07.08.2020  14:30

Giulia Guidi: dal Politecnico di Milano al PhD a UC Berkeley

L’alumna di Ingegneria Biomedica vince una borsa di studio per il suo PhD in Computer Science

Giulia Guidi, alumna in Ingegneria Biomedica del Politecnico di Milano e attualmente dottoranda a UC Berkeley, ha vinto una delle borse di studio ACM SIGHPC Computational and Data Science 2020 del valore di 15.000 dollari annuali.

Il programma ha lo scopo di valorizzare la diversità degli studenti che frequentano corsi di laurea in informatica. Le borse di studio sono altamente competitive e vengono assegnate dopo una rigorosa valutazione del merito. Sono assegnate dallo Special Interest Group on High Performance Computing di ACM, Association of Computer Machinery.

Un grande riconoscimento per Giulia, che nonostante la giovane età, ha già raggiunto molti traguardi importanti. Le abbiamo chiesto di raccontarsi, in un viaggio che ci porta da piazza Leonardo Da Vinci fino alla Bay Area di San Francisco.

“Direi proprio di no. Fin da piccola volevo fare il medico, da grande. Una volta finite le superiori, però, ho iniziato ad interessarmi all’ingegneria biomedica, principalmente come piano B in caso non avessi passato il test di medicina. E a posteriori, posso dire oggi che è stata una fortuna: ho amato da subito ingegneria biomedica, e ho deciso che non avrei ritentato il test di medicina. 

“Ad essere sincera, durante i primi due anni di triennale non avevo ben chiaro come avrei proseguito gli studi. Essendo molto curiosa, e non avendo nessun modello di riferimento, non è stato facile individuare quale fosse il campo che mi piacesse di più, dalla chimica ai materiali, dalla meccanica all’elettronica e all’informatica. Durante il terzo anno ho iniziato a concentrarmi principalmente sulla chimica, che è sempre stata il mio forte alle superiori, e che quindi mi era sembrata una scelta sensata. Durante il mio ultimo semestre di triennale, ho ripiegato su ingegneria meccanica.

Ancora non avevo capito che cose straordinarie possono accadere se si esce dalla propria zona di comfort! 

"Mentre stavo già lavorando alla mia tesi in biomeccanica, ho seguito il mio primo corso di informatica, che è stata per me una rivelazione: nessun altro corso mi aveva motivato e stimolato quanto quello. Quando il docente, il professor Marco Santambrogio, mi ha proposto di lavorare con lui al NECSTLab, non avevo dubbi che sarebbe stata una fantastica esperienza.

“A settembre 2015 gli ho proposto un progetto per accelerare la computazione di un algoritmo di protein  folding, il processo di ripiegamento molecolare attraverso il quale le proteine ottengono la loro struttura tridimensionale.​ Gli è subito piaciuto, e così in novembre ho iniziato a lavorare al progetto ProFAX, con Lorenzo Di Tucci, allora studente di master e oggi dottorando al Poli, nonché co-fondatore della startup Huxelerate.

Quando nel febbraio 2016 ho preso la laurea triennale in ingegneria biomedica, mi era ormai chiaro che l’informatica sarebbe stata una parte importante del mio futuro.

“In realtà, no. L’idea di una magistrale in Ingegneria Informatica mi spaventava, e così mi sono iscritta al master in Ingegneria Biomedica con specializzazione in cellule e tessuti.

Ancora una volta avevo paura di uscire dalla mia comfort zone, con il risultato che lavoravo ogni giorno tantissimo per star dietro alle mie due “anime”

“Il 2016 è stato l’anno della mia svolta. A maggio ho partecipato alla mia prima NECST Group Conference, l’evento organizzato dal NECSTLab, in cui gli studenti fanno una full immersion nella realtà della Silicon Valley e della Bay Area.

"È stata un'esperienza meravigliosa e terrorizzante allo stesso tempo. All’epoca il mio inglese non era molto buono, per non dire pessimo, quindi ogni presentazione era una mezza tortura, per quanto fossi fiera di presentare il mio lavoro!

“Presentando il progetto ProFAX a UC Berkeley, ho potuto conoscere Steven Hofmeyr, staff scientist al Lawrence Berkeley National Lab (LBNL).

Un paio di mesi dopo, a fine agosto, ricordo ancora il messaggio che mi è apparso sullo smartphone: “Hey, vi va di passare qualche mese a lavorare all’LBNL?”.

“Non riuscivo a crederci. La mia autostima non è mai stata particolarmente alta, e mai avrei pensato di essere all’altezza di occasioni del genere. Come ciliegina sulla torta, Lorenzo ed io quell’estate abbiamo vinto lo Xilinx Open Hardware Contest nella categoria studenti, con il progetto ProFAX.

È stato un anno incredibile

“Ispirato da ProFAX, Lorenzo ha tirato fuori una nuova idea, sulla quale abbiamo lavorato insieme durante l’anno successivo: HUGenomics, che ha poi ispirato la sua tesi di dottorato e la sua startup”.

