Nobel ödülünden süperbilgisayarlara dünyaca kabul görmüş bilim insanı: Mehmet Belgin

-

Covid-19 hızını kesmeden bulaşmaya ve insanların hayatını etkilemeye devam ediyor. Herkes gibi kontrollü hayat hepimizin ortak noktası. Biz her ne kadar işin sağlık kısmını biliyor ve takip ediyor olsak da teknoloji ve bilim insanları da farklı şekilde mücadeleye destek sağlıyor.

Sevgili Mehmet Belgin; hem hemşerim hem de çok yakın arkadaşım Ebru’nun eşi. Ebru’yu daha önceki yazılarımdan ve instagram canlı yayınlarımdan hatırlayanlar olacaktır. Tencere yuvarlanmış kapağını bulmuş misali ikisi de hayatlarını bilime adamış durumdalar. Ebru ile rutin konuşmalarımız vardır. Ebru Atlanta’da sabah kahvesini içerken ben İstanbul’da beş çayında sıklıkla buluşuruz. Böyle bir gün Ebru Mehmet’in son çalışmasından bahsedince konu çok ilgimi çekti. “Süperbilgisayar neydi? Covid-19 ile nasıl mücadele ediyordu?” Bir sürü soru kafamda dönüp dolaşınca hemen Mehmet ile konuştum. Anlattıkları o kadar değişik bilgiler ki bunu yazmak daha iyi olur diye düşündüm. Mehmet ile konuşmalarımıza sorular ekledim. İki Çanakkale’leli hemşerinin sohbetini sizlerle paylaşıyorum.

Mehmet ile sohbetimiz biraz uzun olunca ilk olarak süperbilgisayar ve teknolojiyi konuştuk.

Sevgili Mehmet; Covid-19 hayatımızın tam ortasında. Sen de Covid-19 ile mücadele için işin teknolojik tarafındasın. Hepsini konuşacağız ama seni kısaca tanıtmak isterim. Teknoloji Bilim İnsanı olmak dışında kimdir Mehmet Belgin?

Öncelikle gururlu bir Çanakkaleliyim! Hayatımı deniz ile iç içe geçirdim. Deniz teknolojisi mühendisliğinden mezun olup gemi ve petrol platformları tasarımları ve üretimleri üzerinde çalışmaya başladım. Ancak zaman içinde iyi bir mühendis olmanın tek yolunun bilgisayarlardan geçtiğinin farkına vardım, bu konuya ağırlık verdim. Tam bu esnada, mükemmel bir zamanlama ile ITU’de Bilişim Enstitüsü açıldı, ilk öğrencilerinden biri oldum. Bu enstitü çok kaliteli hocaları ve öğrencileri az görülen bir şekilde bir araya getirdi, ufkumun açılmasında büyük katkısı oldu. Deniz Teknolojisi ile ilgili yapıyor olduğum Master’a devam ederken bu enstitüde yani bir Master’a başlamama imkan tanındı, ikisini birden bitirdim. Sonra ABD’de Virginia Politeknik Ensititüsü ve Devlet Üniversitesi (Virginia Tech University) Bilgisayar Bilimleri Doktora programına kabul edildim.

Girdiğimin ilk yılı, Virginia Tech Apple bilgisayarlarını kullanarak dünyanın 3. en hızlı süperbilgisayarını kurma projesi başlattı. Bu projenin fiziksel kurulumunda, hem de yazılım ve sistemlerinin geliştirilmesinde yer aldım. Doktoramın sonuna kadar da bütün kampüse hizmet veren bu süperbilgisayarın danışmanı olarak çeşitli dallarından çok sayıda bilim adamlarıyla çalışma fırsatı buldum.

Doktora sonrasında Atlanta Georgia’daki Georgia Tech üniversitesinin Bilimsel Hesaplama Merkezi’nde araştırmacı bilim adamı olarak işe başladım. 2016’da direktör yardımcısı oldum ve 9 araştırmacı bilim adamı ve asistanlardan oluşan kendi bilişim takımımı kurdum. Şu anda çok sayıda merkezi süperbilgisayarlarımızda bütün Georgia Tech kampüsüne ve diğer ileri gelen üniversitelere bilimsel hesaplama hizmetleri veriyor, yüksek kaliteli projeler ve yayınlar üretiyoruz.

