Unikalny cyfrowy symulator procesów chemicznych powstaje w Łodzi

ARUZ będzie największym obecnie na świecie dedykowanym analizatorem służącym symulacjom przebiegu reakcji chemicznych w skomplikowanych układach molekularnych i biologicznych oraz złożonych zjawisk fizykochemicznych. Zdaniem koordynatora projektu Adama Włodarczyka z firmy Ericpol, powinien on wykonywać obliczenia co najmniej tysiąc razy szybciej niż inne dostępne obecnie urządzenia.

"Można powiedzieć, że jest to +wirtualna probówka+, w której wirtualnie zachodzą procesy chemiczne. Możemy go w sposób dość łatwy dostosować do różnego rodzaju obliczeń, zmieniając oprogramowanie" - zaznaczył Włodarczyk.

We wtorek na Politechnice Łódzkiej zaprezentowano prototyp analizatora - mikro ARUZa, który pomyślnie przeszedł weryfikację. Dzięki prototypowi udało się m.in. sprawdzić poprawność projektu, a także usprawnić niektóre funkcjonalności. "Testy przebiegają bardzo pozytywnie, jesteśmy zadowoleni" - powiedział PAP dr Rafał Kiełbik, konsultant projektu z ramienia Politechniki Łódzkiej.

Jeszcze w marcu rozpocznie się montaż symulatora w jednym z budynków BioNanoParku+, który powstaje w łódzkim Technoparku. Analizator będzie miał 14 m średnicy i ponad 4 m wysokości; będzie ważył ok. 50 ton. Składać się ma z 20 paneli, na których umieszczonych zostanie ponad 3 tys. obwodów drukowanych. W konstrukcji cyfrowego symulatora zastosowanych zostanie 27 tys. równocześnie pracujących i połączonych ze sobą układów FPGA. Całość zostanie połączona zmodyfikowanymi kablami ethernetowymi o łącznej długości 100 km.

Według jego twórców symulator to unikalne na światową skalę urządzenie ze względu na zgromadzoną moc obliczeniową porównywalną z najnowszymi superkomputerami, lecz unikalną wewnętrzną strukturą i algorytm koordynujący wykonywane obliczenia.

"Oparty jest on nie o typowe procesory jak superkomputery, tylko o układy programowalne, których funkcjonalność definiuje inżynier. Ma on możliwość dopasowania wewnętrznej architektury połączeń do problemu, który rozwiązuje. Dzięki temu może osiągnąć znacznie większą wydajność przy mniejszym zużyciu energii i w krótszym czasie" - dodał Kiełbik.

ARUZ pozwoli na jednoczesną analizę około miliona molekuł oraz na wielokrotne skrócenie czasu badań związków chemicznych.

"Jesteśmy w stanie wiernie modelować procesy chemiczne, podglądać je w trakcie działania. Procesy, które w rzeczywistości są bardzo złożone czy krótkotrwałe i trudne do obserwacji, tutaj pozwolą się dokładnie obserwować. Na tej podstawie możemy dobierać parametry rzeczywistych procesów chemicznych tak, żeby to przebiegało według naszych oczekiwań" - dodał naukowiec z PŁ.

Według twórców analizator będzie przydatny w prowadzeniu badań w branży chemicznej, kosmetycznej czy farmaceutycznej. Po odpowiednim przeprogramowaniu będzie go można próbować wykorzystać np. w przemyśle lotniczym i kosmicznym, w meteorologii, ekonomii czy socjologii.

Prezes Technoparku Bogdan Wasilewski przyznał, że zainteresowanie łódzkim urządzeniem jest bardzo duże, a rozmowy dot. jego wykorzystania prowadzone były z wieloma firmami i instytucjami na świecie m.in. z NASA.

Pomysłodawcami koncepcji budowy ARUZa są naukowcy z Politechniki Łódzkiej, którzy pracowali nad jego prototypami od 2005 r. Jego licencję wykupił łódzki Technopark, który obecnie jest już właścicielem symulatora. Urządzenie obsługiwać będzie kilkuosobowy zespół inżynierów i specjalistów z różnych branż. Symulator ma być gotowy i przetestowany do końca lipca, a jego koszt to ponad 20 mln zł.

Nie wiadomo, jaki będzie koszt badań, ale - według szacunków - koszt energii elektrycznej potrzebnej do przeprowadzenia jednej symulacji trwającej 72 godziny to ok. 10 tys. zł.

W nowym centrum badawczo-wdrożeniowym Technoparku - BioNanoPark+ - ma się znaleźć sześć nowoczesnych laboratoriów działających na rzecz bio- i nanotechnologii. Zgodnie z planem centrum ma rozpocząć działalność w sierpniu 2015 r. i będzie ono rozszerzeniem otwartego w 2012 r. BioNanoParku. Te inwestycje kosztować mają łącznie 178 mln zł, z czego 85 proc. pochodzi z funduszy unijnych.

szu/ jbr/