Nowości

Uniwersytet w Groningen

 
 

Budynek Zernikeborg, w którym mieści się siedziba Centre for High Performance Computing and Visualisation Uniwersytetu w Groningen.

Centrum Obliczeń o Wysokiej wydajności i Wizualizacji (Center for High Performance Computing and Visualisation - (www.rug.nl/cit/hpcv) jest częścią Uniwersytetu w Groningen i zapewnia naukowcom najnowocześniejsze możliwości wizualizacji, obliczeń superkomputerowych i z zakresu rzeczywistości wirtualnej. Jest ono siedzibą najszybszego komputera w Holandii, BlueGene/L z 12288 rdzeniami. Jednakże neurolog dr Hans van Hateren stwierdził, że przeznaczone dla komputerów PC procesory graficzne (GPU) firmy NVIDIA zapewniają lepszą wydajność w jego pracach związanych z symulacją reakcji neurologicznych ludzkiego oka.

WYZWANIE

Badania dr Haterena symulujące działania układów siatkówkowych, elementów oka aktywnie przetwarzających informacje wizualne i przekazujących je do mózgu, zapewnić mają nowe dane na temat funkcjonowania ludzkiego oka. Lepsze zrozumienie funkcji siatkówki będzie znaczącym krokiem w rozwoju sztucznych modeli ludzkiego systemu postrzegania, co powinno zaowocować w wielu medycznych, naukowych i przemysłowych zastosowaniach. Należą do nich m.in. implanty siatkówkowe poprawiające wzrok osób niedowidzących oraz rozwój systemów wizualnych dla robotów.

Przetwarzanie obrazu przez ludzką siatkówkę ma charakter równoległy – innymi słowy, polega na jednoczesnym przetwarzaniu wielu porcji informacji. Wielka liczba czopków siatkówki (wrażliwych na światło komórek, z których składa się siatkówka) pobiera obraz docierający do siatkówki w trzech kanałach koloru i adaptuje się do przeważającego poziomu światła. Inne neurony w siatkówce zapewniają współdziałanie w przestrzeni, co wyostrza krawędzie i zwiększa kontrast kolorów w obrazie.

Symulacja tych procesów jest zadaniem bardzo wymagającym obliczeniowo. Doskonale sprawdzają się w takich symulacjach komputerowe architektury równoległe, lecz ze względu na wielką ilość oddziaływań przestrzennych w siatkówce wymagają one wydajnej komunikacji pomiędzy różnymi procesorami.

ROZWIĄZANIE

Przekrój ludzkiego oka ze schematycznym powiększeniem siatkówki. Technologia NVIDIA wykorzystywana jest w badaniach symulujących złożone procesy, które zachodzą w tych strukturach. Reprodukcja dzięki uprzejmości www.webvision.med.utah.edu.

Profesjonalne rozwiązania graficzne firmy NVIDIA® oferują doskonałą platformę do wykonywania takich obliczeń. Właściwa dla procesorów graficznych konstrukcja równoległa oznacza, że wielka liczba procesorów pracuje jednocześnie, co sprawia, że idealnie nadaje się ona do przetwarzania wymagających obliczeniowo danych. Dr van Hateren wyjaśnia: „Dzięki technologii graficznej NVIDIA możliwe staje się zastosowanie szybkich algorytmów, które dokładnie odwzorowują złożone fizyczne i chemiczne procesy zachodzące w ludzkiej siatkówce. Rewelacyjny wzrost wydajności kolejnych generacji procesorów graficznych, obsługa systemu Linux oraz ostatnio wprowadzone środowisko obliczeniowe CUDA™ umożliwiają prowadzenie opłacalnych ekonomicznie, nowoczesnych obliczeń o wysokiej wydajności”.


EFEKT

Badania doktora van Haterena nad lepszym zrozumieniem ludzkiego systemu przetwarzania informacji wizualnych rozwijają się dzięki technologii firmy NVIDIA. „Wysoka wydajność rozwiązań firmy NVIDIA sprawia, że jesteśmy w stanie tworzyć symulacje, które bardzo dokładnie odtwarzają sposób zachowania neuronów siatkówki. Technologia NVIDIA nie tylko była pomocna w opracowaniu tego modelu siatkówki, ale jej wysoka wydajność pozwala także na odtworzenie niektórych złożonych procesów związanych z ludzkim widzeniem. Na przykład, jesteśmy w stanie renderować i kompresować wideo o rozszerzonej przestrzeni barwnej (High Dynamic Range) w sposób bardzo podobny do tego, który ludzkie oko wykorzystuje do przetwarzania obrazów. Rezultaty tych symulacji zapewniają nam nowy wgląd w to, w jaki sposób widzimy”.



 
 
 
 
FacebookTwitterGoogle+Nasza KlasaLinkedIn