Promotie Uitgelicht: Joris Borgdorff
Op 3 juli promoveert Joris Borgdorff (1984)aan de UvA. Tijdens zijn promotieonderzoek aan het Instituut voor Informatica (IvI) bekeek hij onder welke voorwaarden supercomputers bloedvaten kunnen simuleren.
Wat heb je gedaan?
‘Ik heb onderzocht wat de juiste voorwaarden zijn voor distributed multiscale computing (DMC), oftewel multischaal modelleren. DMC is een simulatievorm die gebruik maakt van verschillende schalen, bijvoorbeeld in de ruimte of in de tijd. Deze schalen worden op verschillende computers berekend en vervolgens met elkaar gecombineerd. Zo kun je ingewikkelde processen zoals het klimaat of het menselijk lichaam beter begrijpen. Ik heb bekeken wat de vereisten zijn voor een efficiënte DMC. Hiervoor gebruikte ik een simulatie van een bloedvat nadat het is gedotterd met een stent. In deze simulatie zaten verschillende tijdschalen verwerkt, namelijk de bloedstroming, en hoe de cellen in de bloedwand daarop reageren. Dat laatste proces gaat langzamer dan de bloedstroming.’
Wat heb je met die simulaties gedaan?
‘Ik heb supercomputers met elkaar verbonden: de Cartesius supercomputer hier op het Science Park en de SuperMUC supercomputer in München. Deze heb ik de bloedvatsimulatie laten doen. De ene computer berekende de bloedstroming, de andere de bloedvatwand. Om de simulatie zo goed mogelijk te laten verlopen, heb ik samen met onder meer het Poznan Supercomputing en Networking Center de MUSCLE 2 software ontwikkeld, die nu door meerdere onderzoeksgroepen wordt gebruikt. Het combineren van computers bleek nuttig te zijn. Met DMC liepen sommige simulaties twee tot honderd keer sneller door de extra rekenkracht. Andere simulaties waren tot twee keer efficiënter door de rekentijd slim te verdelen. De aanpak werkt niet altijd. Bijvoorbeeld niet voor simulaties die weinig processoren nodig hebben.’
Waarom wil je een bloedvat simuleren?
‘Omdat we nog niet precies weten wat er gebeurt bij stenose. Waarom vernauwt een bloedvat zich na het plaatsen van een stent bij de ene patiënt wel en bij de andere niet? Bij levende mensen is dit lastig te meten, dus kun je computersimulatie gebruiken om het beter te begrijpen. Bij conferenties zijn artsen erg vocaal over wat er nog aan een computermodel ontbreekt; met hun suggesties kun je dan een stap verder komen met het model. Maar soms geven ze juist aan dat zij hun onderwerp nu op een nieuwe manier kunnen bekijken, en daar doe je het uiteindelijk voor.’
Hoe ben je bij de Computational Science gekomen?
‘Ik heb in Utrecht Informatica en Wiskunde gestudeerd. Dat was erg theoretisch. Heel anders dan Computational Science, het vakgebied waar ik nu in promoveer. Dit is sterk op toepassingen gericht. Het probeert de werkelijkheid uit te drukken in computermodellen. Dat past goed bij mijn eigen interesse. Hierna zou ik graag aan de slag gaan als een soort adviseur die met onderzoekers meedenkt over hoe ze een systeem kunnen modelleren en simuleren. Ik heb gezien dat op de scheikundefaculteit van University College London maar liefst drie mensen werken die zich bezig houden met het faciliteren van simulaties. Dit is het moment om Nederlandse bestuurders duidelijk te maken dat informatici en computational scientists hard nodig zijn als ondersteuning van de wetenschappers. Zij zouden veel nuttig werk kunnen doen.’
Auteur: Carin Röst