Las empresas farmacéuticas, las empresas de tecnología médica y los investigadores académicos están desarrollando capacidades de inteligencia artificial soberanas para impulsar el descubrimiento de fármacos, la genómica acelerada y los dispositivos médicos.
Para brindar atención médica de alta calidad a su población (alrededor del 30% de la cual tiene 65 años o más), Japón está impulsando iniciativas soberanas de IA que respaldan casi todos los aspectos de la atención médica.
Las herramientas de inteligencia artificial entrenadas con datos específicos de cada país y la infraestructura informática local están potenciando las capacidades de los médicos e investigadores de Japón para que puedan atender a los pacientes, en medio de una escasez prevista de casi 500.000 trabajadores de la salud para el próximo año.
Las innovadoras implementaciones de tecnología por parte de los líderes de la atención médica del país, que incluyen el descubrimiento de fármacos acelerado por IA, la medicina genómica, las imágenes de atención médica y la robótica, se destacan en la Cumbre de IA de NVIDIA en Japón , que se lleva a cabo en Tokio hasta el 13 de noviembre.
Estas aplicaciones , impulsadas por plataformas informáticas de inteligencia artificial de NVIDIA, como la supercomputadora NVIDIA DGX Tokio-1 , se desarrollaron utilizando plataformas específicas de dominio como NVIDIA BioNeMo para el descubrimiento de fármacos, NVIDIA MONAI para imágenes médicas, NVIDIA Parabricks para genómica y NVIDIA Holoscan para robótica sanitaria.
Las fábricas de inteligencia artificial para el descubrimiento de fármacos mejoran la comprensión, la precisión y la velocidad
NVIDIA está apoyando al mercado farmacéutico de Japón, uno de los tres más grandes del mundo, con NVIDIA BioNeMo, una plataforma integral que permite a los investigadores que descubren fármacos desarrollar e implementar modelos de IA para generar inteligencia biológica a partir de datos biomoleculares.
BioNeMo incluye un marco de programación modular personalizable y microservicios NVIDIA NIM para una inferencia de IA optimizada. Los nuevos modelos incluyen AlphaFold2 , que predice la estructura 3D de una proteína a partir de su secuencia de aminoácidos; DiffDock , que predice la estructura 3D de una molécula que interactúa con una proteína; y RFdiffusion , que diseña nuevas estructuras proteínicas que probablemente se unirán a una molécula objetivo.
La plataforma también cuenta con BioNeMo Blueprints , un catálogo de flujos de trabajo de IA de referencia personalizables para ayudar a los desarrolladores a escalar modelos de IA biomolecular a aplicaciones de nivel empresarial.
El microservicio NIM para AlphaFold2 ahora integra MMSeqs2-GPU, una herramienta de recuperación de información evolutiva que acelera el flujo de trabajo tradicional de AlphaFold2 en cinco veces. Dirigida por investigadores de la Universidad Nacional de Seúl, la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia y NVIDIA, esta integración permite predecir la estructura de las proteínas en ocho minutos en lugar de cuarenta.
En AI Summit Japan, TetraScience, una empresa que diseña conjuntos de datos científicos nativos de IA, anunció una colaboración con NVIDIA para industrializar la producción de casos de uso de IA científica para acelerar y mejorar los flujos de trabajo en toda la cadena de valor de las ciencias biológicas.
Por ejemplo, la elección de una línea celular óptima para producir terapias biológicas, como vacunas y anticuerpos monoclonales, es un paso crítico que requiere mucho tiempo. El nuevo Lead Clone Assistant de TetraScience utiliza herramientas de BioNeMo, incluido el modelo básico NVIDIA VISTA-2D para la segmentación celular y el modelo Geneformer para el análisis de la expresión genética, para reducir la selección de clones líderes a horas en lugar de semanas.
Astellas Pharma, con sede en Tokio, utiliza modelos de inteligencia artificial biomolecular de BioNeMo, como ESM-1nv, ESM-2nv y DNABERT, para acelerar la investigación biológica. Sus modelos de inteligencia artificial se utilizan para generar nuevas estructuras moleculares, predecir cómo se unirán esas moléculas a las proteínas objetivo y optimizarlas para que se unan de manera más eficaz a esas proteínas objetivo.
Con el uso del marco BioNeMo, Astellas ha acelerado la generación de moléculas químicas en más de 30 veces. La empresa planea utilizar los microservicios NIM de BioNeMo para seguir avanzando en su trabajo.
Las empresas farmacéuticas y las instituciones de investigación de Japón impulsan la investigación y el desarrollo de medicamentos
Astellas, Daiichi-Sankyo y Ono Pharmaceutical son las principales compañías farmacéuticas japonesas que utilizan el sistema Tokyo-1 , una supercomputadora de inteligencia artificial NVIDIA DGX construida en colaboración con Xeureka, una subsidiaria del conglomerado empresarial japonés Mitsui & Co, para construir modelos de inteligencia artificial para el descubrimiento de fármacos. Xeureka está utilizando Tokyo-1 para acelerar el desarrollo de modelos de inteligencia artificial y simulaciones moleculares.
