représenter les précipitations, et en particulier les précipitations convectives. Il s'agit d'une expérience unique qui n'a jamais été réalisée à une telle échelle. Le modèle fonctionne sur IBM World Community Grid ( WCG ).
ARP divise le continent africain en plus de 35 609 domaines de modélisation WRF. Pour chaque domaine, WRF est exécuté sur un ordinateur personnel d'un volontaire, qui partage des ressources informatiques supplémentaires via le WCG. Il calcule les épisodes de deux jours de temps avec une sortie toutes les 15 minutes (193 pas de temps au total chacun). Chaque domaine WRF est triplement imbriqué. Par conséquent, il calcule d'abord à une résolution grossière de 9 km x 9 km couvrant une région de 468 km x 468 km avec des conditions aux limites historiques issues de l'analyse globale opérationnelle NCEP FNL (finale). Au centre de ce domaine, il calcule le nid suivant à la résolution intermédiaire de 3 km (156 km x 156 km) avec les conditions aux limites fixées par le calcul du domaine le plus grossier. Enfin, un domaine de 52 km x 52 km est calculé au centre du domaine intermédiaire. Verticalement, l'atmosphère est divisée en 51 couches de sorte que la sortie est produite sur une grille de 52x52x51. Le modèle est exécuté sur quatre grilles échelonnées pour être en mesure d'examiner la variabilité des résultats du modèle. La période couverte s'étend du 1er juillet 2018 au 30 juin 2019.
Tous les paramètres atmosphériques (vent, pression, etc.) sont calculés mais seulement une vingtaine de variables d'intérêt direct sont stockées et téléchargées vers l'installation centrale de WCG. La quantité de données produites est d'environ 0,5 Po ou, en termes plus nostalgiques, une pile de plus de 370 millions de disquettes de 3,5 pouces. Ce tas pèserait plus de 6700 tonnes et ferait plus de 1200 km de haut. Ces données seront stockées et rendues disponibles via un géo-portail interactif à SURFsara, une installation de calcul des universités néerlandaises. Les premiers résultats seront présentés ici, ainsi qu'une comparaison des résultats du modèle avec les données au sol de l'Observatoire hydrométéorologique transafricain (TAHMO).
Perspectives
Le projet Africa Rainfall produit de nombreux fichiers contenant des résultats de simulation météorologique. Au final, nous prévoyons de recevoir près de quatre milliards de fichiers ! Il n'est pas anodin de stocker et d'organiser autant de fichiers, et encore moins de les rendre facilement accessibles en ligne. La quantité de données produites est d'environ 0,5 pétaoctets, ou, en termes plus nostalgiques, une pile de plus de 370 millions de disquettes de 3,5 pouces. Cette pile pèserait plus de 6 700 tonnes et aurait une hauteur de plus de 1 200 km.
Grâce aux subventions de SURF, une association coopérative d'établissements d'enseignement et de recherche néerlandais et de l'Université de technologie de Delft, les fichiers seront consolidés et stockés efficacement. La prochaine étape consistera à développer une page Web où chacun pourra sélectionner un domaine d'intérêt pour visualiser les résultats du projet Africa Rainfall. Celle-ci devrait être mise en ligne au début de 2021 et donnera à tous les volontaires l'occasion de consulter les résultats globaux jusqu'à présent.
Merci à tous ceux qui soutiennent le projet Africa Rainfall.
Par : Équipe de recherche du projet Africa Rainfall
Université de technologie de Delft
22 déc. 2020
traduction de l'article WCG : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=676
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WCG - OpenPandemics - COVID-19 : Mise à jour de décembre
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Récapitulatif
Le projet se rapproche du début des tests en laboratoire sur des composés prometteurs, mais il reste encore beaucoup à faire sur le World Community Grid.
La membre de l'équipe de recherche, la Dr Martina Maritan, a créé une infographie (détail ci-dessus) sur le projet pour aider à décrire le processus de recherche complet.
Contexte
OpenPandemics - COVID-19 a été créé pour aider à accélérer la recherche de traitements potentiels COVID-19. Le projet vise également à créer une boîte à outils open source à réponse rapide qui aidera tous les scientifiques à rechercher rapidement des traitements en cas de pandémie future.
Premier ensemble de composés commandé pour les tests en laboratoire
Comme les chercheurs l'ont mentionné dans leur mise à jour de projet fin octobre, ils ont identifié 70 composés pour des tests expérimentaux. Jusqu'à présent, ils ont pu commander un sous-ensemble de ces composés, qui ont été expédiés aux collaborateurs du laboratoire. Nous informerons tout le monde une fois que le processus de test en laboratoire aura commencé.
