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Wirkstoffforschung
Was können Supercomputer in der Arzneimittel-Entwicklung leisten?
Remagen - 28.12.2017, 07:00 Uhr
![Supercomputer sollen künftig mithilfe der künstlichen Intelligenz neue Wirkstoffe entwickeln. (Foto: vladimircaribb /stock.adobe.com)](https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/_Resources/Persistent/d/9/b/8/d9b817fa5df4654f25b65bebaccc4a2bba2fcc92/Supercomputer%20vladimircaribb%20%20adobe-4889x2743-637x357.jpeg)
Supercomputer sollen künftig mithilfe der künstlichen Intelligenz neue Wirkstoffe entwickeln. (Foto: vladimircaribb /stock.adobe.com)
Ein Exascale-Computer entwickelt mithilfe der künstlichen Intelligenz neue Wirkstoffe, und zwar schneller, billiger und mit geringeren Ausfallraten als heute. Das ist die Vision des ehrgeizigen europäischen Forschungsprojektes ExCape.
Das europäische Forschungsportal „Cordis“ berichtet über ein EU-gefördertes Projekt, mit dem in Zukunft so genannte „Exascale-Computer“ ganze Horden von Forschungsteams ersetzen könnten, die sich heute vielfach über Jahrzehnte hinweg mit der Findung und Entwicklung neuer Wirkstoffe abmühen. Das ExCape-(Exascale Compound Activity Prediction)-Projekt wird von der europäischen Forschungsinitiative „Horizon 2020“ im Rahmen des Programms "Future and Emerging Technologies" (FET) unterstützt. Es soll neue Wege erkunden, um mithilfe der künstlichen Intelligenz schnell die richtige Medizin zu finden. Hierzu konzentrieren sich die Forscher auf Algorithmen für das maschinelle Lernen im großen Maßstab (large-scale machine learning). Damit ist ein Bereich der Computer-Wissenschaft gemeint, der Rechner mit der Fähigkeit ausstattet, von Daten selbst zu lernen und zu agieren, ohne explizit programmiert zu werden.
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Pharmatechnik auf der Expopharm
Die selbstfahrende Apotheken-Warenwirtschaft
Schon im Alltag angekommen
In den letzten zehn Jahren wurde maschinelles Lernen bereits genutzt, um selbstfahrende Autos, Spracherkennung und intelligentere Suchaktionen im Internet zu realisieren. Auch in der Gesundheitsindustrie wurde es schon im kleinen Maßstab getestet, um neue Arzneimittel zu entdecken und Wirkstoffkombinationen zu testen. Kleine Machine learning-Systeme sind jedoch nicht dazu in der Lage, alle verfügbaren Daten zu nutzen. Hier setzt das ExCape-Projekt an: Es soll Lösungen finden, mit denen über das maschinelle Lernen komplexe Eingaben und riesige pharmazeutische Big Data-Sets im industriellen Maßstab verarbeitet werden können.
Eine Billion Mal schneller als ein Consumer-Laptop
Die „Exascale“-Supercomputer, auf denen die von ExCape entwickelten Systeme laufen sollen, gibt es noch nicht. Weltweit ist ein Wettrennen um den Bau des ersten Exascale-Supercomputers in Gang. Die leistungsfähigsten Geräte von heute sind Petaflop-Computer, die 1.000.000.000.000.000 (eine Million Milliarden) Berechnungen pro Sekunde ausführen können. Ein Exascale-Computer wird eintausend Mal mehr können. Zum Vergleich: Die meisten Consumer-Laptops arbeiten mit Gigascale-Geschwindigkeiten (1 Milliarde Berechnungen pro Sekunde). Ein Exascale-Computer wird eine Billion Mal schneller sein.
Internationales Kopf an Kopf-Rennen
Um die ehrgeizigen Pläne in die Realität umzusetzen, haben sieben europäische Minister aus Deutschland, Frankreich, Italien, Luxemburg, den Niederlanden, Portugal und Spanien im März 2017 eine Erklärung zur Unterstützung der nächsten Generation von Computer- und Dateninfrastrukturen unterzeichnet. Zwischen Juni und Oktober 2017 haben sich Belgien, Bulgarien, Slowenien und die Schweiz dem Vorhaben angeschlossen. Der Kooperationsrahmen, bekannt als EuroHPC (High Performance Computing) plant ab 2022 den Einsatz von zwei Exascale-Supercomputern. Mit EuroHPC will die Europäischen Union vor allem zu den anderen globalen Supercomputer-Mächten aufschließen. Das sind die USA, China und Japan.
Hoffnung auf neue und schnellere Durchbrüche
Die Anwendung von Exascale-Supercomputern und
"large-scale machine learning“ auf die Produktion neuer Medikamente, auf
die ExCape ausgerichtet ist, könnte der Pharmaindustrie zu neuen Durchbrüchen
verhelfen, so die Hoffnung, und die Kosten und den Zeitaufwand für die
Entwicklung neuer Medikamente erheblich reduzieren. Gegenwärtig belaufen sich
die durchschnittlichen Kosten für die Entwicklung eines neuen Medikaments auf
930 Millionen Euro und es dauert ein Jahrzehnt oder länger, bis der Patient
erreicht ist.
Das Projekt ExCape läuft noch bis September 2018 und umfasst neun Partner aus Belgien, Bulgarien, Finnland, Großbritannien, Österreich,
der Tschechischen Republik, Schweden und Spanien. Es
wird vom Interuniversitair Micro-electronica Centrum aus Belgien koordiniert.
1 Kommentar
Gefährliches Spiel ...
von Patentanwalt am 28.12.2017 um 19:29 Uhr
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