Chemical instruments-aware distributed blockchain based open AI platform to accelerate drug discovery

基于化学仪器感知的分布式区块链开放人工智能平台,加速药物发现

基本信息

  • 批准号:
    10448092
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50.21万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-07-15 至 2024-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Artificial Intelligence (AI) and Automation has the potential to accelerate several stages of the drug discovery process, including the design-make-test-analyze optimization cycle, typically faced by medicinal chemists. However, several roadblocks exist resulting in too long timelines to deliver much needed innovation to patients with unmet needs. Both human and AI face similar limitations mainly due to disjointed steps needed to obtain and integrate the data that is generated by different organizations or laboratories and cannot be readily shared without disclosing IP-sensitive information (e.g., non-patented novel chemical structures). In addition, there is lack of negative (failures) data available publicly, which are critical for generating accurate AI models, but are typically not made available outside of the originating institution or laboratory due to a variety of reasons related to IP. And, even among positive results, greater reproducibility of protocols is desirable. A solution to develop a fully integrated system in-house can be effective but it is hard to scale and not easily adopted mainly due to the costs and infrastructure involved. Our solution encapsulates the vision of NCATS ASPIRE program of integrating and automating laboratories to accelerate the drug discovery process while taking into account the above problems that exist. Blockchain, a distributed ledger technology, coupled with AI and Automation has the potential to solve all of the above problems as it has done in several other technology sectors, such as finance and medicine to securely share and learn from data without revealing its identity. We will develop a blockchain based open science AI framework as a decentralized laboratory cloud for the drug discovery community to enhance collaboration and reproducibility. This includes decentralized performance of experiments and enabling efficient multi-party analysis and learning on remote datasets using application programming interface (API) and graphical user interface (GUI) to engage both computational and experimental scientists. Continuous learning from measurements and accessible data (with GUI for humans and API for machines) will enable unprecedented reproducibility. Our decentralized blockchain network will be interfaced across four sites (Purdue, IBRI, IU and NCATS) in a modular manner that is extendable to large scale to accommodate several thousand laboratories without affecting efficiency at scale. Our network solution is modular, in that, it works with multiple resources (instruments, databases) either within one laboratory or across multiple laboratories and organizations. This distributed blockchain network will enable secure multi-party joint training of AI model on databases at different locations (cloud instances, IU and NCATS) and schedule experiments with a physical instrument (Purdue) with data interpretation and secure sharing of results to enhance the efficiency of cross-organizational and collaborative research. The integrated API and GUI will be developed by utilizing core technology components from the NCATS Information Technology Resource Branch to facilitate transfer and integration with the ASPIRE platform. Collectively, this open-source solution will enhance cycle times to accelerate drug discovery research.
项目概要 人工智能 (AI) 和自动化有潜力加速药物发现的多个阶段 过程,包括药物化学家通常面临的设计-制造-测试-分析优化周期。 然而,存在一些障碍,导致向患者提供急需的创新的时间过长 以及未满足的需求。人类和人工智能都面临着类似的限制,主要是由于获取信息所需的步骤相互脱节。 整合不同组织或实验室生成的、无法轻易共享的数据 不披露知识产权敏感信息(例如非专利新颖化学结构)。此外,还有 缺乏公开的负面(失败)数据,这对于生成准确的人工智能模型至关重要,但 由于各种相关原因,通常无法在原始机构或实验室之外提供 到IP。而且,即使在积极的结果中,也希望方案具有更高的可重复性。开发一个解决方案 内部完全集成的系统可能是有效的,但很难扩展且不易采用,主要是因为 成本和涉及的基础设施。我们的解决方案概括了 NCATS ASPIRE 计划的愿景: 并自动化实验室以加速药物发现过程,同时考虑到上述因素 存在的问题。区块链是一种分布式账本技术,与人工智能和自动化相结合,具有 正如在金融等其他几个技术领域所做的那样,有可能解决所有上述问题 和医学安全地共享数据并从中学习,而不泄露其身份。我们将开发区块链 基于开放科学人工智能框架作为药物发现社区的去中心化实验室云 增强协作和可重复性。这包括实验的分散执行和启用 使用应用程序编程接口(API)对远程数据集进行高效的多方分析和学习 图形用户界面(GUI)吸引计算和实验科学家。持续学习 通过测量和可访问的数据(通过用于人类的 GUI 和用于机器的 API)将实现前所未有的 再现性。我们的去中心化区块链网络将跨四个站点(普渡大学、IBRI、IU 和 NCATS)采用模块化方式,可大规模扩展以容纳数千个实验室 而不影响规模效率。我们的网络解决方案是模块化的,因此它可以与多种资源一起使用 (仪器、数据库)可以在一个实验室内,也可以跨多个实验室和组织。这 分布式区块链网络将实现人工智能模型在不同数据库上的安全多方联合训练 位置(云实例、IU 和 NCATS)并安排使用物理仪器(普渡大学)进行的实验 数据解释和结果的安全共享,以提高跨组织和 合作研究。集成的API和GUI将利用核心技术组件进行开发 来自 NCATS 信息技术资源部门,以促进与 ASPIRE 的传输和集成 平台。总的来说,这个开源解决方案将缩短周期时间,从而加速药物发现研究。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

GAURAV CHOPRA其他文献

GAURAV CHOPRA的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('GAURAV CHOPRA', 18)}}的其他基金

Chemical instruments-aware distributed blockchain based open AI platform to accelerate drug discovery
基于化学仪器感知的分布式区块链开放人工智能平台,加速药物发现
  • 批准号:
    10665719
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50.21万
  • 项目类别:
Development of a high throughput system for molecular imaging of different cell types in mouse brain tissues
开发用于小鼠脑组织中不同细胞类型的分子成像的高通量系统
  • 批准号:
    10369883
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 50.21万
  • 项目类别:

相似国自然基金

WASP通过影响IL-6R内吞调控Tfh发育和功能
  • 批准号:
    82302055
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
htsA蛋白通过影响碳水化合物摄取抵抗宿主免疫杀伤的机制研究
  • 批准号:
    82302535
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
脱氧胆酸通过c-Abl-YAP通路调控肠粘膜屏障功能对肝脂肪变形成影响
  • 批准号:
    82370558
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
四君子汤通过调节胃粘膜逆生细胞命运影响胃癌前疾病与胃癌发生的作用与机制研究
  • 批准号:
    82373110
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Piezo1通过PRMT1调节杯状细胞内质网稳态对IBS黏液屏障功能的影响与机制研究
  • 批准号:
    82370548
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Research Education Component
研究教育部分
  • 批准号:
    10730133
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 50.21万
  • 项目类别:
An electrophysiology platform that enables robust, scalable and long-term intracellular recording of cardiomyocytes
一个电生理学平台,能够对心肌细胞进行稳健、可扩展和长期的细胞内记录
  • 批准号:
    10500961
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50.21万
  • 项目类别:
Computational Toolkit for Normalizing the Impact of CT Acquisition and Reconstruction on Quantitative Image Features
用于标准化 CT 采集和重建对定量图像特征影响的计算工具包
  • 批准号:
    10530062
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50.21万
  • 项目类别:
Chemical instruments-aware distributed blockchain based open AI platform to accelerate drug discovery
基于化学仪器感知的分布式区块链开放人工智能平台,加速药物发现
  • 批准号:
    10665719
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50.21万
  • 项目类别:
An electrophysiology platform that enables robust, scalable and long-term intracellular recording of cardiomyocytes
一个电生理学平台,能够对心肌细胞进行稳健、可扩展和长期的细胞内记录
  • 批准号:
    10641918
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50.21万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了