Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web


projekty:efektivni_identifikace_fyziologickych_systemu_ve_vypocetnim_gridu

Efektivní identifikace fyziologických systémů ve výpočetním gridu

pracovní název: physiome@home

pracovní URL BOINC projektu : http://medicus.cesnet.cz/physiome/

Formuláře projektu identifikacefyz_formulare_-_zalozky.xls

Příloha s anotací identifikacefyz.doc, opravená pracovní verze 28.12.2009 identifikacefyz2.doc

Příloha s nabídkou switche Cisco ciscoswitch.pdf

Příloha s nabídkou serveru Dell dellserver.pdf

Doklikat se k návodu k vyplnění http://fondrozvoje.cesnet.cz/ → Projekty → Návod k vyplnění (přímý odkaz nefunguje).

Anotace projektu:

V týmu naší Laboratoře biokybernetiky a počítačové podpory výuky na 1.LF UK, Ústavu patologické fyziologie, se dlouhodobě zabýváme vývojem matematických modelů fyziologie člověka a vývojem modelovacích nástrojů pro výuku a výzkum v oblasti lékařské fyziologie.

V rámci řešení projektu MŠMT č. 2C06031 „e-Golem: lékařský výukový simulátor fyziologických funkcí člověka jako podklad pro e-learningovou výuku medicíny akutních stavů“ jsme integrovali modely publikované odborníky v oblasti biochemie, fyziologie aj. do rozsáhlého modelu člověka. Zároveň jsme členy konsorcia OSMC (Open Source Modelica Consortium) a spolupracujeme s partnery z OSMC na vývoji jazyka Modelica a nástrojů pro něj. Naše laboratoř se nejvíc podílí na vývoji systému pro numerické vyhodnocování modelů v jazyce Modelica za pomocí technologie .NET, jehož první funkční verzi již máme k dispozici.

Ve spolupráci s partnery z klinické a laboratorní praxe chceme porovnávat výsledky modelů s reálnými daty naměřenými na pacientech tj. identifikovat fyziologické systémy.

Současné aplikační nástroje a výpočetní kapacity laboratoře nám neumožňují tato data dostatečně efektivně porovnat s existujícími modely, neboť u chování modelů vstupuje celá řada parametrů, která jsou v praxi obtížně měřitelná či neměřitelná. Naše představa vychází z odhadu těchto neznámých parametrů pomocí náhodného výběru, metoda Monte Carlo. Pro každou množinu odhadnutých parametrů pak chceme spočítat veličiny podle modelů a srovnat je s naměřenými daty. Pro identifikaci systémů touto metodou potřebujeme spočítat hodnoty pro rozsáhlý prostor náhodných parametrů, jejichž klasické sekvenční vyhodnocení by trvalo i na našich současných rychlých strojích neúnosně dlouho.

Ve spolupráci se sdružením CESNET hostujeme na fakultě uzel projektu Globus Medicus, který spojuje stroje umístěné v lokalitách ÚVN, 1.LF UK a CESNET do společného datového a výpočetního gridu.

V rámci navrhovaného projektu chceme vyvinout aplikaci, která by využila možnosti paralelního vyhodnocování modelů a to pomocí gridových technologií.

  • Při vývoji aplikace bychom využili současné know-how členů týmu, kteří se podílí na vývoji překladače jazyka Modelica do .NET a upravili, či implementovali numerické metody vhodné pro paralelní zpracování v gridu.
  • Paralelní výpočty chceme integrovat a řídit pomocí gridových technologií BOINC a Globus Toolkit. Technologie BOINC, na které mj. běží známý projekt SETI@home, nám potenciálně dovoluje využít kromě serverových stanic i desktopové stanice v laboratoři biokybernetiky a její učebně (cca 35). Systém Globus je již nasazen v pilotním gridu Globus Medicus a my bychom rozšířili rozsah služeb poskytovaný tímto gridem a využili jeho výpočetní kapacity.
  • Chceme dokoupit server, který by poskytl výkonnou výpočetní a datovou kapacitu pro shromažďování jednotlivých výsledků ze spolupracujících strojů a porovnával by je s naměřenými daty.
  • Členové řešitelského týmu z všeobecné fakultní nemocnice plánují s námi spolupracovat v oblasti hemodynamiky a koagulace krve a poskytovat výsledky reálných měření a vyšetření. Dále jednáme s partnery z Belgie, kteří předběžně slíbili spolupráci při identifikaci systémů v oblasti …

