Naujienų archyvas

CERN ginklai prieš pandemiją

Europos branduolinių mokslinių tyrimų organizacija CERN tarnauja daugelio pasaulio šalių aukštų energijų fizikams. Jos eksperimentinė įranga – greitintuvai ir detektoriai, sutelkti Šveicarijoje ir Prancūzijoje, ir pasaulinis paskirstytasis Didžiojo hadronų kolaiderio skaičiavimų tinklas. CERN skaičiavimai seniai yra tapę nuotoliniais, įprastinė sukauptų duomenų analizė tebevyksta ir teberašomi straipsniai, kolaideris dar nuo metų pradžios sustabdytas planiniam ilgalaikiam atnaujinimui, tad karantino pasekmės organizacijai, tikėtina, nebus katastrofiškos. Žinoma, laboratorijoje reikalinga ir tam tikra nuolatinė vietinė priežiūra, žmonės eina tas pareigas, saugodami visus darbuotojus ir inventorių. Bet dabar yra ir kita dirbančių CERN misija.
Šalyse šeimininkėse Šveicarijoje ir Prancūzijoje paskelbus karantiną, kovo 26 d. sudaryta CERN prieš COVID-19 darbo grupė (task force), kuri ėmėsi koordinuoti pasipylusių CERN bendruomenės siūlymų įgyvendinimą ir gegužės 21 d. CERN seminare pristatė daugumą išradingųjų iniciatyvų vaisių: nuo kabliukų-antpirščių rankenoms atidarinėti ir mygtukams spaudyti jų neliečiant iki pandemijos modeliavimo platformų.
Pagal poveikį personalo idėjos, kurių skirtingų buvo gauta apie 100, seminare suskirstytos į tris temas: a) medicininiam ir diagnostiniam taikymui, b) asmens saugos priemonių kūrimui ir tobulinimui, c) įvairiems skaičiavimams ir modeliavimams. Žinome, kad CERN eksperimentų įrangos didelė dalis yra unikali, labai dažnai nuo idėjos, projekto, brėžinio, prototipo iki veikiančio prietaiso ji sukuriama čia pat. Tai, kad laboratorija kartu yra ir gamykla – akivaizdus pranašumas: seminare iš tikrųjų nebebuvo svarstomos idėjos, – tiesiog parodyta, ką pavyko sukurti.
Radiacinė terapija, diagnostinių duomenų vaizdinimas seniai yra CERN ir medikų bendradarbiavimo sritis, ir buvo pasiūlyta patobulinimų atsižvelgiant į medikų reikmes nustatyti SARS-CoV-2 sukeltus plaučių pažeidimus. Bet daugiau dėmesio teko plaučių ventiliatoriams, kurių sukurti bent trys prototipai. Kuriant tokius dirbtinio kvėpavimo aparatus remtasi dujų cirkuliacijos CERN prietaisuose sistemų kūrimo, veikimo ir stebėsenos patirtimi. Pagaminti stumdomi (ant ratukų) moduliai, palaikantys kvėpavimą ir turintys paprastą signalizaciją. Jie gali pakeisti ligoninėse esančius platesnio veikimo ir brangesnius aparatus ten, kur pastarųjų reikia sunkesniems ligoniams. Santykinai nedidelės gamybos sąnaudos, ekonomiškumas, autonominio veikimo naudojant kad ir saulės energiją galimybė, darbo režimai, remiantis paciento biometrija, yra labai patrauklūs. Vienas prototipų medicininės įrangos gamintojų jau pasirinktas serijos modeliu.

CERN generalinė direktorė Fabiola Džianoti (Fabiola Gianotti) lankosi CERN ventiliatorių kūrimo projekto HEV bare. © 2020 CERN

Iš asmens saugos priemonių arsenalo buvo pradėtos gaminti silikoninės kaukės, nešiojami veido skydeliai (taip pat ir montuojami ant šalmų), dezinfekcinis skystis pagal Pasaulio Sveikatos Organizacijos siūlomą formulę ir pasiūlyti keli dezinfekavimo UV spinduliuote įrenginiai. Čia gerokai padirbėjo ne tik inžinieriai-konstruktoriai, bet ir CERN Chemijos padalinys, parūpinantis reikiamus sintetinamų medžiagų kiekius, bei nuolat budintis Priešgaisrinės saugos padalinys, kurio gaisrininkai ne tik išbandė sukurtus produktus darbo sąlygomis, bet ir gabeno dovanojamus slaugos ir gydymo įstaigoms bei savivaldybėms. CERN sertifikavo gaminamas lanksčias priglundančias silikonines kaukes – jos atitinka aukštą (FFP2) standartą, jų ir dezinfekcinio skysčio gamybos mastai didėja. Pažymėta, kad Kauno technologijos universitetas, susižinojęs iš CERN Baltijos grupės, pasisiūlė tiekti šioms kaukėms plaunamus biologiškai suyrančius filtrus – tada kaukė taps visiškai ekologiška, daugkartinė.
Didžiausia technologijų naujovė, CERN teikiama kovai prieš COVID-19 – tai eksperimentinės aukštų energijų fizikos duomenų apdorojimo infrastruktūra, pritaikoma kitokiems skaičiavimams. Čia apžvelgti veikiantys molekulių erdvinių struktūrų nustatymo ir duomenų valdymo sprendiniai bei infekcijų plitimo modeliai. Pirmuoju atveju naudojamos esamos paskirstytų skaičiavimų platformos; įdomu tai, kad Folding@home („klostau namie“) platforma dabar tapo galingiausiu pasaulyje virtualiu superkompiuteriu. Iki pandemijos CERN jau skyrė ir tebeskiria dar daugiau savo skaičiavimo mazgų Folding@home, taip pat ketina teikti šiam projektui savo karkasą ir sukurtus duomenų perdavimo ir valdymo įrankius jo duomenų infrastruktūrai plėsti. Modelių atveju fizikai, kad ir nebūdami epidemiologai, puikiai pritaiko susiduriančių dalelių sistemos imitavimo Monte Karlo algoritmus ir vaizdinimo programas.
Seminaro pranešėjai atsakė į dalyvių klausimus. Generalinė direktorė Fabiola Džianoti pažymėjo, kad šioms veikloms CERN skyrė palyginti nedaug – tik 50 tūkst. Šveicarijos frankų iš centralizuotų lėšų ir 30 tūkst. – iš Žinių perdavimo padalinio lėšų, o grąža ne tik organizacijai, bet ir visuomenei jau vien tik saugos priemonėmis tikrai nemaža ir tebėra reikalinga.
Išsamiau žiūrėkite seminaro įraše ir skaidrėse https://indico.cern.ch/event/916953/ .

Dr. Andrius Bernotas, LMA Organizacinio skyriaus vadovas