High Performance Computing-Plattform (HPC)

Die DRFZ-Hochleistungscomputerplattform (HPC) ist die zentrale Recheneinheit des Instituts. Sie stellt eine dynamisch anpassbare Computerleistung bereit, die erforderlich ist, um anspruchsvolle Datenanalysen im Bereich der Immunologie durchführen zu können, die sich Multi-Omics, neuer Mikroskopietechniken und Hochdurchsatzverfahren bedienen.

Infrastruktur und strategische Partnerschaft
Unser strategischer Hybrid-Computing-Cluster wird in Zusammenarbeit mit dem Zuse-Institut Berlin (ZIB) betrieben, wodurch eine hohe Verfügbarkeit und eine professionelle, nachhaltige Wartung gewährleistet ist.

• Dualer Cluster-Zugang: Forscher haben Zugang zu zwei unterschiedlichen Rechenebenen: einem allgemeinen Hochdurchsatz-Cluster und einem privaten, hochsicheren, exklusiv für das DRFZ optimierten Cluster für die Verarbeitung sensibler Daten.
• Integrierte Benutzerumgebung: Das System steigert die Produktivität der Forscher durch nahtlose webbasierte Schnittstellen zu wichtigen Entwicklungsumgebungen, darunter RStudio, Python Notebooks (Jupyter/JupyterLab) und Visual Studio Code (VS Code).

Dienstleistungen und Rechenkompetenz
Über die Hardware hinaus arbeitet das HPC-Plattform-Team als Gruppe von Bioinformatikern und Dateningenieuren und bietet als Service neben hochkarätigen kollaborativen Analysediensten auch wichtige Infrastrukturunterstützung.

• Kollaborative Bioinformatik und Datenanalyse: Wir arbeiten mit Forschungsgruppen zusammen, um fortschrittliche mathematische und Analysen mittels künstlicher Intelligenz und Machine Learning zu entwickeln und durchzuführen. Wir unterstützen dabei verschiedene Bereiche innerhalb der biomedizinischen Forschung wie Rheumatologie, Systemmedizin, Neurowissenschaften und Mikrobiologie. Unsere technische Kompetenz umfasst gängige Programmiersprachen wie Python, R, C++, MATLAB, Nextflow und Snakemake.
• Entwicklung maßgeschneiderter Tools: Wir entwickeln aktiv maßgeschneiderte Softwareanwendungen, darunter spezielle Diagnosetools für Ärzte und maßgeschneiderte Benutzeroberflächen, um praktische Forschungsergebnisse zu gewährleisten.
• KI-Agentenplattform für Multi-Omics: Als Paradebeispiel für unsere kundenspezifische Entwicklung haben wir ein proprietäres Ökosystem mit KI-Agenten entwickelt, um die komplexen Multi-Omics-Datensätze, die von der Robotik-Plattform generiert werden, autonom zu analysieren. Diese Initiative positioniert das DRFZ an der Spitze der computergestützten Immunologie und schließt die Lücke zwischen Hochdurchsatzdaten und automatisierten klinischen Erkenntnissen.
• Reproduzierbarkeit und Standards: Wir setzen die Standardisierung von Arbeitsabläufen durch Ressourcen wie Nextflow und Containerisierung durch, um sicherzustellen, dass alle Forschungsarbeiten konsistent, reproduzierbar und mit den FAIR-Datenprinzipien konform sind.
• Ausbildung und Lehre: Auszubildende und Studierende aller Fachrichtungen sind willkommen!

Innovation und Datenmodernisierung
Die HPC-Plattform treibt Innovationen voran, indem sie Datenstandards und Tools der nächsten Generation im gesamten DRFZ implementiert:

• Präzisionsmedizin:   Das Team entwickelt und unterstützt die zentralen Datenanalyse-Pipelines für Diagnostikverfahren , die aus der Fusion der Robotik-Einrichtung des DRFZ (Leitung: Dr. Ana Kitanovic) und der Arbeitsgruppe von Prof. Eicke Latz hervorgehen. Die Prozessentwicklung, Automatisierung und Modernisierung von Laborabläufen ist ein wichtiger Aspekt unserer Arbeit.
• Biotech-Automatisierung der nächsten Generation: Mit Unterstützung des BMBF-Förderprogramms DATIpilot (2025) entwickeln wir einen digitalen Zwilling der Robotik-Einrichtung für die Simulation fortschrittlicher Protokolle. Gleichzeitig implementieren wir Blockchain-Technologien, um unveränderliche Prüfpfade zu etablieren und die Prozessdokumentation und Datenherkunft auf kryptografische Standards zu heben.
• DRFZ Pilot (Secure AI): DRFZ Pilot ist eine sichere interne KI-Plattform, die allen Mitarbeitern Zugriff auf lokal installierte Large Language Models (LLMs) bietet, ohne die Datensicherheit der Einrichtung zu gefährden. Sie enthält einen KI-Buddy, der bei der Navigation durch unseren Cluster und Code hilft, sowie weitere nützliche KI-Agenten für alle DRFZ-Mitarbeiter (Verwaltung und wet-lab, also nicht nur Computerwissenschaftler).
• Scientific Data Lake Initiative: Wir sind derzeit dabei, einen umfassenden, institutsweiten wissenschaftlichen Data Lake mit einer integrierten Plattform einzurichten, um einen optimierten Datenzugriff und eine optimierte Datenermittlung zu ermöglichen.