Cíle projektu:

  1. integrovat numerické vyhodnocování modelů do tzv. webových služeb a nasadit je do gridového prostředí
  2. vyvinout aplikaci, která bude implementovat metody pro odhad parametrů (Monte Carlo) a distribuovat úlohy do uzlů v gridu pro paralelní vyhodnocování a sbírat výsledky
  3. na základě výsledků identifikovat fyziologické systémy, doporučit zpřesnění dat či modifikaci modelů
  4. rozšířit výpočetní a datové kapacity v uzlu 1.LF testovacího gridu Globus Medicus
  5. využít datové kapacity gridu pro uložení rozsáhlé databáze referenčních medicínských dat spolupracujících pracovišť pro porovnání
  6. na základě zkušeností z pilotního provozu formulovat obecné závěry, další rozvoj a navrhnout, případně realizovat rozšíření kapacity do prostředí provozovanou aktivitou sdružení CESNET - MetaCentrum, a/nebo jako BOINC projekt vyzvat k připojení pracovních stanic jiných spolupracujících pracovišť/ další odbornou veřejnost
  7. publikovat výsledky na konferencích a v odborných publikacích v oblasti identifikace fyziologických systémů, aplikací gridových technologií a simulačních metodologií

Financování nákupu HW a dalších nákladů spojených s projektem

  1. ze zdrojů fakulty: plánované investice v IT
  2. spolupráce s aktivitou CESNETu Podpora aplikací 616
  3. z fondu rozvoje CESNETu
  4. z grantů GA UK

fond rozvoje CESNETu

Oblast: I

Tématický okruh: B. Pokročilé aplikace využívající vysokorychlostní páteřní síť

Hlavní řešitel: Jiří Kofránek

spoluřešitelé: Tomáš Kulhánek, Marek Mateják, Josef Kolman (?), Petr Kříž (?), Martin Tribula (?)

  • Návrhy projektů musí být podány písemně ve dvou vyhotoveních a jednou na nosiči CD ve formátu PDF (formátování shodné s písemným vyhotovením) do 26.10.2009
  • povinná 30 % spoluúčast fakulty
  • doba trvání: 12 měsíců, zkusili bychom 18 měsíců, sběr dat, vývoj a ladění aplikace, identifikace systémů, závěry a zkušenosti z lékařského a IT hlediska

předměty financování

  • rozšíření výpočetního uzlu na 1.LF -
    • nákup disků do volných pozic medicus.lf1.cuni.cz - máme 1-3 FIXME volné pozice x 1 TB 10 000 Kč
    • A nový základní server 1 x DualCore, 4GB RAM, 1×200 GB - 50 000 Kč
    • NEBO nový výkonný server 2 x QuadCore, 16 GB RAM, disk 2×500 GB - 150 000 Kč
  • školení a návštevy partnerů - grid development summer school/winter school
  • prezentace, tj. cestovné na konference zaměřené na gridy (EGEE, HealthGrid), a na konference v oblasti fyziologie
  • pokud se projekt povede a budeme mít publikovatelné výsledky - odměny řešitelům a spoluřešitelům
    • J. Kofránek, 1.LF UK - koordinace týmu a vývoje/výzkumu
    • T.Kulhánek, CESNET, 1.LF UK - integrace výpočetních funkcí .NET do grid. systému Globus a BOINC; instalace a administrace gridu Globus a BOINC; instalace a administrace výpočetního hardwaru
    • M.Mateják, 1.LF UK - implementace modelů v Modelice; formát, konverze a prepočet dát; implementace algoritmov identifikace
    • J.Kolman, VFN - ? pořízování dat hemodynamiky a koagulace krve FIXME
    • P. Kříž, VFN - ? pořízování dat hemodynamiky a koagulace krve FIXME
    • M. Tribula, 1.LF UK - ? instalace a administrace výpočetního hardwaru, implementace modelů v Modelice FIXME


projekty/efektivni_identifikace_fyziologickych_systemu_ve_vypocetnim_gridu.txt · Poslední úprava: 2009/12/30 17:49 autor: marek