Xeureka también está utilizando GPU NVIDIA H100 Tensor Core para explorar la aplicación de la computación confidencial para mejorar la capacidad de las compañías farmacéuticas de colaborar en el entrenamiento de grandes modelos de IA mientras protegen conjuntos de datos patentados.
Para apoyar aún más la investigación sobre enfermedades y medicina de precisión, los investigadores de genómica de todo Japón han adoptado el paquete de software NVIDIA Parabricks para acelerar el análisis secundario de datos de ADN y ARN.
Entre ellos se encuentra el Centro del Genoma Humano de la Universidad de Tokio, la principal institución académica que trabaja en un proyecto de genoma completo dirigido por el gobierno y centrado en la investigación del cáncer. La iniciativa ayudará a los investigadores a identificar variantes genéticas exclusivas de la población japonesa y apoyará el desarrollo de terapias de precisión.
El centro del genoma también está explorando el uso de Giraffe, una herramienta ahora disponible a través de Parabricks v4.4 que permite a los investigadores mapear secuencias del genoma a un pangenoma, un genoma de referencia que representa diversas poblaciones.
Los escáneres y endoscopios con inteligencia artificial brindan a los radiólogos y cirujanos superpoderes en tiempo real
Los innovadores del sector sanitario de Japón están construyendo sistemas potenciados con IA para apoyar a radiólogos y cirujanos.
Fujifilm ha desarrollado una aplicación de inteligencia artificial en colaboración con NVIDIA para ayudar a los cirujanos a realizar cirugías de forma más eficiente.
Esta aplicación utiliza un modelo de IA desarrollado con sistemas NVIDIA DGX para convertir imágenes de TC en simulaciones 3D para respaldar la cirugía.
Olympus colaboró recientemente con NVIDIA y la empresa de telecomunicaciones NTT para demostrar cómo los endoscopios conectados a la nube pueden ejecutar de manera eficiente aplicaciones de procesamiento de imágenes e inteligencia artificial en tiempo real. Los endoscopios incorporaban módulos NVIDIA Jetson Orin para computación de borde y se conectaban a un servidor en la nube mediante la red IOWN All-Photonics de la plataforma de comunicación NTT, que introduce tecnología basada en fotónica en toda la red para permitir un menor consumo de energía, mayor capacidad y menor latencia.
NVIDIA también está respaldando sistemas robóticos con IA en tiempo real para radiología y cirugía en Japón con Holoscan , una plataforma de procesamiento de sensores que optimiza el desarrollo de aplicaciones y modelos de IA para obtener información en tiempo real. Holoscan incluye un catálogo de flujos de trabajo de referencia de IA para aplicaciones que incluyen endoscopia y análisis de ultrasonidos.
Un neurocirujano de la Universidad Showa, una facultad de medicina con varios campus en Japón, ha adoptado Holoscan y la plataforma NVIDIA IGX para inteligencia artificial de vanguardia de grado industrial para desarrollar una aplicación de microscopía quirúrgica que toma imágenes de video de endoscopios quirúrgicos y las convierte en imágenes 3D en tiempo real mediante inteligencia artificial. Con acceso a reconstrucciones 3D, los cirujanos pueden localizar tumores y estructuras clave en el cerebro con mayor facilidad para mejorar la eficiencia de los procedimientos.
Las empresas japonesas de inteligencia artificial quirúrgica, entre ellas AI Medical Service (AIM) , Anaut , iMed Technologies y Jmees, están investigando el uso de Holoscan para impulsar aplicaciones que brinden soporte de diagnóstico a endoscopistas y cirujanos. Estas aplicaciones podrían detectar estructuras anatómicas como órganos en tiempo real, con el potencial de reducir los riesgos de lesiones, identificar afecciones como cánceres gastrointestinales y hemorragias cerebrales, y brindar información inmediata para ayudar a los médicos a prepararse y realizar cirugías.
Ampliación de la atención sanitaria con agentes sanitarios digitales
Los adultos mayores tienen tasas más altas de enfermedades crónicas y son los que más utilizan los servicios de atención médica; por eso, para mantenerse al día con el envejecimiento de su población, las empresas con sede en Japón están a la vanguardia del desarrollo de sistemas de salud digitales para mejorar la atención al paciente.
Fujifilm ha lanzado NURA, un grupo de centros de detección de salud con exámenes médicos aumentados con IA diseñados para ayudar a los médicos a detectar cáncer y enfermedades crónicas con exámenes más rápidos y dosis de radiación más bajas para las tomografías computarizadas.
Desarrollada con sistemas NVIDIA DGX , la herramienta incorpora grandes modelos de lenguaje que crean resúmenes de texto de imágenes médicas. Los modelos de IA se ejecutan en GPU NVIDIA RTX para la inferencia. Fujifilm también está evaluando el uso de microservicios MONAI, NeMo y NIM.
Para obtener más información sobre las colaboraciones de NVIDIA con el ecosistema de atención médica de Japón, mire la sesión a pedido de NVIDIA AI Summit a cargo de Kimberly Powell , vicepresidenta de atención médica de la empresa. NVIDIA News. K. P. Traducido al español
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