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Technologiekonzern KI-Power für die Gesundheitsforschung: Nvidia-Supercomputer soll britischen Forschern helfen

Der neue Supercomputer Cambridge-1 soll den Einsatz von KI in der Pharmabranche voranbringen. Zu den Profiteuren zählen Astra-Zeneca und Glaxo-Smithkline.
07.07.2021 - 13:38 Uhr Kommentieren
Mit dem 100-Millionen-Dollar-Investment will der US-Konzern Nvidia die Gesundheitsforschung voranbringen. Quelle: via REUTERS
Der Supercomputer Cambridge-1

Mit dem 100-Millionen-Dollar-Investment will der US-Konzern Nvidia die Gesundheitsforschung voranbringen.

(Foto: via REUTERS)

Frankfurt, London Die Corona-Pandemie hat verdeutlicht, wie wichtig die Pharmaforschung ist. Mit einem neuen Superrechner will der amerikanische Chiphersteller Nvidia nun den Einsatz Künstlicher Intelligenz in der Branche vorantreiben. Die Firma hat 100 Millionen Dollar in den Supercomputer Cambridge-1 investiert, der seit diesem Mittwoch in der englischen Stadt Harlow im Einsatz ist.

Zu den ersten Nutzern zählen die britischen Pharmakonzerne Astra-Zeneca und Glaxo-Smithkline, das Londoner Krankenhaus Guy’s and St. Thomas, das King’s College sowie das Biotech-Start-up Oxford Nanopore. Die fünf Institutionen haben einen wesentlichen Beitrag zur Erforschung und Bekämpfung des Coronavirus geleistet.

Die Gesundheitsbranche generiere riesige Datenmengen, könne sie aber häufig nicht richtig auswerten, sagte Craig Rhodes von Nvidia bei der Vorstellung des Projekts. Die Technologie von Oxford Nanopore etwa habe bei der DNA-Sequenzierung des Covid-Pathogens geholfen. Dabei wird die Reihenfolge der genetischen Bausteine des Virus untersucht.

Bis heute wird das Verfahren benötigt, um etwa neue Mutationen von Sars-CoV-2 zu entdecken. Mithilfe der Rechenleistung des Supercomputers könnten die Forscher die Genauigkeit ihrer Modelle verbessern.

Auf der Weltrangliste der Supercomputer landet Cambridge-1 auf Platz 42. Der schnellste Rechner der Welt heißt Fugaku und steht im japanischen Kobe. Die Nummer zwei ist der Summit von IBM im Oak Ridge National Laboratory bei Knoxville im US-Bundesstaat Tennessee. Der schnellste europäische Supercomputer liegt auf Platz acht: der Juwels im Forschungszentrum Jülich bei Köln.

KI soll digitale Aufnahmen von Gewebeproben analysieren

Nvidia habe sich für den Standort Großbritannien entschieden, weil das Land bereits früh auf den Einsatz von KI in der Medizinforschung gesetzt habe, sagte Manager David Hogan. Die Regierung habe den Sektor mit Investitionen gefördert. Rhodes verwies auch darauf, dass das Land eine ganze Reihe großer Datenbanken habe. So enthalte die UK Biobank 100.000 Gehirn-Scans, die sie mithilfe von Cambridge-1 für die Demenzforschung auswerten wollen.

„Durch Cambridge-1 wird modernste KI-Infrastruktur mit enormer Kapazität für eine Reihe kommerzieller und akademischer Nutzer zur Verfügung gestellt. Viele der Partner können eine derartige Infrastruktur selbst weder effizient aufbauen noch ökonomisch betreiben“, sagt Fabian Theis.

Er ist Ordinarius für Biomathematik an der TU München und leitet auch das Institute of Computational Biology am Helmholtz Zentrum in München. „Insbesondere wenn große Datensätze gemeinsam verarbeitet werden müssen, ist diese parallele KI-Infrastruktur anderen Clustern überlegen“, so Theis weiter.

Sie könne so theoretisch für die schnelle, parallele Analyse von großen biomedizinischen Datensätzen aus der Genomik oder der digitalen Pathologie oder zur Wirkstoffentdeckung genutzt werden. Auch die Analyse elektronischer Patientenakten und Zeitreihen ist möglich. Mit der Rechenleistung können die Daten unter verschiedenen Annahmen modelliert werden. „Das ist in der Biomedizin besonders wichtig“, sagt der KI-Experte.

Ursprünglich wurden die Chips des US-Konzerns Nvidia vor allem für Computerspiele entwickelt. Mittlerweile werden sie aber immer breiter in der Wissenschaft genutzt. Mit Astra-Zeneca und Glaxo-Smithkline will Nvidia im Bereich der Wirkstoffforschung zusammenarbeiten. Billionen von chemischen Strukturen sollen mithilfe der selbstlernenden Maschinen nach neuen potenziellen Medikamentendaten durchforstet werden.

In einem weiteren Projekt mit Astra-Zeneca soll die Künstliche Intelligenz digitale Aufnahmen von Gewebeproben analysieren, um Aussagen über die Wirkung von Medikamentenkandidaten zu treffen.

Nvidia kämpft um gute PR und eine Übernahme von ARM

Neben dem Supercomputer will Nvidia auch ein neues KI-Zentrum im englischen Cambridge errichten. Der US-Konzern ist interessiert daran, seinen Ruf in Großbritannien zu verbessern, denn er plant die Übernahme des britischen Chipherstellers ARM. Der 40-Milliarden-Dollar-Deal wird derzeit von der britischen Wettbewerbsbehörde geprüft. In Großbritannien wird befürchtet, dass langfristig Arbeitsplätze in die USA verlegt werden könnten.

Ob die Zukunft der Gesundheitsforschung Supercomputern wie dem von Nvidia gehört, ist nach Ansicht von KI-Experte Theis noch nicht ausgemacht. Cambridge-1 stehe für das Aufbauen und Nutzen einer enorm leistungsfähigen, zentralen Ressource. Dies sei für manche Anwendungen im Gesundheitswesen sinnvoll, etwa bei der Wirkstoffentdeckung, meint er.

„Daneben gewinnen aber dezentrale Ansätze zunehmend an Bedeutung. Hier werden viele kleine, lokale Ressourcen verwendet“, so Theis. Eine Spielart davon, das sogenannte Swarm Learning, sei gerade im Umgang mit Patientendaten wegweisend. Das liegt daran, dass die benutzten Gesundheitsdaten nicht geteilt werden müssen, sondern an der jeweiligen Quelle, üblicherweise ein Krankenhaus, verbleiben können. „Ich erwarte, dass dieser Ansatz in Zukunft höher als zentrale Ressourcen gewichtet wird“, meint der KI-Experte.

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