Stampa

Università di Groningen

 
 

L’edificio Zernikeborg, che ospita il centro di elaborazione e visualizzazione ad alte prestazioni dell’università di Groningen.

Il Center for High Performance Computing and Visualisation (www.rug.nl/cit/hpcv) fa parte dell’università di Groningen e offre agli scienziati strutture innovative di realtà virtuale, visualizzazione e supercomputing. Questo centro ospita il computer più veloce dei Paesi Bassi, un BlueGene/L a 12288 core. Tuttavia, Hans Van Hateren noto ricercatore nell’ambito delle neuroscienze, ha riscontrato che le unità di elaborazione grafica per PC (GPU) di NVIDIA offrono prestazioni superiori per il suo lavoro, che consiste nella simulazione delle risposte neuronali dell’occhio umano.


Sfida

Simulando i circuiti retinici, i componenti dell’occhio che elaborano attivamente le informazioni visive e le passano al cervello, la ricerca del dottor Van Hateren punta a scoprire di più sul funzionamento dell’occhio umano. Una maggiore comprensione della funzione retinica costituisce un passo importante verso lo sviluppo di modelli artificiali del sistema ottico umano, che avrebbero una vasta gamma di importanti applicazioni mediche, scientifiche e industriali. Queste includono la progettazione di impianti retinici che consentono di migliorare le condizioni delle persone con seri problemi alla vista, ma anche lo sviluppo di sistemi visivi più efficaci per i robot.

L’elaborazione delle immagini da parte della retina umana è in larga parte svolta in parallelo – in altri termini, numerosi elementi informativi vengono elaborati simultaneamente. Grandi numeri di coni (cellule sensibili alla luce che formano parte della retina) campionano l’immagine proiettata sulla retina in tre canali di colore e l’adattano ai livelli di luminosità prevalenti. Altri neuroni nella retina offrono interazioni spaziali che rendono più definiti i bordi e aumentano il contrasto di colore dell’immagine.

La simulazione di questi processi è molto impegnativa dal punto di vista della potenza di calcolo. Si tratta di un’applicazione ideale per l’uso di architetture di elaborazione in parallelo, ma richiede una comunicazione rapida ed efficiente tra i differenti processori a causa delle estese interazioni spaziali presenti nella retina.

Soluzione

La rappresentazione di una sezione dell’occhio umano, con un ingrandimento schematico della retina. La tecnologia di NVIDIA viene utilizzata nella ricerca per simulare i complessi processi che si svolgono in queste strutture. L’immagine riprodotta è cortesemente offerta da www.webvision.med.utah.edu.

Le soluzioni grafiche professionali di NVIDIA® offrono una piattaforma eccellente per l’esecuzione di questi calcoli. La progettazione inerentemente parallela della GPU significa che grandi numeri di processori possono agire simultaneamente, rendendola la scelta ideale per gestire situazioni di calcolo davvero impegnative. Come spiega il dottor Van Hateren: “Grazie alla tecnologia grafica di NVIDIA, è possibile usare algoritmi rapidi che riproducono fedelmente i complessi processi fisici e biochimici che si verificano nella retina umana. L’eccellente curva di crescita di prestazioni delle generazioni successive di schede, il supporto di Linux e la recente aggiunta dell’ambiente software CUDA™ permette di soluzioni di elaborazione ad altissime prestazioni e di grande convenienza.”



Impatto

La tecnologia NVIDIA aiuta il dottor Van Hateren nel suo tentativo di capire meglio il sistema ottico umano. “Le altissime prestazioni delle soluzioni NVIDIA ci permettono di creare simulazioni estremamente fedeli al reale comportamento dei neuroni della retina. La tecnologia NVIDIA non è stata solo determinante per lo sviluppo di questo modello retinico, ma le sue altissime prestazioni ci permettono persino di simulare alcuni dei processi più complessi dell’occhio umano. Per esempio, siamo in grado di renderizzare e comprimere video HDR in modo perfettamente analogo a quello utilizzato dall’occhio per elaborare le immagini. Il risultato di queste simulazioni è quello di offrire nuovi elementi sul reale funzionamento dell’occhio umano.”



 
 
 
 
FacebookTwitterGoogle+LinkedInPinterest