OpenPandemics pour GPU
Le portage du code sur le GPU est un processus long car il existe un certain nombre d'étapes nécessaires pour garantir que les unités de travail fonctionnent correctement et en toute sécurité avant d'être envoyées aux volontaires.
Le code vient de passer par une revue de sécurité IBM. Les critiques ont recommandé quelques modifications mineures, qui sont en cours d'évaluation par l'équipe technique de World Community Grid.
État actuel des unités de travail
- Disponible pour téléchargement : 11090 lots
- En cours : 4 364 lots (18 750 423 unités de travail)
- Terminé : 23 674 lots
6 994 lots au cours des 30 derniers jours
Moyenne de 233 lots par jour
- Reste-à-faire estimé : 47 jours.
17 déc. 2020
traduction de l'article WCG : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=674
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WCG - Smash Childhood Cancer - Mise à jour de décembre
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Récapitulatif
Le projet est temporairement suspendu et les tests en laboratoire vont bientôt commencer sur des composés susceptibles d'affecter deux des cibles déjà exécutées sur World Community Grid.
Contexte
L'équipe de recherche Smash Childhood Cancer a identifié des protéines et d'autres molécules qui jouent un rôle clé dans certains cancers infantiles. L'enjeu est maintenant de trouver des candidats-médicaments chimiques qui ciblent spécifiquement ces molécules clés et contrôlent donc les cellules cancéreuses.
Projet temporairement suspendu
Toutes les unités de travail de l'EWSR1 ont été envoyées à des volontaires et la plupart ont été rendues. Comme nous l'avons mentionné dans la mise à jour du mois dernier, le projet va maintenant s'arrêter pendant que l'équipe de recherche finalise sa décision sur une autre protéine et construit de nouvelles unités de travail. Nous n'avons pas encore de calendrier pour le redémarrage, mais nous le ferons savoir à tout le monde quand nous aurons plus d'informations de la part des chercheurs.
L'analyse des données
Tout en décidant de la prochaine cible du projet, les chercheurs continuent d'analyser les données des lots de travaux précédents.
Vous trouverez ci-dessous les protéines clés qui ont été examinées jusqu'à présent et une brève description de leur état actuel. Chacune de ces protéines est impliquée dans le développement d'au moins un type de cancer infantile, et certaines peuvent également être importantes dans les cancers adultes.
Bêta caténine
Les chercheurs ont identifié un composé qui pourrait être efficace pour cibler cette protéine et prévoient de faire des tests supplémentaires.
LIN28B
Toujours à la recherche de financement pour approfondir ses études
Ostéopontine
Au moins un composé a été identifié qui peut être efficace pour cibler cette protéine; ils seront prêts à commencer les tests dans les prochaines semaines *
PAX3: FOX01
Un composé a été identifié qui pourrait être efficace pour cibler cette protéine, et sera prêt à commencer les tests dans les prochaines semaines *
PRDM14
A reçu un financement qui devrait aider à au moins une partie de l'analyse de cette protéine ; plusieurs composés ont été identifiés qui pourraient être efficaces pour cibler cette protéine et le processus d'achat de certains de ces composés a commencé **
* Les tests d'efficacité des composés en laboratoire nécessitent généralement plusieurs phases et chaque phase peut prendre au moins plusieurs mois.
** La commande de composés pour les tests en laboratoire est un processus en plusieurs étapes qui peut prendre au moins plusieurs mois, et ce processus fonctionne plus lentement pour de nombreux établissements de recherche en raison des restrictions et des priorités du COVID-19.
État actuel des unités de travail
Projet suspendu
15 déc. 2020
traduction de l'article WCG : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=673
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WCG - Microbiome Immunity Project : Mise à jour de décembre
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Récapitulatif
Les chercheurs et les développeurs du World Community Grid continuent de travailler sur un nouveau type potentiel d'unité de travail pour le projet.
Contexte
Des milliards de bactéries vivent à l'intérieur et sur notre corps. Le Microbiome Immunity Project utilise la puissance de calcul du World Community Grid pour étudier les protéines produites par ces bactéries, qui sont codées dans leurs génomes. Cela aide les scientifiques à comprendre le rôle du microbiome dans la maladie.
