文 / 白啟峰

C6C IPv6 IaaS云服務(wù)器可以提供足夠多的IPv6地址，根據(jù)用戶(hù)需求彈性提供硬件配置，并通過(guò)網(wǎng)頁(yè)提供簡(jiǎn)易的可視化界面，可以讓課堂內(nèi)容變得更加豐富。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們已經(jīng)進(jìn)入到到人工智能與大數(shù)據(jù)的時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代，云計(jì)算仍然起著核心作用，尤其是優(yōu)質(zhì)的云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)如C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)，可以高效處理人工智能計(jì)算和大數(shù)據(jù)問(wèn)題。伴隨著IPv4地址的耗盡，IPv6在云服務(wù)器平臺(tái)建設(shè)中起到了重要的作用，基于一個(gè)全球單播的IPv6地址又可以組建內(nèi)網(wǎng)，這樣就會(huì)有更充足的網(wǎng)絡(luò)地址來(lái)部署云服務(wù)器，進(jìn)而更好地滿(mǎn)足目前人工智能和大數(shù)據(jù)的運(yùn)算需求。

生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)涉及到醫(yī)學(xué)和藥學(xué)大數(shù)據(jù)，是人工智能和大數(shù)據(jù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)大數(shù)據(jù)，可以訓(xùn)練出高精度的人工智能深度學(xué)習(xí)模型，從而更好地服務(wù)于生物醫(yī)學(xué)。在本科生的生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)課程和競(jìng)賽中，引入C6C IPv6 IaaS云服務(wù)、人工智能和醫(yī)藥大數(shù)據(jù)的教學(xué)內(nèi)容，可以讓醫(yī)藥相關(guān)的本科生和研究生更好地了解前沿知識(shí)，并提升相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平。

教學(xué)應(yīng)用

隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，人工智能已經(jīng)滲透到語(yǔ)音識(shí)別、醫(yī)學(xué)影像以及醫(yī)藥設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中。運(yùn)用人工智能技術(shù)可以節(jié)省藥物發(fā)現(xiàn)的時(shí)間和周期。例如，人工智能醫(yī)藥研發(fā)公司Insilico Medicine從特發(fā)性肺纖維化靶點(diǎn)的確定到拿到藥物臨床試驗(yàn)批件僅用了18個(gè)月，耗費(fèi)260萬(wàn)美元。Insilico Medicine公司給出了新范式的醫(yī)藥研發(fā)模式，從側(cè)面反映了人工智能在藥物研發(fā)中的潛力和價(jià)值。

生物醫(yī)藥人工智能需要具有一定算力的計(jì)算資源，比如多核心CPU和GPU等，而C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)可以彈性地給用戶(hù)提供計(jì)算資源。對(duì)于教學(xué)來(lái)說(shuō)，一般的課堂時(shí)間只有45分鐘左右，而有些人工智能模型需要復(fù)雜的程序設(shè)置和較高的硬件配置。

對(duì)于一般用于講課的多媒體電腦，教師很難在45分鐘內(nèi)完成人工智能藥物設(shè)計(jì)的教學(xué)展示，這樣就會(huì)影響整體的課堂教學(xué)效果。通過(guò)C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)則可以很好地解決上述問(wèn)題。目前大學(xué)課堂的教學(xué)主要采用多媒體教學(xué)，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)就能訪(fǎng)問(wèn)C6C IPv6 IaaS云服務(wù)的計(jì)算資源，這樣就很容易在課堂多媒體上展示人工智能藥物設(shè)計(jì)的流程。同時(shí)，C6C IPv6 IaaS云服務(wù)器可以提供足夠多的IPv6地址，根據(jù)用戶(hù)需求彈性提供硬件配置，并通過(guò)網(wǎng)頁(yè)提供簡(jiǎn)易的可視化界面，方便教學(xué)展示和課堂互動(dòng)，有利于教師進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，可以讓課堂內(nèi)容變得更加豐富。

蘭州大學(xué)的課題組在2019年研發(fā)了基于人工智能和經(jīng)典算法的醫(yī)藥設(shè)計(jì)軟件MolAICal（https://molaical.gitee.io或https://molaical.github.io），目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在科研和教學(xué)中。在蘭州大學(xué)開(kāi)設(shè)的《生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)》課程中，引入了人工智能醫(yī)藥設(shè)計(jì)的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，并通過(guò)C6C IPv6 IaaS云服務(wù)器的網(wǎng)頁(yè)終端向?qū)W生展示MolAICal藥物設(shè)計(jì)的流程（如圖1所示）。為了便于教學(xué)，從賽爾網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)Windows操作系統(tǒng)的C6C IPv6 IaaS云服務(wù)器，使用從申請(qǐng)的賬戶(hù)和密碼登錄到C6C IPv6 IaaS云服務(wù)器的界面，并使用安全強(qiáng)度更高的字符修改密碼。在管理界面上可以查詢(xún)到對(duì)應(yīng)的IPv6地址，然后點(diǎn)擊“遠(yuǎn)程鏈接”就可以登錄到對(duì)應(yīng)的服務(wù)器上。經(jīng)過(guò)課堂測(cè)試，C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)可以很好地為學(xué)生展示人工智能醫(yī)藥設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，方便學(xué)生和老師在課堂上互動(dòng)交流。

蘭州大學(xué)

