鵬城實(shí)驗(yàn)室是廣東省首批省實(shí)驗(yàn)室之一，“鵬城云腦”是該實(shí)驗(yàn)室著力建設(shè)的新一代人工智能（AI）科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，采用異構(gòu)硬件架構(gòu)、分布式部署、統(tǒng)一管理、開(kāi)源開(kāi)放模式，為多層次多樣化的人工智能基礎(chǔ)理論研究和共性關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，以及支撐超大規(guī)模訓(xùn)練、超大規(guī)模推理等科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)支撐。2019年，“鵬城云腦II”完成基本型建設(shè)，AI峰值算力達(dá)到了100P ops（每秒十億億次計(jì)算），建成了國(guó)內(nèi)首個(gè)人工智能基礎(chǔ)開(kāi)源開(kāi)放平臺(tái)，初步具備了大規(guī)模的人工智能應(yīng)用賦能能力，2020年計(jì)劃實(shí)現(xiàn)1000P算力。

新冠肺炎疫情發(fā)生后，鵬城實(shí)驗(yàn)室快速響應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)室主任高文院士領(lǐng)導(dǎo)下，按照“一手抓防控、一手抓科研”的模式，積極開(kāi)展科技抗疫工作。除緊急部署和應(yīng)急啟動(dòng)了一批科研項(xiàng)目外，還免費(fèi)開(kāi)放“鵬城云腦”等設(shè)施平臺(tái)，為科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、院校在基因測(cè)序、蛋白篩選、疫苗和藥物研發(fā)等科研工作免費(fèi)提供平臺(tái)資源支持。截至目前，已累計(jì)為30余家單位、10余個(gè)科研項(xiàng)目的科研抗疫提供了32P AI算力支持及多樣化資源支撐，發(fā)揮了較好的社會(huì)效益。

藥物篩選與疫苗研發(fā)

支持“人工智能抗冠狀病毒2019-nCoV藥物和疫苗設(shè)計(jì)”項(xiàng)目開(kāi)展。鵬城實(shí)驗(yàn)室與上海交通大學(xué)、海軍軍醫(yī)大學(xué)、陸軍軍醫(yī)大學(xué)、天津大學(xué)、香港理工大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、江南大學(xué)、申聯(lián)生物醫(yī)藥股份有限公司、上海和深圳疾控中心等單位聯(lián)合成立攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，利用基于“鵬城云腦”的大規(guī)模人工智能計(jì)算系統(tǒng)10P算力，合力開(kāi)展藥物篩選和疫苗研發(fā)工作。目前，已針對(duì)COVID-19病毒RNA設(shè)計(jì)了一種44肽的疫苗，正在由某上市公司的科研人員合成，以盡快完成疫苗的試制工作。同時(shí)，已通過(guò)人工智能算法從海軍軍醫(yī)大學(xué)提供的33個(gè)抗病毒中藥方劑篩選出了10多個(gè)有效成分，經(jīng)廣州呼吸健康研究院呼吸疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室病毒室測(cè)試，其中一種化合物確認(rèn)對(duì)新型冠狀病毒感染Vero E6細(xì)胞致細(xì)胞病變具有顯著的抑制作用，現(xiàn)已提煉出了抗新型冠狀病毒中藥制劑，目前在尋找試用單位。

“鵬城云腦”

支持湖南大學(xué)、軍事科學(xué)院及深圳市有關(guān)部門(mén)等單位的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)，對(duì)多種冠狀病毒數(shù)據(jù)源的人工智能病原路徑發(fā)現(xiàn)進(jìn)行研究，在國(guó)際上率先公開(kāi)發(fā)表了針對(duì)2019-nCoV的化合物體外活毒數(shù)據(jù)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在“鵬城云腦”上搭建了生物醫(yī)藥大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的人工智能病原檢測(cè)和抗病毒藥物重定位平臺(tái)，在“鵬城云腦”提供的8P AI算力支持下，大大提速了廣譜抗病毒藥物的人工智能藥物重定位篩選工作，已篩選出磷酸氯喹和法匹拉韋等多種老藥，對(duì)2019-nCoV病毒取得良好體外活毒對(duì)抗效果，并應(yīng)用于臨床科研試驗(yàn)。