İşin gücün teknoloji 🙂 Dünyaca kabul görmüş bilim insanısın. Hatta 2017 Nobel ödülüne layık görülen LIGO (Gravitasyonel Dalgalar)’da da katkın var. Bu çalışmanın neresindesin? Sen tam olarak neler yapıyorsun? Yoksa işin yine bilgisayar kısmında mısın?

LIGO, Caltech ve MIT merkezli, yüzlerce üniversite ve binlerce bilim adamını kapsayan çok büyük konsorsiyum seviyesinde bilimsel bir proje. Bu projenin bilimsel hesaplama kısmını koordine eden profesörün GT’e gelmesiyle biz de kendimizi isin içinde bulduk. Bilimsel takımımızla LIGO’ya tam destek saglamak amacıyla süperbilgisayar kurulumuna girdik. Gravitasyonel Dalgalarının (LIGO) deneysel olarak kanıtlanması için gereken hesaplamalar, dünyadaki en hızlı süperbilgisayarın bile tek başına yetersiz kalacağı kadar yüksek seviyelerde. Bu nedenle bütün Amerika’yı kapsayan “Açık Bilim Ağı (Open Science Grid – OSG)’na sistemimizi entegre ederek, OSG organizasyonunun üyeleri tarafından paylaşılan birçok süperbilgisayarın toplam hesaplama kapasitesiyle gücümüzü arttırdık ve bu alışmanın yapılmasına onemli katkıda bulunduk. Bu örnek, global iş birliği ve paylaşımın bilimsel hesaplamalar için ne kadar önemli olduğunu bir kez daha gösteriyor.

Çalısmalara başladığımız zaman ekibim henüz büyük olmadığı için, ilk yaklaşımım sanal makinelerden oluşan küçük bir test sisteminin kurulması ve LIGO projesindeki uzmanlar ile bunun üzerinde denemeler yapıp tecrübe kazanarak, çıkan ve olası sorunları teker teker çözmek oldu. Bu çalışmalarımızdan elde edilen bilgiler biz dahil Amerika’nın beraber çalıştığımız birçok üniversitesinde LIGO süperbilgisayarlarının kurulmasının ve OSG’ye eklenmesinin yolunu açtı. GT’de şu anda biri aktif, diğeri de kurulma aşamasında olan iki ayrı süperbilgisayar ile bu konuda güçlü bir hızla ilerliyoruz. Aktif olan süperbilgisayarımız, LIGO projesi için kurulan sistemler arasında Haziran 2020 itibarıyla GT’i hem hız hem de etkinlik açısından bir numaraya oturtmuş durumda

Kurulmakta olan yeni sistem ise benim baş araştırmacı olarak LIGO’dan bağımsız olarak başlattığım bir proje. Bu projeyle amacımız, yaptığımız çalışmaları ve bulduğumuz çözümleri, OSG kapsamında LIGO dışındaki projelerin de yararına sunmak. Bu yeni sistemi, oyun oynama ve video düzenleme amaçlı kullanılan güçlü grafik işlemciler (GPU) ile donatıyoruz. Son yıllarda donanım ve yazılım desteğinin çok artması GPU’lardan çok iyi ve verimli şekilde bilimsel hesaplamalarda yararlanabilmemizi sağlıyor.

Bütün bu tecrübe ve detaylı çalısmanın güzel bir yönü şu oldu. LIGO projesiyle Nobel ödülü alan Dr. Barry Barish (Caltech), Dr. Kip Thorne (Caltech) ve Dr. Rainer Weiss (MIT) ile aynı makalelerde ismimin yer alması hem kişisel olarak hem de bir Türk olarak beni çok gururlandıran ve duygulandıran bir olay.

Türkiye’de çok fazla gündemde olmasada dünyada merakla beklenen süper bilgisayarların (supercomputer) kurulumunu gerçekleştiriyorsun. Süperbilgisayarlar nedir ve neler yapar?

