北京2022年7月27日 /美通社/ -- 大腦包含上百億神經元，是人體身上最重要和最復雜的器官，復雜性遠遠超出了我們當前的認識能力。腦科學研究不僅是全球科技的前沿領域，也是理解人類本身的終極目標。為了加快了腦科學研究的步伐，"腦科學與類腦研究" 于2016年正式啟動，吸引了眾多頂尖科學家投身其中。以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導向的腦科學研究，以及以建立和發(fā)展人工智能技術為導向的類腦研究開啟了新的征程。作為國內高校最早成立的腦科學與類腦前沿交叉研究機構之一，復旦大學類腦人工智能科學與技術研究院（簡稱類腦研究院），面向腦與類腦重大科技前沿，依托學科優(yōu)勢，借助領先的計算、數(shù)據(jù)平臺，致力于在類腦人工智能算法、重大腦疾病智能診療等領域創(chuàng)新，引領腦科學、人工智能與產業(yè)應用的融合，實現(xiàn)未來智能產業(yè)技術創(chuàng)新。
為了建成世界一流的腦與類腦前沿研究和科技創(chuàng)新機構，加速腦科學與類腦研究進程，復旦大學類腦研究院需要采用多維度、高精度的設備進行科研數(shù)據(jù)的采集、傳輸、使用。類腦研究設備涉及腦成像平臺、磁共振成像設備系統(tǒng)、多臺近紅外光、腦電、腦磁圖等實時腦功能監(jiān)測系統(tǒng)，以及直流電刺激、經顱磁刺激、超聲腦刺激等腦調控系統(tǒng)。認知神經科學平臺擁有光學腦成像設備及認知行為解析設備，這些設備進行科學研究時產生了大量影像數(shù)據(jù)。在組建人腦大數(shù)據(jù)庫的科研項目中，復旦大學類腦研究院利用各種無創(chuàng)手段，以基因測序為主，對抑郁癥、精神分裂癥、健康人等不同類型的人群，并發(fā)采集其環(huán)境、行為、遺傳、腦影像、神經等千萬級小文件數(shù)據(jù)信息，推動重大腦疾病如抑郁癥、精神分裂癥、自閉癥和物質濫用的病根構建并預測人腦的創(chuàng)造性、幸福感和毅力等各種宏觀指標，這對整個大平臺的數(shù)據(jù)基礎設施有著比較大的挑戰(zhàn)和要求。
首先是對數(shù)據(jù)容量的要求：研究院部署較早的傳統(tǒng)存儲擴展能力受限制，且配置6TB及以上大容量硬盤采用RAID 6、RAID 10，空間利用率小于50%，在容量利用方面存在巨大提升空間。
其次是要有穩(wěn)定的性能支撐：基因測序的生產過程是一個超高并發(fā)的文件轉換過程，整個生產過程有非常密集的文件讀取和寫入。一個完整的基因測序樣本會產生千萬量級的文件，通過測序儀、分析儀等儀器獲得包含原始基因序列堿基對的文件，大小大約幾十GB。整個生物樣本的導入過程對文件存儲的性能有著極高的要求，滿足不同科研任務對不同文件高帶寬的存儲需求，既要文件系統(tǒng)必須提供超大文件數(shù)量的支持，同時必須在有限的時間內完成海量小文件的導入。
最后需要對設備和用戶的進行高效和精準管理：一是用戶層次多，類腦研究院擁有從本科生至博士生，以及各類研究員的使用者；在研究的過程中類腦研究院的教授、研究員及學生需要設置不同的級別，以防止重要數(shù)據(jù)的誤操作；二是多臺設備的使用，使得故障點隱患增加，管理及配置難以統(tǒng)一化，運維壓力較大。
浪潮存儲，助力類腦研究基礎平臺建設
針對全腦網絡可視化研究場景及相關需求，復旦大學類腦研究院采用了浪潮提供的專業(yè)化的存儲解決方案。
復旦大學類腦研究院采用浪潮分布式存儲AS13000，可按需提供文件、對象、塊、大數(shù)據(jù)等多種服務，采用8+2糾刪碼策略提供了3PB容量空間，空間利用率達到80%；方案統(tǒng)一化管理，降低多套設備部署和維護的復雜度，允許集群內同時故障2個節(jié)點，業(yè)務不中斷，數(shù)據(jù)不丟失，保障了業(yè)務連續(xù)性。
浪潮存儲通過對象聚合技術，提升單次落盤的對象大小，降低落盤操作次數(shù)，單節(jié)點恒定聚合帶寬達2GB/s以上，確?；驕y序的連續(xù)性。
針對高校多個學科與多個課題組共享、使用、管理數(shù)據(jù)會產生多份數(shù)據(jù)，浪潮存儲為復旦大學定制了軟拷貝功能，在元數(shù)據(jù)索引上做變更，用戶視角是多份不同的文件，但底層則是共同的存儲空間，實現(xiàn)多份數(shù)據(jù)極速拷貝和使用，還大幅降低了存儲容量開銷和管理成本，讓數(shù)據(jù)共享、使用變得更加高效。浪潮存儲平臺還通過部署增強ACL，支持讀、寫、執(zhí)行、可視、刪除，滿足對不同用戶的精細權限控制：保證研究員、學生和管理者等不同用戶對數(shù)據(jù)的訪問和存儲有不同的權限，有效防止誤操作。
復旦大學類腦研究院下設的生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)中心---張江國際腦庫（ZIB），不斷加強高性能計算與存儲能力建設，目前擁有6個隊列、15000例被試、30 PB存儲、1005 份問卷，形成了國內領先的生物大數(shù)據(jù)、云計算平臺。預計到2023年，張江國際腦庫將圍繞精神分裂癥、抑郁癥、自閉癥、腦卒中、神經退行性疾病以及正常人群的六個隊列建設，完成環(huán)境、行為、遺傳、腦影像、神經5-O尺度等全維度數(shù)據(jù)采集，建成全球最大規(guī)模的全維度腦數(shù)據(jù)庫和算法中心，服務腦科學基礎研究、腦疾病臨床診療與類腦智能新興產業(yè)的發(fā)展。
同時該機構還將與全球主流生物數(shù)據(jù)庫建立合作共享機制，推動構建全球頂級規(guī)模的全維度腦數(shù)據(jù)庫和算法中心。無論是腦科學還是類腦研究，對提升未來中國科技整體智慧水平、提高經濟發(fā)展質量、促進人類的生產生活方式的轉變均意義重大。
