Zařízení a aplikace na bázi cloudu se staly důležitou součástí našeho každodenního života. Můžeme si díky nim okamžitě poslechnout jakoukoliv skladbu, sledovat nejnovější filmy, sledovat své zdraví pomocí hodinek, sdílet velké soubory a dokonce nám umožňují vzdálenou práci.
Cloud nám dal dvě hlavní věci. Za prvé nám dal možnost ukládat, přenášet a sdílet bez komplikací a vysokých nákladů extrémně velké datové soubory. Za druhé nám dal schopnost používat extrémně vysoký výpočetní výkon. Náročné algoritmy, které by na běžném počítači běžely minuty nebo dokonce hodiny, jsou prolomeny za zlomek času pomocí pokročilého výpočetního výkonu cloudu. Právě tyto dvě výhody cloudu změnily náš svět. Již nemusíme kupovat CD, půjčovat si DVD, chodit k lékaři, aby nám zkontroloval srdeční tep, posílat USB disk poštou nebo pracovat výhradně v kanceláři.
Počítač buněk Corning®: První počítač buněk založený na cloudu
Prostřednictvím svého nového inovativního počítače přenášejí Corning a CytoSMART výhody cloudu do laboratoří. Počítač buněk Corning je založen na cloudu Microsoft Azure a je vůbec nejrychlejším počítačem buněk na světě. Jednou z klíčových výhod používání cloudu Microsoft Azure je, že jsou veškerá počítání buněk prováděna pomocí počítače Corning Cell a následně jsou uložena a analyzována na jedné z nejbezpečnějších cloudových platforem. Další výhoda počítače založeného na cloudu spočívá v tom, že nové funkce a aktualizace algoritmu počítání buněk lze zákazníkovi nabídnout bez potřeby aktualizace.
Vůbec největší výhodou cloudového počítače buněk je pak použití umělé inteligence k detekci buněk. Algoritmus umělé inteligence dokáže rozpoznat buňky na základě rozsáhlého seznamu charakteristik, zatímco offline počítače buněk prověřují pouze krátký seznam vlastností, protože jsou omezeny na integrovaný výpočetní výkon zařízení. Díky pokročilé výpočetní síle cloudu Microsoft Azure může Corning Cell Counter zpracovávat nekonečný seznam vlastností ve frakci za zlomek času tradičních počítačů buněk. Navíc byl algoritmus pro obrazovou analýzu počítače buněk Corning nastaven tak, aby rozlišil živé a mrtvé buňky od nečistot a buněčných zbytků. Díky tomu je v reálném prostředí (např. u vzorků obsahujících části buněk nebo shluky) algoritmus umělé inteligence ve srovnání s klasickými algoritmy analýzy obrazu používanými pro počítání buněk mnohem robustnější.
Počítač buněk Corning je první počítač buněk s integrovaným helpdeskem, což je možné pouze díky používání cloudového softwaru. To poskytuje prostřednictvím chatu možnost rychlé podpory pro uživatele, kteří mají dotazy nebo potřebují okamžitou pomoc.
Jak počítání buněk v cloudu funguje?
Po umístění vzorku na počítač buněk Corning jednoduše zaostříte na buňky a stisknete Count („Spočti“). Obrázek se nahraje do cloudu Microsoft Azure, kde je během několika sekund zanalyzován algoritmem s umělou inteligencí. Následně se vytvoří zpracovaný obraz a histogram velikosti buněk. Na zpracovaném obrázku jsou živé buňky zakroužkovány zelenou barvou a mrtvé buňky červenou. Zpracované i nezpracované obrázky a histogram se zobrazí v softwaru Corning Cell Counter a jsou uloženy v cloudu Microsoft Azure. Cloudové úložiště výsledků umožňuje uživateli kdykoli vyhledat počet buněk z jakéhokoliv zařízení pomocí internetového prohlížeče.
Výhody počítání buněk v cloudu
Díky tomu, že je počítač buněk Corning založen na cloudu, lze pravidelně poskytovat aktualizace bez jakéhokoli zatěžování uživatele. Od zavedení počítače buněk Corning už bylo do jeho systému přidáno několik nových funkcí. Nejprve byl přidán histogram velikosti buněk. Následně byla implementována možnost síta dle histogramu velikosti, kterým se vyloučí příliš velké nebo příliš malé buňky. Dále byla přidána možnost vybrat si mezi počítáním buněk s přídavkem nebo bez přídavku trypanové modři pro měření životaschopnosti.
Nejkomplexnější aktualizací však byla aktualizace algoritmu umělé inteligence, která počítá buňky. Po této aktualizaci jsou jednotlivé buňky v agregátech buněk rozlišovány přesněji a je vylepšena také detekce mrtvých buněk (obrázek 1). Díky cloudovému úložišti dat a obrovskému výpočetnímu výkonu lze algoritmus umělé inteligence trénovat na velkém množství dat, včetně obrázků, které obsahují zbytky nebo shluky buněk. To umožňuje vytvoření vynikajícího algoritmu, který odráží potřeby uživatelů.
Obrázek 1. Vylepšení algoritmu umělé inteligence počítače buněk Corning.
A) nezpracovaný obrázek.
B) Výsledky starého algoritmu – mnoho buněk ve shlucích není správně detekováno a nečistoty jsou nesprávně detekovány jako mrtvé buňky.
C) Výsledky nového algoritmu – všechny jednotlivé buňky ve shlucích jsou detekovány správně a žádné nečistoty nejsou detekovány jako mrtvé buňky. Ai-Cii) Zvětšené obrázky modrých rámečků obsahují příklady vylepšené detekce jednotlivých buněk (i) a detekce mrtvých buněk (ii).
Další výhodou počítání buněk v cloudu je schopnost procházet stále se rozšiřující knihovnu výpočtů buněk online a sdílet výsledky s kolegy. Vědci pracující v laboratořích buněčných kultur se běžně setkávají se situacemi, kdy vyvstávají otázky ohledně výpočtů nebo psané koncentrace buněk. Počty buněk uložené v cloudu jsou snadno dostupné kdekoli a kdykoli. To pak umožňuje uživateli provádět kontrolu výpočtů, porovnávat počty buněk, a pozorovat jakékoli (historické) změny v růstu buněk, bez pochybností o výpočtech.
Budoucnost počítání buněk v cloudu
Funkcionalita počítače buněk Corning® se bude časem vylepšovat postupnou optimalizací softwaru i algoritmu umělé inteligence využíváním zpětné vazby od zákazníků a uložených počtů buněk v cloudu Microsoft Azure. Algoritmus umělé inteligence lze vycvičit tak, aby v budoucnu rozpoznal rozšířenou škálu typů buněk. Navíc softwarové funkce, jako je možnost kombinovat různá počítání buněk, lze snadno do počítače buněk Corning přidat. Cílem je pokračovat ve vylepšování počítače buněk Corning s využitím nejnovějších technik v oblasti umělé inteligence a cloud computingu a vytvořit tak nejrychlejší, nejpřesnější a nejuniverzálnější možný cloudový počítač buněk.
(Převzato od společnosti Corning, redakčně upraveno.)