‘Süperbilgisayar’ kesin bir tanımı olmayan bir terim, ama benim çok basit ve anlaşılabilir tanımım var, onunla gideyim: Yüzlerce, binlerce bilgisayarı bir araya getirip tek bir makinaymış gibi çalıştırdığınız zaman, süperbilgisayar yapmış oluyorsunuz. Bu tanımın “tek bir makinaymış gibi” kısmı çok önemli.

Süperbilgisayarların üç önemli bileşeni var:

1- Sadece bu is için geliştirilmiş çok hızlı bir ağ,

2- Bütün bilgisayarların aynı anda yazıp okuyabileceği hızlı bir depolama sistemi

3- Bütün bilgisayarların birbiriyle konuşabilmesini sağlayan paralel yazılım ve servisler.

Bunlar olduğu zaman, tek bir programı binlerce makine üzerinde başlatıp, hepsinin çok büyük bir problemi çok daha hızlı çözmelerini sağlıyorsunuz. Örnek vermek gerekirse, GT’deki 30,000 işlemcili bir süperbilgisayar, bir bilgisayarın ancak 82 yılda bitirebileceği bir hesaplamayı teorik olarak sadece bir günde bitirebiliyor.

Ne kadar fark edilmese de, süperbilgisayarlar hayatımızın her zaman içinde. Her gün güncellenen hava durumundan, marketten yaptığınız alışveriş seçimlerine göre size yollanan reklamlara kadar çoğu şey hayatımızda olmazdı bu sistemler olmasaydı. Tuvalet kağıtlarının emicilik hesabından, ince kesilmiş salam dilimlerinin bozulma hızına kadar aklınıza gelecek ne varsa tasarımın bir noktasında bir süperbilgisayardan geçiyor. Arabaların kaportalarının incelmesi ve hafiflemesine rağmen çarpışmaya karşı dayanıklılıklarının artması tamamiyle süperbilgisayarların eseri. Silah sistemleri ve patlama simülasyonlarına girmiyorum bile. Özetle, süperbilgisayarlar günlük hayatımızın görünmese de ayrılmayan parçaları.

Bildiğim kadarıyla şu anda da COVID-19 ile mücadele için süper bilgisayarlar görev başında? Sen de bu projenin önde gelen isimlerindensin. Yazılım mı, istatistik mi ya da genetik şifreler mi? Nelerle uğraşıyorsunuz?

COVID-19 bir anda “en yüksek öncelikli çözülmesi gereken sorun” olarak dünya gündemine oturdu. Elinizde bir kaynak varsa ve bu COVID-19 ile savaşta kullanılabiliyorsa, öncelik bu tarafa kaydı. Georgia Tech üniversitesinden örnek vermem gerekirse, Amerika’nın Tübitak’a benzer olarak faaliyet gösteren Ulusal Bilim Kurulusu (NSF)’nun finanse ettiği bir projeyle kurduğumuz bir süperbilgisayarın kapasitesinin bir kısmı COVID-19 araştırmalarına ayrıldı. Biz de kendi üniversitemiz dışındaki bilimadamlarına hesaplar açtık, ihtiyaçları olan yazılımları sağladık. Benzer bir şekilde, LIGO projesinin hesaplama gücünün bir bölümünü COVID-19 ile ilgili hesaplamalar için kullanmaya başladık. Benim ekibimden bir araştırmacı bilim adamı, LIGO projesinden bir bilim adamı ile ortaklaşa çalışma yaparak normal makinalar için geliştirilmiş bir kısım COVID-19 kodlarını süperbilgisayarlarda çalışabilecek şekilde uyarladılar ve optimize ettiler.

Bunun yanında benim takımımdaki asistanlardan biri “hastanelerde COVID-19 bulaşımının azaltılması” konusunda geliştirdiği bir proje ile MIT’nin düzenlediği bir yarışmada ödül kazandı.

