Każdy cyfrowy lider lubi myśleć, że ich praca pomaga wspierać większą sprawę. Dla Jamesa Fleminga, dyrektora ds. informatyki w Francis Crick Institute, ten element tworzący wartość dodaną jest kluczowym elementem jego pracy.
„W nocy kładę się spać, myśląc, że jestem pomagając leczyć raka za pomocą komputerów– mówi, zastanawiając się nad swoimi codziennymi rolami i obowiązkami. Fleming dołączył do Crick w październiku 2018 r., po ukończeniu studiów w gigantze telekomunikacyjnym BT. W ciągu 11 lat pracy w firmie BT pracował nad dużymi projektami jako projektant i dyrektor techniczny.
„To była fantastyczna okazja do zrozumienia technologii. Moja ostatnia rola w firmie BT polegała na stanowisku dyrektora technicznego programu rozwoju szerokopasmowego Internetu światłowodowego w Wielkiej Brytanii, co było ogromną inicjatywą i wiązało się z dużym stresem. Pod koniec tego projektu byłem gotowy na coś świeżego” – mówi Fleming.
„Zadzwonił do mnie rekruter i zapytał: «Czy byłbyś zainteresowany pracą w tym ogromnym instytucie badawczym w Londynie?». Codziennie przechodziłem obok Cricka i myślałem: „To mogłoby być interesujące miejsce do pracy”. Odkryłem, że to bardzo interesujące miejsce do pracy.”
Fleming uważa tę rolę za wymagającą, satysfakcjonującą i ekscytującą. Ponad 2000 pracowników i studentów Crick wykorzystuje swoją szeroką wiedzę i doświadczenie do pracy w różnych dyscyplinach i zgłębiania biologii na wszystkich poziomach, od cząsteczek, przez komórki, po całe organizmy.
„Przyglądamy się każdemu aspektowi ludzkiej choroby, jaki można sobie wyobrazić. Nie chodzi tylko o raka, chociaż jest to duży filar tego, co robimy, ponieważ jesteśmy jedną trzecią finansowaną przez Badania nad rakiem w Wielkiej Brytanii. Przyglądamy się biologii leżącej u podstaw zrozumienia chorób ludzkich” – mówi.
„To dosłownie miejsce, w którym ktoś może wpaść na pomysł, który może wywrzeć wpływ na zmianę świata. To ekscytujące. Ale oznacza to również, że wymagania, którym musisz dotrzymać kroku, są fenomenalne. To wyzwanie związane z tą rolą sprawia, że jest ona ekscytująca”.
Wspieranie zmian transformacyjnych
The Crick rozpoczął działalność w swoim nowym, specjalnie wybudowanym obiekcie w pobliżu stacji King’s Cross w Londynie na początku 2017 roku. Obecnie w centrum działa ponad 100 grup badawczych. Fleming, który podlega dyrektorowi instytutu ds. infrastruktury badawczej, twierdzi, że znaczna część jego pracy w ciągu sześciu lat pracy w organizacji skupiała się na pomocy w tworzeniu infrastruktury badawczej.
„Ta pierwsza faza była szalona” – mówi. „To nie była nawet transformacja przedsiębiorstwa, ponieważ nie było zbyt wiele do przekształcenia. Chodziło o zbudowanie wszystkiego od zera. Przez pierwsze kilka lat byliśmy w trybie startowym.”
Jamesa Fleminga z Instytutu Francisa Cricka
Dalsze wyzwania pojawiły się w 2020 r., kiedy proces uruchamiania infrastruktury szybko przekształcił się w pandemię wirusa koronaawirusa. Fleming i jego koledzy przekształcili cały instytut w rurociąg testowy Covid-19 dla ostrych trustów w Londynie. W tym czasie organizacja testowała pracowników i pacjentów. Tempo wysiłków transformacyjnych opisuje jako szalone.
„ Rurociąg został uruchomiony w ciągu dziewięciu dni ” – mówi. „Następnie w ciągu kolejnych dziewięciu dni zbudowaliśmy rozwiązanie do testowania personelu, które udostępniliśmy także Wellcome Trust i firmie Kampus genomu Sangera w Kingston, co było istotne, ponieważ koordynowali oni całą analizę wariantów genomowych w tym kraju. Dzięki naszej pracy te operacje pozostały otwarte, aby mogli na bieżąco śledzić różne warianty”.
