Nowa era medycyny obliczeniowej w Krakowie
Przy Akademickim Centrum Komputerowym Cyfronet AGH powstaje Fabryka AI Gaia, której zadaniem jest rozwój technologii sztucznej inteligencji w medycynie. Projekt, realizowany wspólnie przez polskie uczelnie i ośrodki badawcze, ma umożliwić tworzenie tzw. cyfrowych bliźniaków – modeli komputerowych odtwarzających procesy zachodzące w ludzkim organizmie i środowisku. Takie podejście pozwoli na szybsze opracowywanie leków, spersonalizowane terapie i lepsze zrozumienie mikrobiomu człowieka.
Idea cyfrowych bliźniaków
Pojęcie digital twin oznacza realistyczny model komputerowy, który odwzorowuje procesy biologiczne lub środowiskowe w czasie rzeczywistym. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie eksperymentów „in silico”, czyli w świecie cyfrowym. Badania nad mikrobiomem jelitowym wskazują, że takie modele pozwalają przewidzieć reakcje organizmu na leczenie i wykryć zależności niewidoczne w klasycznych badaniach klinicznych.
Fabryka AI Gaia – współpraca nauki i technologii
Projekt o budżecie 70 mln euro realizowany jest przy wsparciu Ministerstwa Nauki i Komisji Europejskiej w ramach programu EuroHPC. Konsorcjum tworzą Cyfronet AGH, Uniwersytet Jagielloński, Sano Centrum Medycyny Obliczeniowej, NASK i NCBR. Nowa infrastruktura obliczeniowa ma być kilkukrotnie szybsza od superkomputera Helios i wyposażona w tysiące akceleratorów GPU, co umożliwi prowadzenie obliczeń na skalę europejską.
Cyfrowe bliźniaki mikrobiomu
W ramach projektu opracowane zostaną dwa typy bliźniaków: mikrobiomu jelitowego oraz mikrobiomu środowiskowego. Pierwszy model pozwoli analizować wpływ mikroorganizmów na skuteczność terapii, drugi – symulować zależności między mikrobiomem a środowiskiem. Dzięki tym modelom będzie możliwe przewidywanie reakcji organizmu na interwencje i skrócenie czasu badań nad nowymi lekami.
Korzyści dla medycyny
Cyfrowe bliźniaki stanowią przełom w edukacji medycznej i naukach biologicznych. Umożliwiają identyfikację mechanizmów działania mikrobiomu, testowanie terapii na modelu komputerowym oraz personalizację leczenia. Takie podejście może znacząco ograniczyć liczbę kosztownych i czasochłonnych eksperymentów klinicznych, zwiększając bezpieczeństwo pacjentów i skuteczność terapii.
Infrastruktura i suwerenność technologiczna
Fabryka AI Gaia to część europejskiej strategii budowania niezależności technologicznej. Dzięki niej Polska zyskuje dostęp do najnowocześniejszych zasobów obliczeniowych i staje się współtwórcą europejskiego ekosystemu AI. Projekt łączy potencjał nauki, przemysłu i administracji publicznej, zapewniając otwarty dostęp do infrastruktury AI dla różnych sektorów gospodarki.
Wyzwania i etyka danych
Największymi wyzwaniami pozostają jakość danych, walidacja modeli oraz bezpieczeństwo informacji medycznych. Modele wymagają ogromnych zbiorów danych o wysokiej precyzji, a ich wyniki muszą być potwierdzane klinicznie. Ważne jest również przestrzeganie zasad etyki i prywatności, aby dane pacjentów były chronione zgodnie z regulacjami europejskimi.
Scenariusze przyszłości
W kolejnych latach planowane jest tworzenie modeli populacyjnych, które będą personalizowane na podstawie indywidualnych danych pacjentów. Umożliwi to opracowanie terapii dopasowanych do mikrobiomu, genotypu czy stylu życia. Cyfrowe bliźniaki mogą również wspierać rozwój farmacji, biotechnologii i profilaktyki zdrowotnej, a Polska – dzięki Fabryce Gaia – może stać się jednym z liderów europejskiej medycyny obliczeniowej.