支持上?？萍即髮W(xué)iHuman研究所“針對(duì)新冠病毒的兩種蛋白水解酶（3CLPro，PLPro）開(kāi)發(fā)抑制劑”科研攻關(guān)。目前該項(xiàng)目已完成spike/ace2建模的結(jié)構(gòu)部分。在2020年2月4日至3月4日期間，“鵬城云腦”為該項(xiàng)目免費(fèi)提供了200000個(gè)CPU小時(shí)、7200個(gè)GPU小時(shí)的計(jì)算資源，最大計(jì)算規(guī)模為400個(gè)CPU、10個(gè)GPU，以及20TB存儲(chǔ)空間。

AI輔助診斷

支持“小樣本新型冠狀病毒肺炎的多模態(tài)可解釋性早期診斷”研究。鵬城實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合深圳市第三人民醫(yī)院（新冠肺炎患者定點(diǎn)收治醫(yī)院）、武漢大學(xué)中南醫(yī)院、北大深圳醫(yī)院、廈門(mén)大學(xué)、中科院計(jì)算所和哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）等單位，組成30余人的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，在前期積累的3000余萬(wàn)張其他肺病CT影像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過(guò)收集新冠肺炎確診患者的多模態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（30多萬(wàn)張確診患者CT影像、生化報(bào)告和用藥及治療效果等），開(kāi)展小樣本新型冠狀病毒肺炎的多模態(tài)可解釋性早期診斷研究。利用“鵬城云腦”建立和訓(xùn)練相關(guān)模型，提供早期輔助診斷手段，對(duì)病人預(yù)后預(yù)測(cè)提供合理推斷，輔助醫(yī)生精準(zhǔn)選擇治療方案，減少死亡率。目前正在標(biāo)注438例確診病例的多模態(tài)數(shù)據(jù)，在“鵬城云腦”助力下模型研究工作進(jìn)展順利。

“鵬城云腦”運(yùn)維中心

新型冠狀病毒傳播示蹤與預(yù)警系統(tǒng)（TWS）

該項(xiàng)目利用物聯(lián)網(wǎng)、AI、大數(shù)據(jù)、病毒傳播模型等前沿交叉技術(shù)，通過(guò)感知環(huán)境信息，自動(dòng)記錄接觸對(duì)象，建立人與人、人與物接觸的時(shí)序記錄庫(kù)，準(zhǔn)確定位病毒感染者密切接觸人群，示蹤病毒傳播路徑，預(yù)期可為阻斷病毒二次傳播、有效防控疫情作出貢獻(xiàn)。

目前，鵬城實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)已完成安卓系統(tǒng)和蘋(píng)果iOS系統(tǒng)的“全民防疫APP”開(kāi)發(fā)，以及專(zhuān)用硬件、個(gè)人綜合管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，并在多源測(cè)距技術(shù)和高動(dòng)態(tài)圖計(jì)算技術(shù)研究方面取得進(jìn)展。其中，基于安卓系統(tǒng)的“全民防疫APP”在經(jīng)過(guò)2月5日至3月8日的開(kāi)放公測(cè)、迭代修改后，于3月9日正式上線(xiàn)小米、OPPO、360、Google Play等安卓應(yīng)用市場(chǎng)，支持中英文版本，具備歷史接觸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、接觸軌跡、系統(tǒng)設(shè)施、自主申報(bào)、他人申報(bào)、行程查詢(xún)助手（三大運(yùn)營(yíng)商的行程數(shù)據(jù)）、健康二維碼出示與掃描驗(yàn)證等功能。當(dāng)前APP安裝總量為1499臺(tái)，TWS設(shè)備感知總量為180220臺(tái)。

TWS的作用示意圖

TWS項(xiàng)目得到了南方科技大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）、國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心、四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院（華西醫(yī)院）等多所高校和科研機(jī)構(gòu)大力支持，研發(fā)工作正緊張有序進(jìn)行中。3月9日，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)官網(wǎng)中，《深圳科研力量聯(lián)合研發(fā)黑科技防疫50米內(nèi)遇高危對(duì)象可報(bào)警》報(bào)道該新型冠狀病毒傳播示蹤與預(yù)警系統(tǒng)（TWS），可精確定位病毒傳播的關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)打擊，提高防疫效率。