Jusqu'à présent, les chercheurs ont exécuté plus de 300 000 séquences de protéines dans leur système, et ils auront plus de séquences à exécuter à l'avenir.
Nouveau type d'unité de travail potentiel
Comme nous l'avons mentionné pour la première fois dans la mise à jour d'octobre, l'équipe de recherche souhaite apporter des modifications aux unités de travail qu'elle soumet au World Community Grid. Ces changements pourraient potentiellement accélérer leurs recherches.
L'équipe technique de World Community Grid continue de travailler avec les chercheurs sur :
- normaliser la longueur des nouvelles unités de travail,
- décider s'ils auront besoin de plus de mémoire physique que la normale,
- modification des graphiques de l’économiseur d’écran.
Nous continuerons de fournir des informations au fur et à mesure de l'avancement de ce travail.
Nouvelle technologie annoncée
Il y a quelques semaines, les chercheurs ont participé à une conférence bisannuelle sur la prédication de la structure des protéines ( CASP14 ). Cette année, ils ont entendu parler d'une toute nouvelle technologie qui pourrait avoir un impact majeur sur le problème de prédiction de la structure des protéines et sur l'étude des formes des protéines en général. Il est très excitant de voir de tels progrès sur le terrain qui nous profiteront tous à long terme.
Au cours des prochains mois, les chercheurs en apprendront davantage sur cette technologie, comment l'utiliser et si elle est réalisable sur le plan informatique à l'échelle sur laquelle ils travaillent. Ils nous feront savoir si / quand le projet d'immunité au microbiome l'adoptera.
État actuel des unités de travail
- Disponible pour téléchargement : 4 242 lots
- En cours : 4.864 lots (5.865.035 unités de travail)
- Terminé : 321694 lots (2476 lots au cours des 30 derniers jours, soit une moyenne de 82,5 lots par jour)
- Reste-à-faire estimé: 51 jours
11 déc. 2020
traduction de l'article WCG : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=672
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WCG - Africa Rainfall Project : Mise à jour de décembre
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Récapitulatif
Le chercheur principal a récemment fait deux présentations sur le projet et les chercheurs recevront une aide universitaire pour aider à améliorer l'organisation de leurs données.
Contexte du projet
Dans le cadre du projet Africa Rainfall Project, des chercheurs de l'Université de technologie de Delft créent des simulations informatiques à haute résolution de tempêtes de pluie localisées en Afrique subsaharienne. Grâce à la puissance de calcul massive et participative de World Community Grid, ils peuvent exécuter des simulations à une résolution beaucoup plus élevée, exactement ce qui est nécessaire pour les orages localisés. Cela n'a jamais été fait pour les orages dans cette région.
Ceci est important car 95% de l'agriculture en Afrique dépend des précipitations. Le projet utilise les données générées par le World Community Grid, les données de The Weather Company et d'autres informations pour fournir des prévisions de précipitations plus précises, ce qui aidera les agriculteurs à mieux cultiver.
Analyse des résultats
L'Université de technologie de Delft fournira aux scientifiques du projet environ 340 heures d'assistance pour aider à l'organisation continue des données. Les chercheurs prévoient d'utiliser cette assistance pour mettre en place une structure afin de rendre les énormes quantités de données qu'ils reçoivent faciles à analyser et à lire.
Deux présentations récentes
Le chercheur principal du projet a fait une présentation lors de deux conférences virtuelles au début du mois. Les chercheurs préparent une mise à jour du projet pour les volontaires sur la base de ces documents.
État actuel des unités de travail
World Community Grid envoie actuellement les générations 39 et 40.
(Une génération est un ensemble de travaux - dans ce cas, un ensemble de simulations informatiques des précipitations en Afrique subsaharienne.)
8 déc. 2020
traduction de l'article WCG : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=670
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WCG : Les changements de code à venir aideront à améliorer Mapping Cancer Markers
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Récapitulatif
Dans cette mise à jour, l'équipe de recherche Mapping Cancer Markers explique comment un changement de code relativement petit pourrait avoir un impact important sur la capacité du projet à analyser les marqueurs pour différents types de sarcome.
Contexte
Mapping Cancer Markers vise à identifier les marqueurs (parfois appelés signatures) associés à divers types de cancer. Le projet analyse des millions de points de données collectés à partir de milliers d'échantillons de tissus de patients sains et cancéreux. Jusqu'à présent, ceux-ci comprenaient des tissus atteints de cancer du poumon, de cancer de l'ovaire et de sarcome.