圖1 C6C IPv6 IaaS云服務(wù)器在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

競(jìng)賽訓(xùn)練應(yīng)用

學(xué)科競(jìng)賽是考驗(yàn)和提升本科生動(dòng)手和創(chuàng)新能力的一個(gè)重要途徑，通過(guò)參加競(jìng)賽可以進(jìn)一步鞏固學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)。對(duì)于人工智能醫(yī)藥設(shè)計(jì)方面的競(jìng)賽訓(xùn)練，需要合適方便的平臺(tái)才能起到很好的訓(xùn)練效果。賽爾網(wǎng)絡(luò)C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)就為學(xué)生提供了很好的學(xué)科競(jìng)賽訓(xùn)練支持。

通過(guò)C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)，蘭州大學(xué)的課題組完成了“基于IPv6的抗糖尿病海洋醫(yī)藥大數(shù)據(jù)跨平臺(tái)虛擬篩選系統(tǒng)的實(shí)踐研究”項(xiàng)目，2019年，項(xiàng)目獲得“第五屆下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新大賽”全國(guó)決賽二等獎(jiǎng)，并在賽爾網(wǎng)絡(luò)下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目展示與評(píng)選中榮獲“提名獎(jiǎng)”。

2020年，由于新冠疫情的影響，很多線(xiàn)下課程轉(zhuǎn)成了線(xiàn)上教學(xué)。在這種情況下，同一時(shí)間會(huì)有很多學(xué)生和老師在線(xiàn)上進(jìn)行上課討論，流暢的網(wǎng)絡(luò)和充足的IP地址顯得尤為重要。C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)可以為教師和學(xué)生提供很好的線(xiàn)上教學(xué)和競(jìng)賽培訓(xùn)的演示。圖2展示了教師在C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)上部署人工智能醫(yī)藥設(shè)計(jì)系統(tǒng)，使用C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)培訓(xùn)學(xué)生的模式。具體來(lái)說(shuō)，使用開(kāi)源版本的Anaconda在C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)上搭建深度學(xué)習(xí)環(huán)境，存儲(chǔ)藥物靶點(diǎn)受體，并使用訓(xùn)練好的分子生成模型生成類(lèi)藥分子，最后，教師可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行藥物虛擬篩選的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

圖2 師生可以在線(xiàn)方便地使用C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)

在C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)輔助測(cè)試的基礎(chǔ)上，課題組帶領(lǐng)學(xué)生參加了2020年度中國(guó)科學(xué)院“先導(dǎo)杯”并行計(jì)算應(yīng)用大獎(jiǎng)賽，并榮獲“抗疫專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)”。這說(shuō)明云服務(wù)平臺(tái)非常適合對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)科競(jìng)賽的相關(guān)教學(xué)。

基于蛋白靶點(diǎn)的人工智能醫(yī)藥設(shè)計(jì)屬于新興技術(shù)，有些概念非常抽象，尤其是參加競(jìng)賽的學(xué)生需要掌握的知識(shí)比課堂上要求的更多。在參加上述競(jìng)賽的過(guò)程中，學(xué)生的技術(shù)得到了很好的提升，并對(duì)基于人工智能的海洋醫(yī)藥設(shè)計(jì)有了更深的認(rèn)識(shí)。

首先，學(xué)生通過(guò)使用C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)，認(rèn)識(shí)到了云服務(wù)器在藥物設(shè)計(jì)中的作用，并掌握了其運(yùn)行和使用的方法，這為學(xué)生以后更進(jìn)一步的藥物設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次，C6C IPv6 IaaS云服務(wù)也可以方便部署GPU服務(wù)器，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)就可以訓(xùn)練人工智能深度學(xué)習(xí)模型。簡(jiǎn)單的網(wǎng)頁(yè)操作甚至在手機(jī)或平板電腦上就可以完成，學(xué)生在疫情期間仍舊可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行人工智能藥物設(shè)計(jì)的練習(xí)和研究。再次，C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)提供了彈性的多核CPU分配方式，學(xué)生根據(jù)實(shí)際計(jì)算量申請(qǐng)使用多核心CPU，部署好MolAICal軟件系統(tǒng)并下載海洋藥物分子，通過(guò)使用MMFF94力場(chǎng)將分子轉(zhuǎn)化成3D結(jié)構(gòu)，并使用UCSF Chimera進(jìn)行加氫和加電荷操作。最后，通過(guò)在C6C IPv6 IaaS云服務(wù)臺(tái)上進(jìn)行人工智能的藥物篩選和設(shè)計(jì)，極大地激發(fā)了學(xué)生對(duì)學(xué)科競(jìng)賽培訓(xùn)的興趣，也提高了學(xué)生在人工智能醫(yī)藥設(shè)計(jì)方面的知識(shí)水平。

據(jù)教師和學(xué)生普遍反映，除了網(wǎng)頁(yè)在不使用的情況下在線(xiàn)時(shí)間較短之外，C6C IPv6 IaaS云服務(wù)平臺(tái)可以在線(xiàn)上方便地進(jìn)行教學(xué)演示、學(xué)科競(jìng)賽培訓(xùn)和在線(xiàn)學(xué)習(xí)等，在疫情期間發(fā)揮了很大作用。C6C IPv6 IaaS云服務(wù)器簡(jiǎn)便靈活的使用方式推動(dòng)了人工智能醫(yī)藥設(shè)計(jì)等相關(guān)交叉學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐和研究。