Миланский политехнический институт получил два гранта ERC Advanced на 2021 год, присужденных Европейским исследовательским советом (ERC) для поддержки выдающихся научных исследований. Исследование профессора Мануэлы Раймонди BEACONSANDEGG разработает инновационную платформу, способную имитировать фиброз опухоли, используя васкуляризацию живого организма, в то время как исследование профессора Даниэле Иельмини ANIMATEнаправлено на разработку новой вычислительной концепции для снижения энергопотребления при машинном обучении.
Университет в очередной раз оказался на переднем крае, превзойдя своих научных конкурентов в очень конкурентном процессе отбора, и только 14,6% из 1735 представленных проектов получили финансирование.
ANIMATE (аналоговые вычисления в памяти с использованием передовых технологий устройств) профессора Даниэле Иельмини.
Мы генерируем, обрабатываем и используем огромное количество данных каждый день. Поиск по ключевому слову в Интернете, выбор фильма на выходные или бронирование нашего следующего отпуска - это лишь некоторые из действий, которые зависят от алгоритмов, требующих больших объемов данных. Затраты энергии на этот тип вычислений чрезвычайно высоки: было подсчитано, что обучение обычной нейронной сети для искусственного интеллекта (ИИ) производит такое же количество углекислого газа, как 5 автомобилей за их жизненный цикл. Центры обработки данных, которые в настоящее время удовлетворяют большую часть мировых потребностей в ИИ, в настоящее время потребляют около 1% мирового спроса на энергию, при этом ожидается, что к 2030 году рост достигнет 7%. Чтобы исправить эту тревожную тенденцию, необходимы новые энергоэффективные аппаратные решения. Предварительное исследование профессора ИелминиANIMATEпоказало, что требования к вычислительной энергии могут быть снижены с помощью вычислений с замкнутым циклом в памяти (CL-IMC), которые могут решать задачи линейной алгебры за один вычислительный шаг.
В CL-IMC время на решение данной задачи не увеличивается пропорционально размеру задачи, в отличие от других вычислительных концепций, таких как цифровые и квантовые компьютеры. Благодаря сокращению времени вычислений CL-IMC требует в 5000 раз меньше энергии, чем цифровые компьютеры с той же точностью в отношении количества битов. Предварительные результаты делают CL-IMC чрезвычайно многообещающей вычислительной концепцией для снижения энергопотребления при обработке данных. Проект Ielmini будет разрабатывать технологию устройств и схем, системную архитектуру и набор приложений для полной проверки концепции CL-IMC. Архитектура системного уровня и изучение ее приложений еще больше докажут масштабируемость и осуществимость концепции, чтобы доказать, что CL-IMC является основным конкурентом среди энергоэффективных вычислительных технологий.
BEACONSANDEGG (Механобиология прогрессирования рака) профессора Мануэлы Раймонди
При раке молочной железы агрессивность связана с фиброзным уплотнением опухолевой ткани. Фиброз постепенно препятствует попаданию лекарств в опухолевые клетки из-за образования матрицы с механическими свойствами, которые стабилизируют сосудистую сеть опухоли. Однако иерархия и стабильность сосудистой сети опухоли не воспроизводимы in vitro. Исследование профессора Раймонди BEACONSANDEGG разработает инновационную платформу, способную воспроизвести фиброз опухоли, используя васкуляризацию живого организма.
Для достижения этой цели будут смоделированы микроопухоли на различных уровнях фиброза. Будут использоваться клетки рака молочной железы человека, прикрепленные к 3D полимерным микропланшетам. Микроопухоли будут имплантированы in vivo в дыхательную мембрану эмбрионированных птичьих яиц, чтобы вызвать реакцию фиброзного инородного тела в микроопухолях. Геометрия 3D-микросопор будет изменена таким образом, чтобы обеспечить инфильтрацию микроопухолей сосудами и клетками эмбриона. Эта модель исследования будет подтверждена с помощью противоопухолевых препаратов, клинический исход которых, как известно, зависит от уровня фиброза опухоли. Этот проект объединяет механобиологию с биоинженерией, онкологией, генетикой, микротехнологиями, биофизикой и фармакологией, чтобы понять механизмы прогрессирования наиболее неизлечимых видов рака. Это также обеспечит стандартизированную и этическую платформу для продвижения клинического перевода новых терапевтических продуктов в онкологии.
(7).jpg)
Мария Тереза Раймонди, Даниэле Иельмини
Гранты ERC Advanced Grants - это финансирование признанных исследователей в своей области для выполнения инновационных и высоко рискованных проектов. Благодаря этим двум проектам Миланский политехнический институт получил в общей сложности 86 индивидуальных европейских грантов (включая ERC и Marie Curie).
