Judul: Deep Learning Optimation for Drug-Target Interaction with Graphic Processing Unit
Abstrak: Data drug-target interaction (DTI) yang semakin meningkat secara eksponensial menimbulkan permasalahan baru, yakni lamanya waktu komputasi. Besarnya data DTI tersebut menyebabkan lamanya waktu pelatihan model prediksi DTI untuk menentukan senyawa-senyawa potensial berkhasiat obat. Lamanya pengolahan data ini dapat berdampak pada waktu penelitian drug discovery yang lebih lama juga, karena tahap in silico biasa dilakukan di awal rangkaian penelitian, sehingga keterlambatan tahap ini membuat tahapan lainnya mengalami penundaan. Penelitian ini bertujuan untuk melihat seberapa baik performa GPU saat digunakan untuk permasalahan deep learning dalam rangka melakukan prediksi drug-target interaction. Data penelitian menggunakan lima dataset gold standard yakni enzyme, ion receptor, G-protein coupled receptor, dan nuclear receptor, serta dataset COVID-19. Metode yang digunakan adalah utilisasi algoritme deep learning secara paralel menggunakan GPU. Model yang dibangkitkan terdiri dari dua jenis, yakni yang menggunakan Central Processing Unit (CPU), dan menggunakan GPU. Kedua jenis model ini dibuat agar performa GPU dalam mengolah data dapat dibandingkan secara langsung dengan pengolahan data tanpa GPU. Setelah model dibuat, dilakukan hyperparameter tuning untuk menentukan hyperparameter yang optimal bagi masing-masing model. Performa model dihitung menggunakan parameter akurasi, recall, precision, F-measure, dan speed-up. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan GPU dalam model deep learning dapat mempercepat proses pelatihan hingga 100 kali lipat. Selain itu, proses hyperparameter tuning juga sangat terbantu dengan adanya GPU karena dapat mempersingkat proses dari hingga 55 kali lebih cepat. Performa model deep learning yang dihasilkan dengan model CPU pun tidak jauh berbeda bila dibandingkan dengan model GPU dilihat dari nilai akurasi, recall, precision, dan F-measure yang tidak jauh berbeda. Saat dicobakan dengan dataset COVID-19, model menunjukkan performa yang baik dengan akurasi 76%, F-measure 74%, dan nilai speed-up 179. Data tersebut menunjukkan bahwa potensi GPU sangat besar apabila diintegrasikan dengan model deep learning. Penerapan lebih lanjut dapat digunakan dalam komputer server dan high performance computer untuk mengolah data bioinformatika yang lebih besar dan lebih kompleks., The exponentially increasing drug-target interaction (DTI) data raised a new problem, namely the length of computation time. The amount of DTI data that needs to be processed caused longer training time needed to do DTI prediction on potential drug compounds. The length of this computation time can have an impact on a longer drug discovery research time as well, because the in silico stage is usually carried out at the beginning of the research series, so the delay in this stage will cause other stages to be delayed. This study aims to see how well the GPU performs when used for deep learning problems in order to predict drug-target interactions. The research data uses five gold standard dataset which is enzyme, ion channel, G-protein coupled receptor, and nuclear receptor, as well as COVID-19 dataset. The method used is the utilization of deep learning algorithms in parallel using the GPU. The generated model consists of two types, namely those that use the Central Processing Unit (CPU), and those that use GPU. These two types of models are designed so that GPU performance in processing data can be compared directly with data processing without a GPU. After the model is created, hyperparameter tuning is performed to
Keyword: bioinformatika, deep learning, drug-target interaction, GPU, HPC

Judul: Paralelisasi Penjajaran Sekuens Protein Menggunakan CUDA untuk Prediksi Drug-Target Interaction (DTI).
