О комплексе. Программная и аппаратная часть

Roman Gorbenko / February 2025 (333 Words, 2 Minutes)

О комплексе

Ниже представлено описание основных программных компонентов комплекса с пояснением какие шаги по доработке и импортозамещению были выполнены в рамках данного проекта.

Snakemake (WMS)

Функционал: Организация последовательной обработки данных секвенирования для различных “помощников” (врача, фермера, криминалиста и т.д.).
Роль: Система управления рабочими процессами (Workflow Management System - WMS), широко распространенная в биоинформатике.
Проблема: Snakemake - это CLI (command-line) утилита для Linux, требующая специальных знаний (Linux, программирование, администрирование) и не подходящая для концепции простого помощника или сенсорного экрана.
Доработка/Импортозамещение: Использована как основа для пейплайнов обработки данных.
Подробнее: Здесь

Sequanix (PyQT)

Функционал: Графический пользовательский интерфейс (GUI) для управления пейплайнами Snakemake.
Роль: Позволяет управлять сложными биоинформатическими процессами без необходимости работы в командной строке.
Технология: Построен на PyQT.
Проблема: Стандартный интерфейс не оптимизирован для сенсорного экрана устройства OnSiteSeq.
Доработка/Импортозамещение: Адаптация и доработка Sequanix для удобной и эффективной работы на сенсорном экране прибора OnSiteSeq.
Подробнее: Здесь

Conda

Функционал: Управление пакетами, зависимостями и изоляцией программных окружений.
Роль: Решает проблему совместимости сотен компонентов пейплайнов (например, “Помощник врача”, “Помощник фермера”), которые могут требовать разных версий одних и тех же библиотек. Обеспечивает изоляцию окружений для разных задач.
Проблема: Конфликты версий ПО при совместном использовании множества компонентов в разных пейплайнах.
Доработка/Импортозамещение: Использована как стандартный инструмент управления зависимостями.
Подробнее: Здесь

GitVerse / cloud.ru

Функционал: Хостинг исходного кода и сборка ПО.
Роль:
- Создание репозиториев для каждого используемого компонента на GitVerse.
- Предоставление карточек компонентов с кратким описанием на русском языке.
- Сборка всего используемого биоинформатического ПО и пейплайнов OnSiteSeq на серверах cloud.ru.
- Загрузка ПО через отдельный канал.
Проблема: Блокировка доступа к зарубежным репозиториям и библиотекам для исследователей в РФ.
Доработка/Импортозамещение: Создание отечественной инфраструктуры для хранения, описания, сборки и распространения критически важных компонентов биоинформатического ПО.
Подробнее: Здесь

MiniKNOW

Функционал: Управление секвенатором Нанопорус.
Поставка: Исходно поставляется с CPU-версией для архитектуры amd64 (x86-64).
Проблема:
1. Неиспользование доступных GPU-ресурсов для ускорения вычислений.
2. Несовместимость с целевой архитектурой процессоров устройства OnSiteSeq (aarch64/ARM64).
Доработка/Импортозамещение:
- Раскрытие GPU-потенциала ПО (адаптация для использования графических ускорителей).
- Портирование MiniKNOW для работы на архитектуре aarch64 (ARM64).
Подробнее: Здесь

Аппаратная часть

Вычислительное CPU/GPU ядро

В основе вычислительного ядра OnSiteSeq лежит NVIDIA Jеtson AGX Xaviеr. Данная плата имеет следующие характеристики:

GРU: 512-ядерный NVIDIА Vоltа с тензорными ядрами
СРU: 8-ядерный 64-битный процессор NVIDIА Саrmеl
ОЗУ: 16 ГБ LРDDR4Х (256-битная шина)

Хранение данных

Накопители: SanDisk 64GB Mobile Extreme Pro microSDXC под операционную систему, Samsung 970 EVO Plus 1TB M.2 (2280), NVMe SSD под данные.

Секвенатор

Нанопорус (Россия)

Прибор Нанопорус представляет собой аналог секвенатора MinION от Oxford Nanopore, однако отечественные разработчики улучшили электронику и создали собственный корпус прибора, который позволяет работать в более широком диапазоне температур. Это повышает стабильность работы нанопор и процесса секвенирования в целом.

Связь

4g модем для получения обновлений при работе в режиме “У кровати / в поле”
Wi-Fi модем для получения обновлений

Другие элементы устройства

Защитный кейс-чехол
Сенсорный экран с контролером
USB-hub