三井物產(chǎn)株式會社子公司借助 NVIDIA AI 平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)集的安全共享并使用在這些數(shù)據(jù)集上建立的強大模型加速藥物研發(fā)。

三井物產(chǎn)株式會社（Mitsui & Co）成立于 77 年前。公司通過使用生成式 AI、機密計算等新技術構建業(yè)務和生態(tài)系統(tǒng)來保持活力。

這家總部位于東京、擁有 16 個部門的企業(yè)集團進行了許多方面的數(shù)字化轉型，包括自動駕駛卡車服務、地理空間分析平臺等。三井物產(chǎn)甚至還與一家處于量子計算前沿的合作伙伴開展合作。

在醫(yī)療領域，一種新藥的上市可能需要花費十多億美元且歷時十年之久。于是，三井物產(chǎn)成立了一家新的子公司 Xeureka，旨在加快醫(yī)療領域的研發(fā)速度。

三井物產(chǎn)數(shù)字化轉型部門項目經(jīng)理 Katsuya Ito 表示：“我們使用 AI 和機密計算等新數(shù)字技術創(chuàng)建業(yè)務。我們的大部分工作都是與科技公司合作完成的，在這個項目中的合作伙伴是 NVIDIA 和 Fortanix（一家位于舊金山的安全軟件公司）?！?/p>

獲取大數(shù)據(jù)

Xeureka 成立僅三年，但已經(jīng)完成了一項概念驗證，解決了藥物研發(fā)的最大問題之一——獲取足夠的數(shù)據(jù)。

為了加快藥物研發(fā)速度，需要有強大的 AI 模型，而建立模型所需的數(shù)據(jù)集規(guī)模超過了大多數(shù)制藥公司手頭上的數(shù)據(jù)集。由于數(shù)據(jù)通常包含患者的私人信息以及制藥公司專有的化學配方，因此不久前，公司之間共享數(shù)據(jù)還是一件不可想象的事情。

機密計算在 GPU 或 CPU 的一個受保護的部分中處理數(shù)據(jù)。這個部分就像一個黑匣子，里面記錄著企業(yè)最重要的機密。

為確保自己的數(shù)據(jù)始終處于保密狀態(tài)，銀行、政府機構甚至廣告主都在使用這項技術。多家全球數(shù)一數(shù)二的大公司還組成了一個聯(lián)盟支持該技術。

隱私概念驗證

為了驗證機密計算是否能讓客戶安全地共享數(shù)據(jù)，Xeureka 創(chuàng)建了兩家假想公司，每家公司都有上千種候選藥物。先將兩家公司的數(shù)據(jù)集分別用于訓練預測化學品毒性水平的 AI 模型，然后將這些數(shù)據(jù)合并，訓練出一個類似但更大的 AI 模型。

Xeureka 在NVIDIA GPU上使用 Fortanix 的安全管理軟件進行了測試。Fortanix 是首批支持機密計算的初創(chuàng)公司之一。

NVIDIA GPU 支持可信執(zhí)行環(huán)境，可通過基于硬件的引擎在不影響性能的情況下，確保并驗證機密工作負載在 GPU 上使用時受到保護。Fortanix 軟件可管理數(shù)據(jù)共享、加密密鑰和整個工作流。

準確率最高提升 74%

所得到的結果十分驚人。由于使用了組合數(shù)據(jù)集，大模型的預測準確率提高了 65-74%。

Ito 表示，使用一家公司的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的模型具有不穩(wěn)定性和偏差問題，而大模型則不存在這些問題。

Xeureka 首席技術官 Hiroki Makiguchi 在 Fortanix 的一份新聞稿中表示：“NVIDIA 和 Fortanix 的機密計算從根本上緩解了隱私和安全問題，同時還提高了模型的準確性，對整個行業(yè)來說是一次雙贏?！?/p>

AI 超級計算生態(tài)系統(tǒng)

如今 Xeureka 正與 GPU 加速 AI 超級計算機 Tokyo-1 背后的社區(qū)合作，探索如何將這項技術廣泛應用于藥物研發(fā)。Tokyo-1 于今年 2 月發(fā)布，旨在提高日本和其他國家制藥公司的效率。

最初的項目可能包括合作預測蛋白質結構、篩選配體-堿基對、使用可信服務加速分子動力學仿真等。Tokyo-1 用戶可通過NVIDIA BioNeMo藥物研發(fā)微服務和框架，充分利用化學、蛋白質、DNA 和 RNA 數(shù)據(jù)格式的大語言模型。

這是三井物產(chǎn)整個戰(zhàn)略發(fā)展計劃的一環(huán)。該計劃將通過開發(fā)醫(yī)療軟件和服務，推動日本價值 1000 億美元制藥業(yè)的發(fā)展。日本是繼美國和中國之后的世界第三大制藥國。

Xeureka 提供的服務將包括使用 AI 快速篩選數(shù)十億種候選藥物、預測有用分子與蛋白質的結合方式、仿真詳細的化學行為等。