Fleming wspomina ten burzliwy okres zmian, sugerując, że prawie nie ma czasu na złapanie oddechu. The Crick w dalszym ciągu rekrutuje badaczy i zwiększa skalę swojej działalności naukowej. Od 2017 r. wielkość organizacji niemal się podwoiła. Fleming twierdzi, że wzrostowi skali towarzyszy „całkowita rewolucja” w sposobie uprawiania nauki.
„Zaczątki zmian pojawiły się sześć lat temu, kiedy dołączyłem, a Crick miał dość przyszłościowe podejście do nauki o danych. Instytut poczynił znaczne inwestycje w wysokowydajne komputery pierwszej generacji. Właśnie przeszliśmy na drugą generację, po dużej inwestycji w odświeżenie”, mówi.
„Można śmiało powiedzieć, że metody analizy danych przestały być małą, niszową działalnością w bioinformatyce i stały się obecnie częścią standardowego zestawu narzędzi każdego laboratorium w budynku. Tak więc w tym okresie nastąpiła rewolucja między biologią mokrego laboratorium a biologią obliczeniową, za którą musieliśmy dotrzymać kroku i pomóc ją umożliwić”.
Stworzenie elastycznej platformy
Fleming dołączył do Crick jako dyrektor IT. Mówi, że jedną z głównych zmian, jakie zaszły w jego czasie w instytucie, było połączenie obliczeń naukowych z resztą działu IT. Ten proces integracji doprowadził do utworzenia roli CIO w 2021 roku.
Na swoim stanowisku nadzorującym technologię Fleming współpracuje z wieloma dostawcami sprzętu i oprogramowania. Nvidia dostarcza procesory graficzne (GPU)Dell dostarcza jednostki centralne (CPU), a Lenovo i IBM dostarczają pamięć masową. Crick obsługuje również stos oprogramowania open source na swoim sprzęcie.
Snowflake to kolejny kluczowy dostawca. W 2022 roku Fleming wyjaśnił Computer Weekly w jaki sposób chmura danych dostawcy zapewnia precyzyjną kontrolę dostępu, raportowanie zarządcze, uwierzytelnianie, kontrolę rozliczeń i możliwości udostępniania danych. Instytut wykorzystał do budowy Snowflake zaufane środowiska badawcze (TRE)które wspierają przełomowe badania w różnych obszarach. Fleming twierdzi, że wysiłki te są nadal zwiększane.
„The Crick miał dość przyszłościowe podejście do nauki o danych. Instytut poczynił znaczne inwestycje w wysokowydajne komputery pierwszej generacji. Właśnie przeszliśmy na drugą generację, po dużej inwestycji odświeżającej”
Jamesa Fleminga z Instytutu Francisa Cricka
„Używamy Snowflake jako dodatku do wszystkich prowadzonych przez nas badań nad wysokowydajnymi obliczeniami” – mówi. Platforma zapewnia bezpieczeństwo danych umożliwiających identyfikację kliniczną. TRE wspierają wiele projektów, od pierwotnego projektu pilotażowego instytutu dotyczącego płatka śniegu, który dotyczył wpływu długiego Covida na rzadkie nowotwory, po badania epidemiologii wirusa koronowego. Fleming twierdzi Płatek śniegu wspomaga międzywydziałowe procesy badawcze.
„To eleganckie rozwiązanie problemu «jak pracować z moim zbiorem danych?», który składa się z połączonych wycinków zbiorów danych wielu osób” – mówi. „Ale wszyscy są pewni. Nie wciskasz danych na serwery i nigdy więcej ich nie zobaczysz.”
Obecnie technologia obsługuje kilkanaście równoległych projektów z różnymi TRE. Fleming opisuje Snowflake jako platformę do badań klinicznych, w której można prowadzić normalne działania. Mówi, że w następnym etapie rozważone zostanie, w jaki sposób technologia może wspierać nowe obszary.
„TRE są w rzeczywistości tylko konfiguracją płatka śniegu” – mówi. „Elastyczność, jaką zapewnia to podejście, gdy zapoznasz się z architekturą podstawowych komponentów platformy, oznacza, że możesz robić mnóstwo bardzo, bardzo fajnych rzeczy”.
Odkrywanie nowych pól
Fleming zdaje sobie sprawę, że wyzwania, przed którymi stanął w ciągu ostatnich kilku lat, nasiliły się wraz z szybkim tempem rozwoju technologicznego. Branża IT i opinia publiczna są podekscytowane potencjał generatywnej sztucznej inteligencji (GenAI).
