顛覆生理仿真：智源心臟模型實現180倍超實時模擬！

生物時間與計算時間比為1:0.84

原標題：智源發布心臟模型！超實時仿真人體生理功能，速度提升180倍
文章來源：量子位
內容字數：7172字

智源研究院實現心臟電生理實時仿真

近日，智源研究院成功開發了一套實時心臟電生理仿真系統，達到了生物時間與計算時間比為1:0.84的突破性成果。這項技術的實現標志著心臟仿真領域的一次重大進展，進一步推動了醫學研究與臨床應用的發展。

1. 背景與重要性

心臟作為人體重要的器官，其電生理活動的異常往往導致心律失常等健康問題。傳統的心臟電生理研究依賴于動物模型和臨床數據，受限于倫理和實驗條件的復雜性。計算機仿真技術的興起為這一領域帶來了新的研究工具，能夠在虛擬環境中重現心臟的電生理活動。

2. 實時仿真系統的設計

智源研究院構建了一個包含19種細胞生理狀態和70多個公式的人心室模型，能夠模擬復雜的電生理與病理狀態。為實現實時計算，研究團隊針對計算強度和I/O密集等瓶頸進行深度優化，采用了量化、循環展開和分布式計算等策略，最終實現了180倍的速度提升。

3. 技術路線與優化策略

在系統設計中，智源研究院充分利用GPU的順序訪問優勢，構建了適合稀疏數據的數據結構，以提高計算性能。此外，通過量化策略簡化復雜計算，并采用循環展開策略減少I/O操作，使得仿真在大規模計算中更為高效。

4. 實驗與成果

經過優化后，系統能夠在32張GPU卡上實現實時計算，生物時間與計算時間比達到1:0.84。仿真結果顯示，前后誤差均在可接受范圍內，確保了計算的生理準確度。這為理解心律失常的機制及新藥研發提供了堅實基礎。

5. 未來展望

智源的實時心臟電生理仿真系統不僅在醫學基礎研究中具有重要意義，還可用于藥物安全性評估和臨床手術方案的制定，推動心臟病的診斷和治療水平的提升。這一技術的進步將為超大復雜物理系統的實時仿真提供寶貴經驗。

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作者簡介：追蹤人工智能新趨勢，關注科技行業新突破