Abstrak: Sampai dengan saat ini, riset mengenai drug discovery masih menghadapi tantangan berupa biaya yang tinggi dan proses yang dianggap belum efisien. Prediksi interaksi drug-target merupakan langkah awal dalam proses drug discovery. Salah satu teknik dalam mempercepat proses tersebut adalah dengan memastikan bahwa suatu drug dapat menyasar suatu target protein tertentu. Oleh karenanya, eksperimen secara in silico mengenai prediksi interaksi drug-target marak dilakukan oleh peneliti. Bipartite Local Model Neighbor-based Interaction-profile Inferring (BLMNII) merupakan salah satu model machine learning yang digunakan untuk melakukan prediksi drug-target. Untuk mendapatkan hasil, BLM-NII memerlukan beberapa skor matriks, antara lain matriks skor kemiripan protein yang digunakan untuk target-target similarity matrix. Untuk mendapatkan skor tersebut, terdapat sebuah dataset publik yang dapat digunakan, misalnya dataset Yamanishi. Akan tetapi, untuk beberapa kasus di mana protein yang hendak dihitung skor kemiripannya tidak terdapat dalam dataset tersebut, seperti protein yang digunakan dalam Ijah Analytics, maka perlu dilakukan perhitungan kembali dengan algoritme penjajaran lokal Smith-Waterman. Sampai dengan saat ini, algoritme ini masih diakui yang paling optimal dalam menghitung skor kemiripan protein. Sayangnya, algoritme ini memiliki kompleksitas kuadratik, sehingga ketika digunakan untuk menghitung skor kemiripan protein dengan jumlah yang banyak memerlukan waktu yang lama. Untuk mempercepat proses komputasi, diperlukan pemrosesan secara paralel. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengimplementasikan algoritme Smith- Waterman secara paralel menggunakan CUDA dengan Graphical Processing Unit (GPU) sebagai platform komputasi. Teknik komputasi yang digunakan adalah multiple pairwise alignment di mana penjajaran berpasangan dilakukan berulang kali untuk kombinasi pasangan yang berbeda. Penjajaran setiap residu asam amino dalam tiap pasang sekuens dikerjakan oleh sebuah thread dalam satu blok secara paralel. Setiap pasang sekuens dikerjakan oleh masing-masing blok secara paralel. Uji kinerja dilakukan dengan menghitung speed up, yaitu waktu komputasi paralel dibagi waktu komputasi sekuensial. Proses paralel dilakukan setelah proses awal dilakukan, yaitu: pembuatan list kombinasi pasangan, pembacaan sekuens, perhitungan panjang tiap sekuens, penandaan awal sekuens, dan penggabungan sekuens. Proses paralel dalam implementasi GPU terdapat pada dua tempat, yaitu pada saat penjajaran residu asam amino tiap pasang sekuens protein, dan pada saat penjajaran pasangan sekuens protein. Setiap blok telah memanfaatkan shared memory untuk menyimpan peubah, sehingga proses read dan write bisa lebih cepat. Hasil eksperimen menggunakan mesin 1 berupa laptop menunjukkan nilai speed up hingga 20-an kali, sedangkan mesin 2 yang berupa sebuah server node HPC menunjukkan nilai speed up hingga ratusan kali.
Keyword: GPU, komputasi, paralel, penjajaran lokal, protein, smith-waterman

Judul: Karakteristik Suara Song Burung Kenari (Serinus canaria) Postur Besar dan Kecil.
Abstrak: Burung kenari (Serinus canaria) memiliki nyanyian yang sangat bervariasi dengan durasi yang panjang dan merupakan tipe burung bernyanyi open learners. Penelitian ini bertujuan menganalisis karakteristik suara song burung kenari (Serinus canaria). Penelitian dilakukan pada bulan April sampai Juni 2017 di Bogor, Jawa Barat. Perekaman suara song terhadap 12 ekor burung kenari jantan dilakukan dengan menggunakan mikrofon Sennheiser ME66 dan alat perekam Sony PCM-D50. Burung kenari yang digunakan merupakan burung yang pernah mengikuti kontes burung kicau dan memiliki predikat juara kontes burung. Amplitudo, durasi suara, frekuensi, dan volume suara burung dianalisis dengan menggunakan software Raven Pro 1.4. Data tersebut selanjutnya dianalisis deskriptif. Hasil analisis suara menunjukkan bahwa burung kenari memiliki banyak syllable, suara song rapat dan tidak terputus-putus, tempo yang cepat, dan adanya pengulangan suku kata pada setiap suara song. Burung kenari postur kecil memiliki rataan durasi lebih panjang dibandingkan dengan kenari postur besar, tetapi burung kenari besar memiliki rataan max amplitudo, average power, max power, min amplitudo, peak amplitudo, dan peak frekuensi.
Keyword: karakteristik suara (song), kenari, syllable