Élargir notre capacité à travailler avec des ensembles de données
Des changements de code arrivent bientôt pour améliorer le projet Mapping Cancer Markers. Ces changements élargiront la capacité de l'application Mapping Cancer Markers à traiter des ensembles de données multi-étiquettes et lui permettront de rechercher des signatures plus spécifiques en leur sein.
Figure 1A (ci-dessus) : Cela représente l'ensemble de données sur le sarcome, avec sept sous-types d'échantillons. Mapping Cancer Markers peut utiliser le jeu de données multi-étiqueté tel quel et rechercher des signatures multiclasses (un contre tous). (Le logiciel du projet peut le faire maintenant.)
Avant le jeu de données sur le sarcome, le projet a analysé des jeux de données sur le cancer du poumon et de l'ovaire, qui ont tous deux des étiquettes binaires. Notre ensemble de données sur le cancer du poumon a étiqueté les échantillons comme «cancer» ou «pas de cancer». Notre ensemble de données ovariennes a qualifié les échantillons de survie courte ou longue. L'ensemble de données sur le sarcome est multi-marqueur et marque les échantillons avec sept sous-types différents de sarcome (voir la figure 1A ci-dessus).
La figure 1B (ci-dessus) montre comment MCM peut réduire le sarcome à un ensemble de données binaires, en divisant les sous-types en deux groupes et en recherchant des signatures binaires. (Le logiciel du projet peut le faire maintenant.)
La figure 1C montre une réduction alternative à un ensemble de données binaires. (Le logiciel du projet peut le faire maintenant.)
Lorsqu'un ensemble de données a des étiquettes binaires, Mapping Cancer Markers trouvera des signatures qui peuvent prédire cette étiquette binaire. Avec un ensemble de données multi-étiquettes, cependant, nous pouvons diriger Mapping Cancer Markers pour rechercher des signatures binaires ou multiclasses (voir les figures 1B et 1C ci-dessus pour des exemples). Actuellement, le projet recherche les deux dans l'ensemble de données sur le sarcome. Une signature de sarcome multiclasse distingue chaque sous-type de tout autre; étant donné n'importe quel échantillon de sarcome, il diagnostiquera le sous-type de cancer spécifique. Une signature de sarcome binaire distingue un groupe de sous-types du reste, mais ne distingue pas les sous-types spécifiques. Par exemple, parmi les sept sous-types de sarcome, il y a deux sous-types de leimyosarcome (LMS), les tissus mous et l'utérus. Mapping Cancer Markers recherche actuellement des signatures binaires qui distinguent LMS des autres.
La figure 1D montre comment les nouvelles capacités de Mapping Cancer Marker permettront à une unité de travail de se concentrer sur des sous-types spécifiques. Les échantillons exclus sont gris et barrés. (Nouveau code.)
La figure 1E montre les nouvelles capacités du Mapping Cancer Marker dans leur intégralité, en excluant les échantillons individuels et en modifiant leurs étiquettes. Les échantillons réétiquetés sont encadrés en noir. (Nouveau code.)
Lors de la planification de la transition du projet vers le sarcome, nous avons réalisé que nos experts en sarcome avaient des questions scientifiques sur le sarcome qu'ils voulaient explorer et qui nécessitaient plus de flexibilité dans la conception de l'unité de travail que ce qui était possible avec l'application existante. Ils voulaient explorer les différences entre deux ou plusieurs sous-types spécifiques de sarcome, et en exclure d'autres de l'analyse (voir figure 1D). (Par exemple, ils voulaient explorer des biomarqueurs qui distinguent les sous-types de LMS.) Malheureusement, la possibilité d'exclure des échantillons n'était pas intégrée à l'application originale Mapping Cancer Markers.
En travaillant ensemble, l'équipe Mapping Cancer Markers a conçu une petite extension à l'application qui ajouterait les capacités nécessaires, fournirait une flexibilité supplémentaire pour les besoins futurs et préserverait la compatibilité ascendante, tout en minimisant les changements de code totaux (Figure 1E).
Au cours des derniers mois, les bénévoles du World Community Grid ont traité des milliers d'unités de travail pour tester le nouveau code en version bêta. Ces changements nous donnent le pouvoir de procéder à des ajustements précis qui adaptent l'ensemble de données à la question précise que chaque unité de travail explorera.
Merci à tous ceux qui soutiennent Mapping Cancer Markers.
3 déc. 2020
traduction de l'article WCG : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=669
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