邊緣運算如何緩解生命科學中的挑戰

在強大、可持續和可擴展的基礎設施系統的支持下，生命科學組織已經展示了他們執行令人難以置信的壯舉的能力。在本文中，我們將探討邊緣運算如何實現生命科學創新的下一次飛躍……

對於任何產業而言，擴大規模以滿足意外需求都具有挑戰性。當挑戰不僅針對生產，而且針對生命科學等高科技或先進領域的研究時，至少可以說這項任務是艱鉅的。

2020 年，當全球 Covid-19 大流行的規模為人所知時，生命科學產業進入超速發展。加大研究、大規模測試和疫苗生產的力度，企業發現自己面臨以極快的速度開發新疫苗的前所未有的挑戰。

根據麥肯錫的評論，通常需要長達10 年的時間，只用了一年就完成了；生產15 種候選疫苗，這些候選疫苗獲得了緊急或完全授權，可以在全球各大洲使用。

「可以毫不誇張地說，Covid-19 疫苗的開發和部署正在抓住並激發全世界數百萬甚至數十億人的希望。這是一項將創造歷史的科學、工業、監管和物流成就，」麥肯錫表示。然而，根據輝瑞公司的說法，這種加速只有透過利用關鍵資料基礎設施才能實現，這些基礎設施用於資料收集、聚合、處理和分析，並且可以實現跨不同國家的動態團隊協作、同行評審和監管監督。

拯救生命的科學基礎設施

需要能夠快速擴展此類系統，同時採用新的基礎架構，以確保在靠近資料生成和使用位置的地方提供處理能力。諸如邊緣運算系統之類的系統在這一巨大的努力中發揮了關鍵作用。

此外，英國和愛爾蘭在這場造福全人類的大規模努力中發揮了關鍵作用。例如，作為生命科學中心，愛爾蘭擁有 10 家全球主要生命科學公司，並代表其中的 20 家。此外，英國還擁有大量開創性的生命科學和全球製藥組織，其中許多組織都有誕生於英國或有淵源。麥肯錫將英國稱為全球領導者和“歐洲領先的生物技術中心”，這一點顯而易見，Exscientia、阿斯特捷利康和BioNTech等組織在藥物發現和疾病預防方面處於領先地位。

投資也在這兩個地區持續快速發展。例如，禮來（Eli Lilly）投資 4 億歐元擴大其利默里克（Limerick）設施，這將使該公司能夠擴大其生產創新藥物的能力，從而幫助治療世界上一些最嚴重的疾病。

基因體學的世界領導者

拯救生命研究的另一個重要例子是Wellcome Sanger Institute。該研究所位於英國劍橋附近，利用基因組數據來促進對人類 DNA 的理解。這是一項高度數據密集型操作，可向各種醫療保健和生命科學組織以及商業合作夥伴提供基因組數據。

計算一直是 Sanger 科學的核心，該研究所依賴每天可以產生超過 2TB 數據的基因組定序機器。所有這些都必須在本地儲存、處理和分析，並提供給其他研究機構。

促進該研究所的關鍵組成部分是其資料中心和邊緣運算能力。每台機器每天將超過 2TB 的資料發送回中央資料湖進行初級處理將是繁瑣、不切實際且昂貴的。然而，該研究所擁有自己的專用現場基礎設施​​來緩解這項挑戰，這是歐洲最大的基因組資料中心，其每個基因組定序儀都受到包括不間斷電源(UPS) 在內的分散式電源保護設備的保護。

資料量和速度使得雲端服務不適合研究所的要求，這意味著其 4MW 資料中心的實體位置至關重要。作為邊緣運算設施，資料中心是科學界和基於校園的商業合作夥伴分析資料和映射的基因組的地方。

在靠近資料產生地的地方擁有主要處理能力的能力使生命科學組織（如研究所）能夠開展其重要工作。擁有可透過單一管理平台管理的可靠、高效的資料中心基礎設施所節省的成本也將有助於研究所降低其資料中心營運成本。反過來，這意味著 Sanger 可以在研究上投入更多資金，以便更快做出新發現。

資料中心和邊緣

然而，邊緣運算系統必須得到強大的資料中心基礎設施的支持，該基礎設施支持可用、可靠、有彈性的基礎設施——其快速部署需要快速擴展的解決方案和新的設計方法。

預製的模組化資料中心配備了最節能的基礎設施設備，使生命科學和生物技術公司能夠靈活地將資料中心放置在他們需要的地方。這些技術的預先設計、預先測試和標準化特性也能夠滿足壓縮的部署時間，但從運行的那一刻起就具有彈性保證。

這些邊緣運算架構的組合，加上強大的、可擴展的、易於部署的模組化資料中心，有能力成倍增加生命科學的努力，朝著過去幾年疫苗成就的規模邁進。

邊緣運算能夠減輕與醫療保健和生命科學相關的風險，因為它能夠在更接近數據生成和使用位置的地方處理數據，從而通過更快的檢測、更小的攻擊面和更快的反應時間來減少受到攻擊的風險。

將雲端的力量與人工智慧和機器學習能力相結合的下一代軟體系統也顯著增強了網路安全。這些工具提供了對關鍵漏洞的全面洞察，其中一些工具能夠主動識別需要修補和現代化的遺留平台。這些全面的監控和管理工具用於邊緣運算和資料中心環境，以確保生命科學基礎設施系統安全、有彈性且不會出現停機和漏洞。

人們不能低估生命科學對全球人口健康和福祉的貢獻。這些組織繼續展現出加強和執行令人難以置信的創新壯舉和保護人類的能力。在能夠與行業的速度、敏捷性和可靠性相匹配的數據基礎設施的支持下，藥物發現和疾病預防方面的創新將繼續保持步伐。

邊緣運算憑藉其支持生命科學現代需求的獨特能力，將確保沒有什麼能阻止轉型的步伐，並確保其影響力繼續造福地球上的每一個人。

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