/ photo Matteo Bagnoli CC
前回、私たちはさまざまな科学分野の活動に対するIaaSテクノロジーの影響について話し始めました。 ポストの第2部へようこそ。ここでは、クラウドコンピューティングが生物学、遺伝学、地理学、医学の研究をどのように支援するかについて説明します。
生物学と遺伝学
クラウド分散コンピューティングを使用した最初で最も有名なケースの1つは、2003年に完成したHuman Genomeプロジェクトです。 彼の目標は、DNA分子の配列と25,000の個々の遺伝子の同定を決定することでした。
プロジェクト中に収集された遺伝情報はデータベースに保存されます-これは、これまで世界の科学者によって分析されてきた独自の知識源です。 米国国立バイオテクノロジー情報センターとヨーロッパおよび日本のパートナー組織は、GenBankデータベース、Japanese DNAデータベース（DDBJ）、または欧州EMBLにゲノム配列を保存しています。 彼らは、この情報が遺伝学と生物工学の分野で新たな発見をするのに役立つことを望んでいます。
作業を維持するには、大量のコンピューティングリソースが必要です。 したがって、技術的なアプローチを変更する必要があったことは驚くことではありません。 コミュニティはクラウドテクノロジーに注目しています。
ゲノムコンピューターサイエンスにとって重要なクラウドテクノロジーの主な機能は、クラウドに膨大なデータセットを保存できることです。 データは仮想ディスクに書き込まれ、通常のストレージとして仮想マシンに接続できます。 現在までに、GenBankデータベース全体がディスクイメージとして保存され、ユーザーは必要に応じてダウンロードおよびアップロードできます。
クラウドコンピューティングは、遺伝子工学に関連するアプリケーションの開発者の作業にも影響を与えています。 彼らは仮想マシンの形で製品を紹介する機会を得ました。 たとえば、多くの遺伝子注釈グループは、遺伝子およびその他の機能要素を識別および分類する独自のプロセスを開発しています。 たとえば、カリフォルニア大学サンタクルーズ校とアンサンブル校は、ゲノム配列データベースを視覚化および検索するためのツールと同様に、データと注釈をサポートしています。
開発されたツールの多くが開いたままであるという事実にもかかわらず、科学者はそれらを他の研究グループに移す際にいくつかの困難を経験しました。 これは主に、個々のサイトのプログラム構成と設定の違いによるものです。 クラウドは、作成されたアプリケーションを仮想マシンイメージに「パック」することを可能にしました。この形式では、ソフトウェアインストールプロセスをバイパスして、簡単に転送、構成、実行できます。
仮想化は、ユーザーをインフラストラクチャから分離し、目標を達成する柔軟性を提供します。 IaaSはフル機能のコンピューターインフラストラクチャを提供し、あらゆる種類の仮想化リソースを提供します。 バイオインフォマティクス環境でのIaaSの例は、高性能コンピューティング用のパブリックVMであるBioLinuxと、自動シーケンス用のポータブルVMであるCLoVRの開発です。
地理学
地理情報システム（GIS）は、地理的位置に関連するデータを収集、保存、分析、管理、および形式化するツールのセットです。 GISは多くの活動分野で重要な役割を果たしており、地図作成、統計分析、ハードウェアおよびソフトウェアの「合金」です。
データを管理するには、たとえば、ジオデータを単一のスケールにするなど、さまざまなグループ化および変換の方法が使用されます。 それらを保存するには、レポートテクノロジを備えたリレーショナルデータベースが使用されます。
GISにより、さまざまな複雑さのクエリと分析が可能になります：地図上のオブジェクトの単純な検索から、複雑なパターンを使用したデータの検索（たとえば、原子力発電所での事故の際に影響を受ける地域に落ち着く居住地の特定）
空間地理データの処理、分析、および表示の従来の結果は地図であり、これにレポートドキュメント、実際のオブジェクトおよびシミュレートされたオブジェクトのレリーフカラー画像、写真、グラフ、チャートが追加されています。
さらに、最新のGISには、ユーザーの生活を楽にするために設計された多数の特別な機能があります。 それらのいくつかは、ナビゲーションシステムでも使用されています：最短経路の検索、ルートの敷設など。
GISは、地理空間データに基づいて情報に基づいた意思決定を行うためによく使用されます。 クラウドの実装は、地理情報システムを使用する研究者やIT組織に新しい視野を開きました。
GISクラウドシステムは、ジオインフォマティクスの手法を実装する信頼性の高いツールと、強力なソフトウェアとハードウェアを提供します。オープンアクセスの地理的サーバー、電子地図を生成するデバイス、多変量解析アルゴリズムです。 さらに、クラウドテクノロジーを使用すると、ローカルGISの作成プロセスを最適化できます。
この場合、会社はサービスセンターを作成して独自の高価な機器を購入する必要がないため、IT担当者との話し合いを維持する必要はありません。 また、GoogleマップやBing Mapsなどのサービスを接続して、サードパーティの開発者から衛星画像や地図を購入する必要もありません。
これらの利点はすべて、GIS環境でのクラウドテクノロジーへの大規模な移行に貢献します。 ESRIやGIS Cloud Ltdなどの組織はすでにクラウドコンピューティングに切り替えており、ユーザーにオンデマンドで地理情報システムを提供しています。
医学と薬理学
クラウドテクノロジーは、医療にも応用されています。 たとえば、いわゆる電子医療記録は世界中で広まっています。 電子カルテカード（EMC）は、患者に関するすべての必要なデータを安全なリモートサーバーにデジタル形式で保存します。
これにより、患者の個人データの処理が容易になり、ビジネスプロセスが最適化されます。すべての医療機関が個人の病歴にアクセスできるため、後者は各診療所でマップを作成する必要がなくなります。
8か国の3700人の医師に対してアクセンチュアが実施した調査によると、回答者の70.9％が医学の情報技術が臨床試験の質を改善すると信じており、69.1％が医療の質の向上と医療ミスの数の減少を指摘しています。 そして、それは本当のようです。 EMCが実装されている米国の病院では、救急車で連れ去られた患者の治療にかかる時間ははるかに短くなります。
ヨーロッパでも同様の傾向が見られます。 アンダルシア州では、Oracleインフラストラクチャ上に構築されたグローバル医療情報システムDIRAYAが稼働しています。 このシステムは、すべての医療機関から連絡を受け、患者に関する必要な情報と、治療過程および処方薬に関する関連データを受け取ります。
薬といえば。 アクセンチュアの調査によると 、化学業界ではクラウドテクノロジーの採用が増え始めています。 たとえば、Cyprotex QSARモデリングアプリケーションは、意思決定の自動化と予測モデルの生成に使用されます。 その目標は、より優れた安全な薬物を作成し、動物実験の必要性を減らすことです。
定量的構造-特性関係（QSAR）の検索は、数学的統計と機械学習法の適用に基づいて、化合物の構造を記述することで物理的および化学的特性を予測できるモデルを構築します。
残念ながら、化学者は結果の処理に長時間待たなければならないため、新しいモデルの作成はリソースを消費するビジネスです。 クラウドテクノロジーはQSARの使用に革命をもたらし、予測モデルの生成にかかる時間を短縮しました。
以上です。 過去数年間のクラウドサービスは、中小企業で使用される生活とビジネスの多くの分野に浸透しています。 この一連の投稿では、クラウドテクノロジーが科学研究の実施にどのように役立つかの最も興味深い分野と例を見てみました。