Diğer üniversitelerde de benzer çalışmalar ve adaptasyonlar çok hızlı olarak ilerliyor. Benim en ilginç bulduğum şey ise bu çalışmaların ne kadar çeşitli olduğu. Olay sadece ilaç aşı geliştirmekten ibaret değil. Süperbilgisayarlar insan psikolojisi ve davranışları, sosyoloji ve lojistik gibi konularda da COVID-19 dağılımı ve enfeksiyonuna karşı savaşa destek veriyor.

Mart ayının sonlarına doğru ABD Başkanı Trump, COVID-19 Yüksek Performanslı Hesaplama Konsorsiyum’unu başlatarak hükümet kuruluşları, endüstri ve akademik kuruluşların süperbilgisayar kaynaklarını bir araya getirdi. Benzer bir adım da Avrupa’dan geldi. İçlerinde dünyanın 6. en hızlı sistemi olan “İsviçre’ deki Piz Daint” de dahil olduğu 7 süperbilgisayar merkezi birleşerek COVID-19 konusunda hızlandırılmış proje önerileri toplamaya başladılar.

Bu girişimlerle ivme bulan COVID-19 çalışmalarında şu anda tam bir patlama yaşanıyor.

Bunlar saymakla bitmez ama örnek vermek gerekirse marketlerde öksüren insanlardan virüs yayılma simülasyonu [1], yapay zeka yardımıyla etkili asi bileşenlerinin tanımı [2,5], ciğer filmlerinin yapay zeka ile taranıp COVID-19 teşhisi [3], COVID-19 virüsünün bulaşma mekanizmalarının tespit edilip bloklanması[4], virüsün yayılım karakteristiklerinin modellenmesi ve engelleme stratejileri[6], erken doktor kontrolünden geçen insanların hangilerinin gelecekte COVID-19’den ciddi derecekte etkileneceklerinin yapay zeka yardımı ile tahmini[7], DNA replikasyonlarının modellenmesi [8], protein katlanması hesapları [9], yayılma ve ölüm senaryolarının modellenmesi [10, 11] gibi çalışmalar bu savaşta büyük rol oynuyorlar.

[1] https://www.hpcwire.com/2020/04/08/supercomputer-modeling-tests-how-covid-19-spreads-in-grocery-stores/ 

[2] https://www.hpcwire.com/2020/04/15/utep-researchers-using-supercomputers-to-develop-covid-19-vaccine/ 

[3] https://pubs.rsna.org/doi/10.1148/radiol.2020201874 

[4] https://www.hpcwire.com/2020/03/31/russian-supercomputer-employed-to-develop-covid-19-treatment/ 

[5] https://www.datanami.com/2020/03/30/darwinai-unleashes-covid-net/ 

[6] https://www.datanami.com/2020/03/30/a-race-against-time-to-model-covid-19/ 

[7] https://www.enterpriseai.news/2020/03/30/predictive-ai-spots-covid-19-patients-with-life-threatening-wet-lung/ 

[8] https://www.hpcwire.com/2020/03/19/tacc-supercomputers-run-simulations-illuminating-covid-19-dna-replication

[9] https://www.hpcwire.com/2020/03/16/foldinghome-turns-its-massive-crowdsourced-computer-network-against-covid-19/ 

[10] https://eurekalert.org/pub_releases/2020-05/gcfs-gcs051120.php 

[11, cok ilginc] https://www.statnews.com/2020/02/14/disease-modelers-see-future-of-covid-19/ 

Trump’ ın açıkladığı Amerika’nın süper bilgisayarlar seferberliği neleri kapsıyor.? Direktör Yardımcısı olarak görev aldığın Georgia Tech buna nasıl katkı sağlıyor?