“A marzo 2017 parto per la California, e Lorenzo mi raggiunge ad aprile. Inizialmente avremmo dovuto lavorare sullo stesso progetto, ma mi accorgo che non avrebbe avuto bisogno del mio aiuto per completarlo, e non volevo sprecare quell’incredibile occasione. Cosi, ho chiesto a Steven se avesse altri progetti disponibili per me. Lui mi ha messo in contatto con Aydın Buluç, grazie al quale mi sono avvicinata a quell’area di studi dove si incrociano la bioinformatica e il calcolo ad elevate prestazioni. È dalla collaborazione con Aydın che è nata la mia tesi magistrale.

Da quel momento, quello è diventato il mio principale ambito di ricerca. Per quanto mi piaccia trarre vantaggio del mio background di “biomedica”, è la parte di high performance computing che realmente mi entusiasma. Il mio obiettivo è usare la mia passione per l’HPC a vantaggio delle scienze computazionali.

“A fine luglio 2017 sono tornata in Italia. Avevo capito che Berkeley era il posto dove volevo continuare a coltivare la mia ritrovata passione per l’informatica.

A quel punto, non avevo più paura di mettermi in gioco.

“Grazie al professor Santambrogio, e anche a Lorenzo, ho capito che avrei potuto fare qualsiasi cosa volessi con dedizione e determinazione. Così mi sono candidata per il dottorato di ricerca a UC Berkeley nell’inverno 2017. A febbraio 2018 ricevo la notifica di accettazione. A luglio 2018 mi sono laureata in ingegneria biomedica, e dopo qualche giorno passato al NECST Summer Workshop, sono partita per iniziare il dottorato in Computer Science a UC Berkeley”.

“Dal 2018, qui a UC Berkeley faccio parte di diversi gruppi di ricerca, con i miei advisors Prof. Kathy Yelick e Prof. Aydın Buluç: PASSIO​NLab,​ BeBO​p Group,​ e Performance and Algorithms Research (PAR)Group.​

“Il mio principale tema di ricerca è un algoritmo per assemblaggio del genoma de​ novo in memoria distribuita, che sfrutta l’enorme potenza computazionale dei supercomputer. L’ambito è quello del progetto Exabiome​, che a sua volta è parte del progetto Exascal​e.

In particolare, mi piace affrontare la risoluzione di questo problema pensandolo come una serie di possibili operazioni algebriche.

“Di fatto, operazioni tra matrici sparse in memoria distribuita sono il principale ingrediente del mio lavoro, con una dose di probabilità e statistica e biologia. Oltre al mio principale lavoro di ricerca, ho una serie di progetti collaterali che porto avanti in parallelo, e che si concentrano su argomenti diversi, come performance analysis e workload characterization, GPU e SIMD programming, non necessariamente legati alla bioinformatica.

“Il mio lavoro mi ha permesso di essere selezionata come una dei partecipanti alla Gene Golub SIAM Summer School on High Performance Data Analytics l’estate scorsa nelle Alpi francesi, su cui ho scritto un articolo per SIAM News.

“Vorrei rispondere semplicemente citando un passo della lettera motivazionale che ho unito alla candidatura:

Laureandomi in ingegneria biomedica, ho notato che la competenza in diversi settori è fondamentale per sviluppare soluzioni che possano avere un impatto sulla vita delle persone. Per questo ho deciso di conseguire un dottorato di ricerca in informatica. La ricerca interdisciplinare in HPC e bioinformatica è impegnativa ma entusiasmante. La mia aspirazione è affrontare le nuove sfide computazionali per rendere normale nella ricerca bioinformatica l'elaborazione efficiente dei sempre crescenti dati genomici e accelerare il tempo di impatto sulla vita delle persone.

“Dopo il dottorato, tra 2-3 anni – qui negli Stati Uniti il dottorato dura in media 5-6 anni perché prevede molti corsi, sia da seguire che da insegnare, non essendo basato esclusivamente sulla ricerca – non so ancora se tornerò in Europa o rimarrò negli Stati Uniti.

So che mi piacerebbe continuare a fare ricerca e insegnare, nella speranza di avere un impatto positivo sui miei studenti o collaboratori, esattamente come il Prof. Santambrogio, il Prof. Buluç, e il Prof. Yelick hanno avuto e stanno avendo su di me.

“Per fare la mia parte, l'inverno scorso sono stata mentore per l'associazione Lead the Future, con la quale ho aiutato studenti italiani a preparare le loro candidature per il dottorato negli Stati Uniti, esperienza che mi piacerebbe ripetere il prossimo inverno. Nel frattempo mi impegno come mentore per i summer students, sia presso UC Berkeley che al Lawrence Berkeley National Lab (LBNL), oltre che passare parte dell’anno scolastico come teaching assistant. Da quest'anno faccio inoltre parte del gruppo EECS Peers, attraverso il quale offro assistenza accademica e personale agli studenti che ne hanno bisogno”.