Instytut od dawna wykorzystuje nowe technologie, takie jak sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe, aby pomóc naukowcom w odkrywaniu odkryć. Fleming twierdzi jednak, że zwiększone możliwości korzystania z GenAI nie doprowadziły do dużych zmian w pracy w Crick.
Dowodliwość jest istotnym elementem procesu badań naukowych. Mówi, że badacze nie mogą po prostu używać publicznie dostępnych dużych modeli językowych, aby odpowiedzieć na najważniejsze pytania życia: „Musisz rygorystycznie określać pochodzenie tego, z czym pracujesz, danych, których używasz, tego, w jaki sposób udało Ci się ulepszyć zachowanie modelu w czasie, wpływ tej analizy na mechanistyczne zrozumienie choroby i tak dalej”.
Kluczem do udanych badań naukowych jest stosowanie sprawdzonych technik zapewniających rygorystycznie przetestowane i możliwe do udowodnienia wyniki. Fleming twierdzi, że zamiast podążać za modą GenAI, kolejnym dużym wyzwaniem będzie wykorzystanie technologii, która pomoże badaczom zapewnić, że ludzie znajdą się w centrum analiz naukowych. Podaje przykład.
„Jeden z liderów naszej grupy wykonał przełomową pracę opublikowaną jesienią ubiegłego roku, w ramach której stworzył nowy mechanizm rozwoju raka płuc związany z zanieczyszczeniami powietrza” – mówi. „Oczywistym pytaniem, które chcą zbadać, jest: «OK, teraz nawiązaliśmy to powiązanie na poziomie lokalnego laboratorium, co to oznacza na poziomie całej populacji»”.
Fleming twierdzi, że inni badacze badają wpływ mikrodrobin plastiku w środowisku na neurodegenerację. Badanie tych pytań badawczych wymaga nowych typów danych w świeżych kombinacjach.
„Trzeba pracować geoprzestrzennie” – mówi. „Musisz pracować ze źródłami danych środowiskowych. Jak zatem przenieść te dane i połączyć je z laboratorium klinicznym?”
Odpowiedź, sugeruje Fleming, będzie polegać na tym, że jego zespół powinien opracować, w jaki sposób instytut może wykorzystać nietradycyjne źródła danych, które normalnie byłyby uważane za część nauk o środowisku, a nie świata nauk o życiu.
„Jak połączyć te światy z platformami, być może wykorzystując technologie takie jak internet rzeczy, czujniki i narzędzia do mapowania danych geoprzestrzennych, ze wszystkim, od Ziemi jako ekosystemu po obrazowanie pojedynczego białka? Nie wiem jeszcze, jak rozwiążemy to pytanie, ale prawdopodobnie jest to kolejne pytanie bez odpowiedzi, którym musimy się zająć”.
Dostarczanie pionierskich rozwiązań
Fleming twierdzi, że cyfrowa organizacja, którą chciałby stworzyć w ciągu 24 miesięcy, pozostanie wierna długoterminowym zasadom, które kierują jego pracą jako CIO w Crick. „Kiedy opracowywaliśmy strategię dla wydziału, w misji mówiliśmy, że chcemy umożliwić naukę na światowym poziomie – i nadal tak jest” – mówi.
Fleming twierdzi, że naukowcy z całej organizacji coraz częściej przychodzą do jego działu z problemami, które wymagają rozwiązania. Jego zespół może pomóc tym ekspertom, jeśli zbudują solidne podstawy sprzętu i oprogramowania. Fleming postrzega podstawy jako kanał prowadzący naukowców od hipotez do rozwiązań.
„Zaczną odpowiadać na pytania, na które chcą odpowiedzieć, dopiero wtedy, gdy zbudujemy most z jednego miejsca do drugiego. Mam nadzieję, że zbudowaliśmy już tę strukturę w całej organizacji i że będziemy w dalszym ciągu doskonalić nasze podejście” – mówi.
„Musimy zapewnić organizację IT, która jest dynamiczna i bardzo zorientowana na rozwiązywanie problemów, z głęboką wiedzą technologiczną, aby bardzo, bardzo szybko odtworzyć skalowalne, wysokiej jakości, dość niszowe rozwiązania w pierwszej kolejności, ale potem potencjalnie powszechnie stosowane. ”