Mart ayı içinde ABD başkanı Trump tarafından açıklanan süperbilgisayarlar seferberliği, ülke genelindeki hükümet, endüstri ve akademik kurumlar tarafından işletilen süperbilgisayarların COVID-19 araştırmalarına öncelik vererek, muazzam bir bilimsel hesaplama kapasitesi yaratılmasını sağladı (16 süperbilgisayar, 330Petaflop hesaplama kapasitesi, 775bin işlemci, 34bin grafik işlemci…). Çoğu insan Trump’ın bu konuda gösterdiği kararlılığı mutlu bir şaşkınlıkla karşıladı, ancak bu çok da şaşırtıcı bir şey değil. Öncelikle, bu seferberlik, zaten varolan kaynakların bu konuya odaklanmasını öngörüyor. Zaten yapılmış olan yatırımların COVID-19 için kullanılmasını sağlıyor. Bu çabaların odak nokta haline gelmesi herkesin Covid-19 probleminin bir an önce çözülmesi konusunda ne kadar istekli ve azimli oldugunu gösteriyor.

Önce kısıtlı bir listeyle başlayan bu girişim, sonrasında başka kurumların da eklenmesiyle çok büyük bir konsorsiyum haline geldi. Su anda hükümet kurumları olarak daha önce bahsettiğim Ulusal Bilim Kurumu (NSF) ve NASA dahil olmuş durumda. Endüstriyi ise içlerinde IBM, Amazon, Google, Intel, AMD, Dell, Microsoft gibi çok bilinen firmaların olduğu 11 firmalık bir grup temsil ediyor. Akademiden de 11 ayrı üniversite ve 7 ulusal laboratuarlar katılıyor.

Bu kurumlara ise sayısız kurumlar dolaylı olarak destek oluyor. Georgia Tech dolaylı yoldan bu girişime önemli katkılarda bulunmakta. NSF tarafından sağlanan fonlarla kurduğumuz bir süper-bilgisayar, su anda bu seferberlik kapsamında kodlar çalıştırıyor. Benzer şekilde, NSF’in bir projesi olan OSG ile entegre ettiğimiz LIGO süperbilgisayarı da tam kapasite ile COVID-19 protein katlama problemlerini çözmekle uğraşıyor.

Bu seferberlik kapsamında çalışma yapan ve bilimsel hesaplama konusunda yardıma ihtiyaç duyan gruplara benim takımımdaki araştırmacı bilimadamlarıyla destek veriyoruz. Bire bir çalıştığımız 3-4 grup ile kodlarını ve veri setlerini Süperbilgisayarlar’da çalışacak şekilde düzenliyor ve sonuçların en hızlı şekilde çıkması için çalışıyoruz. Her üç ayda bir çıkardığımız dergimizin Bahar 2020 sayısında da COVID-19’u öne çıkararak bu konuya dikkat çektik ve sistemlerimizde yapılan çalışmaları özetledik, merak ederseniz bir göz atin: (https://pace.gatech.edu/pace-newsletter).

Devam edecek …

21.07.2020 Haberlercom

İçeriği Paylaşın

Son Yazılar

Yıldızın Hep Parlasın!

Pandemi sebebiyle sevdiğimiz arkadaşlarımızdan çok uzakta kaldık. Online platformlar dışında yüz yüze görüşmeyi çok kişi tercih etmiyor. Görüştüğümüzde de sosyal mesafeli, maskeli,...

İyi fotoğraf çekmenin sırrı

Modern eğitim metotlarında sıkça kullanılır ya... "5 maddede hafızanızı nasıl geliştirirsiniz?", "10 maddede origami ustası nasıl olursunuz?", "20 maddede inci gibi el...

Altın Kalite Ödül Töreni

Çok heyecanlıyım. Bu kez sizlerle güzel bir haberi paylaşmak istiyorum. Eylül ayında telefonum çaldı. Karşı tarafta ismini Hevin Cümsen olarak belirten ipek...

Sokakta kaybolmak

Çok şanslıyım. Daha üniversite sırasında aldığım derslerden biri doğuşundan yakın zamanlara kadar jazzın tarihini anlatıyordu. Bunu geçenlerde okuduğum bir kitaptaki cümleyle tekrar...

HEPSİNDEN ORTAYA KARIŞIK

Kimine göre kader, kısmet, nasip...   Kimine göre alın yazısı...   Kimine göre hayatın akışı...   Kimine göre şans veya şanssızlık....    Bana göre hepsinden ortaya karışık. Herkesin bir hikayesi...

popüler kategoriler

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here

Son Yorumlar