Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Knowledge Computing - Eine neue Perspektive für das Wissenschaftliche Rechnen

23.02.2010
Die Suche nach Informationen und Zusammenhängen in Zehntausenden pharmazeutischen Patenten war bislang extrem zeitaufwändig und damit nicht praktikabel. Durch den Einsatz einer neuen Software auf Grid-vernetzten Supercomputern erreichten Forscher jetzt eindrucksvolle Ergebnisse. High Performance Computing (HPC) eröffnet so neue Möglichkeiten für das Wissenschaftliche Rechnen.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI in Sankt Augustin und des Jülich Supercomputing Centre (JSC) haben ihre Supercomputer mit Grid-Technologie vernetzt, um biomedizinische sowie chemische Texte und Bilder in pharmazeutischen Patenten zu analysieren.

Damit haben die Forscher eine neue Anwendung im Wissenschaftlichen Rechnen geschaffen, die das leistungsstarke Durchsuchen von Patenten ermöglicht. Durch den Einsatz einer am Fraunhofer SCAI entwickelten Software ist die gleichzeitige Untersuchung von Texten und Bildern in chemischen Patenten möglich. Die Datenanalysen liefern neue Erkenntnisse über die Zusammenhänge von Biologie und Chemie.

Die Forscher durchsuchten mehr als 50 000 Patente aus der pharmazeutischen Chemie mit Hilfe von Grid-Infrastrukturen. Solche Infrastrukturen bestehen aus vernetzten Computern, die zusammen einen virtuellen Supercomputer bilden und so aufwendige Berechnungen erledigen können. Bei ihrem Experiment haben die Forscher die am Fraunhofer SCAI entwickelte grafische Analyse-Software chemoCR mit einer automatisierten Eigennamenerkennung kombiniert und so folgende Daten in den Patenten identifiziert und annotiert, das heißt computerlesbar gemacht:

o biologische Daten in Texten (z. B. Namen von Proteinen und Genen, Gen-Polymorphismen, Zelltypen)
o medizinische Daten in Texten (z. B. Namen von Krankheiten, pathologische Begriffe, Bezeichnungen von Risikofaktoren)
o chemische Informationen in Texten (z. B. Namen von Medikamenten, Termini aus den Benennungsnormen der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC))

o Bilder (Darstellungen chemischer Strukturen)

"Dieses groß angelegte Experiment eröffnet neue Perspektiven für das Wissenschaftliche Rechnen", sagt Prof. Dr. Martin Hofmann-Apitius, Leiter der Abteilung Bioinformatik am Fraunhofer-Institut SCAI. Knowledge Computing, also die Datenverarbeitung von Wissensbeständen, ist ein neuer Weg, solche Bestände zu untersuchen. "Diese Art der Anwendung geht weit über die üblichen Simulationsanwendungen des Wissenschaftlichen Rechnens hinaus", so Hofmann-Apitius.

Bisher wurden Textanalyse-Technologien nur auf bibliografischen Datenbanken betrieben, die Informationen aus den Lebenswissenschaften und der Biomedizin enthalten (z. B. MEDLINE). Die Erweiterung hin zu einer gleichzeitigen Untersuchung von text- und bildbasierten Informationen in ganzen Textdokumenten mit Grid-Computern wurde jedoch noch nie zuvor umgesetzt.

"Wir sind froh darüber, dass unser Institut seinen Beitrag zur Erschließung eines neuen Anwendungsbereichs für Supercomputer leistet. Das so genannte Knowledge Computing kann zu einer neuen, eigenen Teildisziplin des Wissenschaftlichen Rechnens werden", betont Prof. Dr. Ulrich Trottenberg, Leiter des Fraunhofer-Instituts SCAI.

Eine zentrale Rolle in dem Experiment spielte die Grid-Middleware UNICORE (Uniform Interface to Computing Resources). Die Forscher benutzten dieses Werkzeug zur Steuerung der Annotationsprogramme, zur Kontrolle des Datenflusses zwischen Patent-Datenbank und Annotationsprogrammen sowie zur Überwachung des gesamten Prozesses.

"UNICORE hat es uns ermöglicht, dieses Experiment in solch großem Umfang auf der Grid-Infrastruktur zwischen SCAI und JSC durchzuführen," erklärt Dr. Achim Streit, Leiter der Abteilung "Verteilte Systeme und Grid Computing" am Jülich Supercomputing Centre. "Durch die leistungsfähigen Workflow- und Datenmanagement-Funktionalitäten von UNICORE konnten wir die Patente problemlos und automatisch annotieren."

"Dieses Projekt ist ein Beispiel dafür, wie leistungsstarke Supercomputer am JSC, die mit erstklassigen Grid-Technologien wie UNICORE ausgestattet sind, Synergien für die Entwicklung neuer Forschungsfelder schaffen können. Das JSC ist Mitglied der internationalen UNICORE Open Source Community und treibt die Entwicklung voran", erläutert Prof. Dr. Dr. Thomas Lippert, Leiter des Jülich Supercomputing Centre.

Das Team am Fraunhofer-Institut SCAI analysiert derzeit die Daten, die im Zuge des Experiments angefallen sind. Mathilde Romberg, Leiterin der Forschergruppe am JSC, freut sich darüber, dass nach Wochen intensiver Workflow-Modellierung die ersten Durchläufe der Patentsuche abgeschlossen sind. Die beiden Teams wissen jedoch, dass noch weitere 18 Millionen Patente auf sie warten.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Martin Hofmann-Apitius
Leiter der Abteilung Bioinformatik
Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI
53754 Sankt Augustin
Tel 02241-14-2802
Fax 02241-14-2656
martin.hofmann-apitius@scai.fraunhofer.de
Dr. Achim Streit
Jülich Supercomputing Centre
Forschungszentrum Jülich GmbH
Tel 02461-61-6576
Fax 02461-61-6656
A.Streit@fz-juelich.de

Michael Krapp | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.scai.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Das Start-up inveox will Krebsdiagnosen durch Automatisierung im Labor zuverlässiger machen
15.06.2018 | Technische Universität München

nachricht Fußball durch die Augen des Computers
14.06.2018 | Universität Konstanz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen

19.06.2018 | Physik Astronomie

Automatisierung und Produktionstechnik – Wandlungsfähig – Präzise – Digital

19.06.2018 | Messenachrichten

Überdosis Calcium

19.06.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics