Questo documento in italiano in pdf a: goo.gl/oZGYoy, in HTML a: http://blog.u2ec.org/wordpress/?p=2077&lang=it e a: http://www.corrieredisaluzzo.it/cgi-bin/archivio/news/Crosetto-la-diagnosi-precoce-e-vincente10.asp?q=crosetto L’elenco completo dei documenti è a: goo.gl/n4JnDW. Vedi anche il Blog a: http://blog.u2ec.org/wordpress/?cat=23&lang=it Questo documento in inglese è disponibile in pdf a: goo.gl/R9eUZh e in HTML a: http://blog.u2ec.org/wordpress/?p=2080

Abbiamo bisogno di giornalisti e giornali che con coraggio informino i loro lettori sulla verita’ scientifica per il beneficio dell’umanita’ e che riportino nei loro articoli sia le affermazioni degli degli esaminatori di progetti e degli scienziati che occupano posizioni di responsabilita’, sia le mie risposte ai medesimi. I giornalisti e giornali dovrebbero riportare le affermazioni di Joel Butler goo.gl/fyYSQK Spokesperson che rappresenta 5.000 scienziati dell’esperimento CMS al CERN, gli esaminatori dell’Universita’ e INFN di Pavia (sommario goo.gl/TvY8Lr e dettagli goo.gl/6N6A59), Andy Lankford goo.gl/XSAfkP e Nadia Pastrone goo.gl/qp1RFH, insieme alle mie risposte che difendono l’interesse del pubblico. In conformita’ alle procedure scientifiche e per essere giusti e rispettosi nei confronti dei contribueanti, queste persone dovrebbero spiegare perche’ abiurano le loro affermazioni che avevano scritto in precedenza. Una procedura eticoscientifica richiederebbe inoltre che queste persone provino ad invalidare i giudizi scritti (e poi affrontino le reazioni) della revisione scientifica, internazionale, formale, ufficiale, pubblica ‘goo.gl/zP76Tc’, che aveva riconosciuto il valore della mia invenzione, ed altresi’ dovra’ cercare di invalidare le affermazioni scritte di molti scienziati (vedi citazioni a: "goo.gl/GIC5aR" ed alcune lettere complete a "goo.gl/VXBx33) che hanno approvato e supportato il valore della mia invenzione e dovrebbero altresi’ dimostrare l’incompetenza professionale (e poi affrontare le reazioni) di tutti gli ingegneri che dimostrano con le loro 59 offerte/preventivi, che la mia invenzione puo’ sostituire 4.000 schede elettroniche del Trigger L-1 di CMS del CERN con 9 schede 3D-Flow OPRA, che forniscono prestazioni molto piu’ elevate ad un millesimo del costo. Se queste giuste procedure tecnico-scientifiche e le informazioni al pubblico da parte dei giornalisti non avranno luogo, le affermazioni delle persone menzionate prima e l’imbavagliamento della verita’ assumeranno l’aspetto di una soppressione di innovazioni a beneficio dell’umanita’. Il primo giornalista che aveva riportato in inglese le affermazioni delle parti in causa le ha introdotte con la frase: “...Facciamo questo sforzo nella speranza di diffondere maggiore comprensione nel tentativo di cambiare il corso della guerra contro il cancro per sempre.” Molti giornalisti dovrebbero seguire il suo esempio riportando anche le risposte e le non-risposte degli esperti interpellati presso le piu’ prestigiose università per evitare che eventi simili a quello dell’articolo su MIT Technology del 2016 ‘goo.gl/xhkKYQ’ in cui si nota che non erano al corrente che la mia invenzione aveva risposto 25 anni fa alla domanda dell’MIT in merito alla legge di Moore. La mia invenzione 3D-Flow OPRA (Object Pattern real-time Recognition Algorithms) avrebbe gia’ potuto risparmiare centinaia di milioni di euro dei contribuenti e la mia altra invenzione 3D-CBS (esame completo del corpo in 3-D) che usa il systema 3D-Flow OPRA (Vedi video di 11 minuti a goo.gl/Wmxth0), avrebbe gia’ potuto salvare milioni di vite attraverso una diagnosi precoce efficace del cancro. (Vedi materiale a supporto a queste affermazioni a: goo.gl/fsA664).

Vogliamo avere i benefici da queste innovazioni per ridurre i costi e salvare le vite, adesso!!! La responsabilita’ dei dirigenti ed esperti del settore di confrontare le invenzioni 3D-Flow OPRA e 3D-CBS con approcci alternativi meno efficienti e molto piu’ costosi e’ dovuto da molto tempo. Questo ritardo rende legittima e giustificata la richiesta da parte dei contribuenti alle universita’ piu’ prestigiose del mondo di esaminare le mie invenzioni e le mie risposte agli esperti nel settore e la richiesta a tutti coloro che hanno a cuore la riduzione dello spreco dei soldi dei contribuenti ed una riduzione significativa della mortalita’ prematura da cancro di Firmare la Petizione a goo.gl/8zLCMh che richiede una discussione/revisione scientifica, pubblica delle mie invenzioni al CERN di Ginevra simile a quella condotta nel 1993 al FERMILAB.

L’essenza ed i benefici delle mie invenzioni sono i seguenti:

Il sistema 3D-Flow ha costantemente superato in maggiore efficienza e minori costi ogni sistema alternativo costruito negli ultimi 25 anni, come riportato nelle pagine 102-117 di ‘goo.gl/w3XlZ1’. Avrebbe potuto sostituire centinaia di chassis contenenti 4.000 schede elettroniche del sistema di Trigger di Livello-1 dell’esperimento CMS al CERN: nel 1994 con un cilindro di elettronica di 1,8 m in altezza x 1 m di diametro; nel 1999 con 6 chassis VME della dimensione di 9U come descritto nell'articolo di 45 pagine nella rivista scientifica peer-reviewed Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Sec. A, vol. 436, (1999) pp.341385. Nel 2015, la mia architettura di elaborazione parallela del concetto base del sistema 3D-Flow ‘goo.gl/ZvOqrj’ e la sinergia della sua implementazione nei suoi diversi componenti riassunti in due pagine a ‘goo.gl/AoszvQ’ e dettagliati a ‘goo.gl/w3XlZ1’, forniscono l’elemento innovativo del nuovo sistema 3D-Flow OPRA che offre vantaggi senza precedenti che permettono di sostituire centinaia di chassis di elettronica contenenti 4.000 schede elettroniche, con un solo chassis contenente 9 schede 3D-Flow OPRA, che forniscono prestazioni molto piu’ elevate ad un millesimo del costo. Cinquantanove offerte/preventivi da parte di industrie con buone reputazione dimostrano la fattibilita’ di consentire di costruire un sistema 3D-Flow OPRA con oltre 10.000 canali elettronici, in un cubo di elettronica, con il lato di 36 cm, in grado di sostenere una velocita dei dati in ingresso di diversi terabytes al secondo, ed eseguire algoritmi complessi di riconoscimento di oggetti, in tempo reale, con un costo di produzione di circa 100.000 dollari. Sistemi più grandi possono essere costruiti utilizzando diversi di questi cubi di elettronica. Inoltre, quando l'invenzione 3D-Flow OPRA è usata nell’apparecchiatura 3D-CBS (esame completo del corpo in 3-D), aumenta l’efficienza di centinia di volte rispetto alle oltre 10.000 PET attuali (Tomografia ad Emissione di Positroni) in uso negli ospedali (Vedi video di 11 minuti a goo.gl/Wmxth0). L’invenzione 3D-CBS può affermare per la prima volta un vero cambiamento di paradigma nella diagnostica molecolare perché offre contemporaneamente tre vantaggi di: a) una diagnosi precoce efficace delle malattie come ad esempio il cancro ad uno stadio altamente curabile, una migliore diagnosi, una prognosi e un monitoraggio efficace dei trattamenti, b) una dose di radiazioni pari all'1% rispetto alle PET attuali (tomografia a emissione di positroni) e c) un esame economico inferiore a 4 minuti, che copre tutti gli organi del corpo. Di conseguenza, lo screening di organi specifici quali: mammografia, PAP-test, colonscopia e PSA saranno superflui. L'invenzione 3D-CBS può ridurre la mortalita’ da cancro di oltre il 50% attraverso una diagnosi precoce, riducendo allo stesso tempo i costi alla Sanita’. Questo non e’ rivendicato dal sottoscritto, ma e’ dimostrato da dati sperimentatil raccolti da oltre 50 anni, ed e’ anche confermato dalle principali organizzazioni per la lotta contro il cancro. Io rivendico di poter raggiungere contemporaneamente i tre obiettivi elencati sopra che nessun altra apprecchiatura o approccio puo’ dimostrare di essere in grado di raggiungere e che creano un cambiamento paradigmantico nella diagnostica molecolare rendendo possibile una diagnosi precoce del cancro efficace che e’ quello che salva la vita. (Si veda il libro del 2000: "400+ times improved PET efficiency for lower-dose radiation, lower-cost cancer screening " a “goo.gl/ggGGwF”, (vedi il pieghevole a “goo.gl/0Cm1cg”, e maggiori informazioni a “goo.gl/JMKyek”), l’articolo di cinque pagine del 2003 a “goo.gl/y1yHcG”, the 32-page 2013 article at “goo.gl/qpnNxd”, le innovazioni riassunte in una pagina a: “goo.gl/3AFCWM”, i vantaggi riassunti in una pagina a: “goo.gl/XP3TLx il sommario e il confronto con il progetto Explorer, in due pagine scritte nel 2016 a: “goo.gl/QLuA1n” e i riferimenti ai documenti scritti dagli autori da cui sono state estratte le informazioni del “Progetto Explorer” a: “goo.gl/Tl95NN” oppure a: “goo.gl/ovMZ5j”, progetto che e’ stato finanziato dall’NIH -National Institutes of Health- per 15,5 milioni di dollari sebbene sia meno efficiente, non abbia la capacità di salvare molte vite e sia più di dieci volte più costose del 3D-CBS).

DOMANDA: Come può competere la sua invenzione con migliaia di computers paralleli 3D-Flow OPRA in un cubo di 16 cm o 36 cm di elettronica rispetto ai grandi progetti di supercomputer paralleli tipo APE dell’INFN ed altri, ma che nessuno rivendica di poter salvare milioni di vite umane dal cancro o essere lo strumento più potente al mondo per scoprire particelle subatomiche? CROSETTO: E’ necessario innanzitutto fare chiarezza sulla rivendicazione di poter salvare milioni di vite umane da cancro. Questo è confermato da dati sperimentali che dimostrano che la diagnosi precoce per qualsiasi tipo di cancro, aumenta notevolmente la probabilità di salvare la vita del paziente. Se il cancro al colon è diagnosticato precocemente la sopravvivenza è del 91% ma se diagnosticato tardivamente la sopravvivenza scende all’11%; per il cancro al seno dal 98% al 27% se diagnosticato tardivamente e per il cancro al polmone la sopravvivenza è del 50% se diagnosticato precocemente, ma scende drasticamente al 2,8% se diagnosticato tardivamente. Dal momento che esistono le cure efficaci che funzionano quando il cancro è diagnosticato precocemente, è necessario individuare il tassello mancante che ci fornisca una diagnosi precoce efficace. Si devono quindi osservare quali segnali vengono forniti dal corpo quando inizia una mutazione delle cellule normali in cellule cancerose che si dice impazziscano, perdano i connotati corretti nel DNA e crescano a dismisura in modo più veloce delle cellule normali generando altre cellule cancerose. Tra tutti i segnali di cambiamento come odore, temperatura, conduttività dei tessuti, fluorescenza, densità, ecc., il segnale più affidabile è il cambiamento di metabolismo, cioé il maggior consumo di nutrienti da parte delle cellule cancerose che, crescendo più velocemente, aumentano il consumo dal 5 al 70 % di nutrienti in più rispetto alle cellule normali. Lo strumento che ci permette di osservare in modo non invasivo la differenza di consumo delle cellule nel corpo si chiama PET (Tomografia ad emissione di positroni) e consiste nell’associare un radioisotopo radioattivo alle molecole di nutrimento tipo l’ossigeno, il glucosio, ecc., e poi somministrare questo nutrimento radioattivo per inalazione o indovena al paziente. I segnali radioattivi che ci permettono di seguire il percorso di tale nutrimento all’interno del corpo e verificare quali organi o tessuti del corpo ne consumano in modo anomalo sono due fotoni a 511keV che escono in direzione opposta dal corpo del paziente. E’ necessario quindi catturare in modo preciso il maggior numero possibile di questi segnali al fine di diminuire la radiazione al paziente e poter vedere fin dall’inizio il cambiamento delle cellule da normali in cancerose anche quando il consumo anomalo di nutrimento è appena percettibile. Il corpo del paziente, nelle PET attuali, viene avvolto da un anello di cristalli (o da un cilindro di cristalli lungo 1,6 metri, nel caso della mia invenzione 3D-CBS -esame completo del corpo in 3-D) che convertono i segnali buoni relativi ai 511 keV e la radiazione di fondo (rumore), in segnali elettrici. Poichè vengono generati milioni di segnali al secondo, ecco che entra in gioco la necessità di processarli in modo parallelo da tanti processori perché un solo processore non riuscirebbe a filtrare i segnali buoni di coppie di fotoni a 511 keV, dal rumore di fondo della radiazione. Esistono sul mercato diversi tipi di processori e di sistemi a processori paralleli. Io ho seguito la nascita e l’evoluzione dei processori, negli anni 70, studiando a fondo, quelli più popolari quali l’8080 e 8085 della Intel, lo Z80 della Zilog, il 6502 della MOS technology utilizzato nei primi Apple computers e il 6809 della Motorola.

Le conoscenze di base di questi processori, la differenza delle loro architetture interne, l’interfacciamento, il loro set di istruzioni, le ho avute frequentando corsi serali specializzati al CERN tenuti da Tor Linejarde ed Adolfo Fucci negli anni 70. Successivamente ho approfondito la conoscenza, non solo dei processori per uso generico e i due filoni principali dell’architettura del window register dell’università di Berkley e il MIPS dell’università di Stanford, ma anche di quelli particolari per applicazioni specifiche quali il Transputer della Inmos e l’architettura DSP (Digital Signal Processors) dell’università di Harvard, che separa la memoria programma dalla memoria dati ed utilizzandoli, ho maggiormente accresciuto e approfondito la mia conoscenza imparando dai risultati dei miei progetti, dalla loro realizzazione e durante la fase di collaudo. Per dieci anni dal 1980 al 1990 ho fatto parte di un team di esperti del CERN, di università negli USA e di altri paesi atti ad insegnare un mese all’anno a circa 120 ingegneri e fisici PhD dei paesi del terzo mondo come costruire un computer, un sistema operativo, il software e l’interfacciamento hardware (con ore di laboratorio) per realizzare strumentazione medicale o altro, partendo dal microprocessore Motorola 6809 dal costo di pochi dollari. Negli anno 80 ho realizzato applicazioni usando uno dei primi DSP della Texas Instrument 320C10 e successivamente il DSP96000 della Motorola. Nel 1988, quando ero alle dipendenze del CERN ho progettato il sistema a processori FDPP che faceva uso dei processori commerciali: il Transputer per la comunicazione e il DSP 32C della AT&T da 50Mflop che a quel tempo era il componente al costo inferiore per Mflop. Ho poi utilizzato tale sistema per le misure del Q, cioè per la messa a fuoco del fascio di particelle nell’acceleratore SPS al CERN e per il trigger di Livello-2 dell’esperimento DELPHI il cui Spokesperson era Ugo Amaldi. Grazie a questi progetti e alla mia conoscenza dei microprocessori e dei sistemi a processori paralleli mi è stata riconosciuta la fama di esperto al CERN in questo settore che mi ha fruttato l’invito a tenere una lezione sull’applicazione dei microprocessori in Fisica delle Alte Energie alla prestigiosa scuola “CERN School of Computing” nel 1991. Questa lezione disponibile a (goo.gl/2mMRmD) riassume in una figura per ogni tipo di processore le diverse architetture del Transputer, dell’architettura di Berkley, di Stanford, dei microcontrollori e li mette a confronto con l’architettura DSP di Harvard. Non essendo soddisfatto delle prestazioni dei microprocessori e dei sistemi commerciali (neanche del DSP320C40 della Texas Instrument che offriva canali di comunicazione simile al Transputer ma più veloci) per identificare particelle specifiche con diverse caratteristiche definite dai fisici teorici ho quindi avuto l’idea di concepire l’invenzione dell’architettura del processore e sistema a processori paralleli 3D-Flow (goo.gl/ZvOqrj) che permettesse ai fisici di spostare la programmabilità del trigger dal Livello-2 al Livello-1. In questo modo l’efficienza sia nell’applicazione della fisica che nella diagnostica medica sarebbe aumentata notevolmente. Nel primo caso si sarebbe eliminato l’inconveniente di analizzare solo dati fasulli al Livello-2 e Livello-3 del trigger perché quelli buoni erano già stati persi dal Livello-1 e nel secondo caso renderebbe possibile una diagnosi precoce efficace del cancro ad una radiazione dell’1% rispetto alle PET attuali; questo è il tassello che manca per salvare molte vite, dal momento che la cura del cancro diagnosticato precocemente esiste già da tempo e funziona. Tale mia invenzione 3D-Flow è stata riconosciuta valida dai massimi esperti del settore da oltre vent’anni (vedi citazioni dalle lettere a “goo.gl/GIC5aR". Alcune lettere complete a “goo.gl/VXBx33”) ed approvata in una revisione scientifica, pubblica, formale ed ufficiale al FERMILAB il 14 dicembre 1993 (goo.gl/zP76Tc). La prova di concetto dell’architettura 3D-Flow è stata presentata funzionale in hardware in due grandi chip

FPGA, ciascuno contenente quattro processori 3D-Flow alla conferenza IEEE-NSS-MIC a San Diego, California nel 2001. Il piccolo sistema 3D-Flow con 8 processori permetteva agli scienziati, partecipanti alla conferenza di selezionare la “forma” di un oggetto scegliendo la posizione degli interruttori di ingresso al sistema. I LED visualizzavano se il sistema aveva trovato l’oggetto e le forme d’onda sull’oscilloscopio visualizzavano con precisione il tempo di esecuzione dell’algoritmo. Successivamente il sistema 3D-Flow è stato dimostrato funzionale in hardware in due schede elettroniche modulari, ognuna con 68 processori 3D-Flow che sono state presentate alla conferenza del 2003 dell’IEEE-NSS-MIC a Portland, nell’Oregon (goo.gl/RiIn0B). Essendo indipendente dalla tecnologia, la mia invenzione continua ad essere valida e molto competitiva anche oggi rispetto a qualsiasi altro sistema al mondo per le applicazioni che hanno bisogno di eseguire algoritmi complessi di riconoscimento di oggetti da dati che arrivano da migliaia di canali ad altissima velocità. Infatti, in seguito alla richiesta da parte del mio ex-supervisore al Superconducting Super Collider, Jim Siegrist (che attualmente è il Direttore dell’Ufficio di alte Energie al Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e gestisce oltre un miliardo di dollari all’anno per la ricerca in fisica), di finalizzare la mia invenzione alla tecnologia attuale, è risultato da ben 59 offerte di ditte con elevata reputazione che le prestazioni del mio nuovo sitema 3D-Flow OPRA finalizzato alla tecnologia del 2015, sono superiori a qualsiasi altro sistema al mondo per questo tipo di applicazioni in grado di processare dei dati in arrivo ad altissima velocità. I più importanti sistemi a processori paralleli non hanno queste caratteristiche sebbene siano più potenti (ma anche molto più costosi) per risolvere altri problemi di calcolo che non richiedono l’acquisizione di dati a diversi terabyte o petabyte al secondo come invece puo’ sostenere il sistema 3D-Flow OPRA. Al momento il primato dei sistemi a processori paralleli è detenuto dalla Cina con “Sunway TaihulLight e Tianhe-2. Seguono gli Stati Uniti con il sistema Tititan modello Cray XK7 presso il laboratorio del DOE a Oak Ridge National Lab, Sequia Modello IBM-Blue Gene/Q, Cori, Modello Cray XC40, seguito dal Giappone con Oakforest-PACS e K computer della Fujitsu e dalla Svizzera con Piz Daint modello Cray XC50. Siamo su prestazioni di picco di 150 PetaFlops (cioé 150 milioni di miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo, oppure rappresentato dal numero 150 seguito da 15 zeri). Diversi supercomputers elencati precedentemente utilizzano una GPU (Graphic Processing Unit). Ad esempio la NVIDIA K20x è utilizzata nel supercomputer Titan negli USA che, con 261.632 unità fornisce 17,59 PetaFlops, mentre il Piz Daint a Lugano in Svizzera ne utilizza 73.808 raggiungendo prestazioni di 6,27 PetaFlops. Il progetto Italiano dell’INFN APEnext del 2000-2005 aveva raggiunto le prestazioni di 7 TeraFlops (cioé 7 milioni di milioni di operazioni in virgola mobile al secondo), con la prospettiva di raggiungere 1 PetaFlops nel 2009. Il Presidente Obama nel 2015 aveva firmato un ordine esecutivo che autorizzava il National Strategic Computing Initiative (NSCI) per la creazione di un nuovo supercomputer da 1 ExaFlops (cioé 1.000 PetaFlops, equivalente a 1 miliardo di miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo, oppure rappresentato dal numero 1 seguito da 18 zeri).

Al confronto un sistema 3D-Flow OPRA da 1.000 cubi di elettronica di 36 cm di lato avrebbe le prestazioni di 1 Exa Operazioni su numeri interi al secondo, cioé 1.000 Peta Operazioni al secondo (Per il calcolo di riconoscimento di oggetti in tempo reale come ad esempio le particelle subatomiche non è necessario il calcolo in virgola mobile, ma sono necessarie operazioni speciali tipo il confronto di un valore con 24 variabili in tre nanosecondi. Queste istruzioni non sono disponibili nei supercomputer elencati sopra, mentre sono disponibili nel gruppo di istruzioni del 3D-Flow OPRA). Inoltre il sistema 3D-Flow OPRA in 1.000 cubi di elettronica da 36 cm avrebbe la capacità di sostenere una velocità dei dati in ingresso di 20 Petabytes al secondo. Questa é la caratteristica unica al mondo che non puo’ offrire neanche lontanamente qualsiasi altro sistema elencato sopra, anche quello del futuro approvato dal Presidente Obama nel 2015. Quindi la risposta alla domanda del perché gli altri supercomputer non possono rivendicare di poter migliorare l’efficienza nel filtrare e catturare tutti i segnali dai marcatori tumorali che rendono possibile la diagnosi precoce del cancro che é quella che salva la vita si puo’ esemplificare in una semplice analogia senza sminuire il valore dei supercomputers. Per ogni applicazione è necessario usare lo strumento adatto; per spostare un ingranaggio di un orologio non serve un caterpillar, perchè anche se ha maggiori capacità non sono però quelle adatte per questa operazione. Come esempio pratico della soluzione del problema del Trigger di Livello-1 dei grandi esperimenti al CERN, le offerte/preventivi da parte di 59 industrie con elevata reputazione dimostrano la fattibilità nel realizzare un sistema 3D-Flow OPRA contenuto in un cubo di 36 cm di elettronica con 8.192 canali elettronici in grado di sostenere una velocità dei dati in ingresso di 1,3 Terabyte/secondo ed in grado di riconoscere tutte le particelle subatomiche che soddisfano le caratteristiche definite dall’utente ad un costo di 100.000 dollari (vedi goo.gl/AoszvQ). Come esempio pratico della soluzione del problema di costruire l’apparecchiatura 3D-CBS (3-D Complete Body Screening, “goo.gl/0Cm1cg”, e maggiori informazioni a “goo.gl/JMKyek”) che rende possibile una diagnosi precoce del cancro che salva la vita, le 59 offerte/preventivi dimostrano la fattibilità di realizzare un sistema 3D-Flow OPRA contenuto in un cubo di 16 cm di elettronica con 2,304 canali elettronici in grado di sostenere una velocità dei dati in ingresso di 368 Gigabyte/secondo ed in grado di catturare tutti i segnali possibili dai marcatori tumorali al minimo costo per ogni segnale valido catturato. Il costo di tale unità in base alle 59 offerte é di 50.000 dollari.