الشيء الكبير التالي في العلوم موجود في جيبك بالفعل

تعد أجهزة الكمبيوتر العملاقة جزءًا أساسيًا من العلوم الحديثة. من خلال معالجة الأرقام وإجراء العمليات الحسابية التي قد تستغرق منا نحن البشر دهورًا لإكمالها بأنفسنا، فإنها تساعدنا على القيام بأشياء من شأنها أن وإلا فإن ذلك مستحيل، مثل التنبؤ بمسارات طيران الأعاصير، أو محاكاة الكوارث النووية، أو وضع نماذج لكيفية تأثير الأدوية التجريبية على الإنسان. الخلايا. لكن هذه القوة الحاسوبية لها ثمن – حرفيًا. إن الأبحاث التي تعتمد على الكمبيوتر العملاق مكلفة للغاية. ليس من غير المألوف أن تدفع المؤسسات البحثية ما يزيد عن 1000 دولار مقابل ساعة واحدة من استخدام الكمبيوتر العملاق، وأحيانًا أكثر، اعتمادًا على الأجهزة المطلوبة.

ولكن في الآونة الأخيرة، بدلًا من الاعتماد على أجهزة الكمبيوتر العملاقة الكبيرة والمكلفة، يتجه عدد متزايد من العلماء إلى طريقة مختلفة لتلبية احتياجاتهم في معالجة الأرقام: الحوسبة الفائقة الموزعة. ربما سمعت عن هذا من قبل. بدلاً من الاعتماد على جهاز كمبيوتر مركزي واحد لأداء مهمة معينة، فإن أسلوب الحوسبة الجماعي هذا يجذب الانتباه القوة الحسابية من شبكة موزعة من المتطوعين، عادةً عن طريق تشغيل برامج خاصة على أجهزة الكمبيوتر المنزلية أو الهواتف الذكية. بشكل فردي، هذه الحواسيب التطوعية ليست قوية بشكل خاص، ولكن إذا قمت بربط ما يكفي منها معًا، يمكن لقوتهم الجماعية أن تتفوق بسهولة على قوة أي كمبيوتر عملاق مركزي - وفي كثير من الأحيان لجزء صغير من يكلف.

في السنوات القليلة الماضية، شهدت هذه الأنواع من مشاريع الحوسبة من نظير إلى نظير شيئًا من النهضة، و مع استمرار تحسن قوة المعالجة في أجهزتنا، يبدو أن الشيء الكبير التالي في العلوم يمكن أن يكون هاتف ذكي في جيبك.

الميلاد والازدهار

لقد كان مفهوم الحوسبة التطوعية موجودًا منذ عقود، لكنه لم يكن كذلك حتى أواخر التسعينيات - عندما لقد شقت أجهزة الكمبيوتر الشخصية طريقها إلى عدد كبير من الأسر الأمريكية، وهو الأمر الذي بدأ بالفعل في الانتشار عن.

في عام 1999، أطلق الباحثون في جامعة كاليفورنيا في بيركلي وستانفورد مشروعين حظيا بتغطية إعلامية كبيرة وتبني واسع النطاق: سيتي@المنزل، والتي شجعت مستخدمي أجهزة الكمبيوتر على التسجيل وتجنيد وحدات المعالجة المركزية الخاصة بهم لتحليل بيانات التلسكوب الراديوي، و للطي @ المنزل، والتي استخدمت تلك القوة الحاسوبية لطي البروتينات المعقدة.

حقق كلا المشروعين نجاحًا كبيرًا مع الجمهور. لقد شهدت SETI@Home في الواقع موجة هائلة من الاهتمام الأولي لدرجة أنها طغت على خوادم المشروع و تسببت في حوادث متكررة. ولكن بعد هذا النجاح الكبير، استقر الاهتمام في النهاية وتضاءل، مما أدى في النهاية إلى قيام منشئي المشروع بذلك اغلاقه بعد 20 عاما.

لكن Folding@home لم يواجه نفس المصير. في الوقت الذي كان فيه مشروع SETI@home على وشك الانتهاء، ظهرت فرصة Folding@home للتألق: تفشي مرض كوفيد-19. بعد وقت قصير من انتشار الوباء، انضم أكثر من مليون متطوع جديد إلى المشروع، مما أدى إلى خلق ما هو فعال أصبح أسرع حاسوب عملاق في العالم، أقوى بواحد من أقوى 500 حاسوب عملاق تقليدي مجموع. كانت وظيفتهم بسيطة ولكنها مفيدة في القضاء على بعض الأمراض الأكثر تعقيدًا، بما في ذلك كوفيد-19: أضعاف البروتينات.

تعتبر البروتينات ضرورية لفهم كيفية تفاعل الفيروس، على سبيل المثال، مع جهاز المناعة البشري وتلويثه. في حالتها الأصلية، تكون البروتينات في شكل مطوي، وتتكشف، على سبيل المثال، لربط وقمع دفاعات الجسم. ولتصميم علاجات، يجري العلماء عمليات محاكاة للنظر في تسلسل البروتين، ولكنها عملية كثيفة الموارد وتستغرق وقتًا طويلاً. هذا هو المكان الذي تتدخل فيه Folding@home. فهو لا يخفض التكلفة بشكل كبير فحسب، بل يعمل أيضًا على تسريع عملية التطوير لأشهر وحتى سنوات في حالات قليلة.

بمجرد قيام متطوعي Folding@home بتثبيت أحد البرامج، تتولى أجهزتهم جزءًا من مهمة أكبر وتعالجها في الخلفية. يتم إرسال النتائج مرة أخرى إلى مختبرات المجموعة البحثية عبر السحابة، حيث يتم جمعها ومراجعتها.

وكانت النتائج في عدة مناسبات رائدة. في عام 2021، تمكن العلماء من اكتشاف سبب كون متغيرات فيروس كورونا أكثر تدميرا، ويرجع الفضل في ذلك إلى حد كبير إلى الطفرة في قوة الحوسبة التي تقدمها شركة Folding@home. بالإضافة إلى ذلك، ساعدت في تطوير عقار مضاد لفيروسات كوفيد-19، والذي يتجه الآن نحو التجارب السريرية. علاوة على ذلك، سهل تطبيق Folding@home أيضًا عددًا من الإنجازات المهمة في علاج أمراض أخرى، مثل مرض الزهايمر، ومرض باركنسون، والسرطان.

بدون حوسبة التعهيد الجماعي، د. جريجوري ر. يقول بومان، مدير Folding@home والأستاذ المشارك في كلية الطب بجامعة واشنطن، سانت لويس بولاية ميسوري: "هذا العمل كان من شأنه أن كلف مئات الملايين من الدولارات على السحابة، مما يجعلها غير مجدية اقتصاديًا بالنسبة لنا أو لأي شخص آخر." وأضاف: “إن القوة الحاسوبية هي تغيير قواعد اللعبة."

نوع جديد من علم المواطن

ومن المثير للاهتمام أن مشاريع مثل Folding@home ليست الطريقة الوحيدة التي يستخدمها العلماء للاستفادة من قوة الهواتف الذكية. في بعض الأحيان، لا تكون قوة الحوسبة الأولية ذات أهمية خاصة، ويحتاج الباحثون ببساطة إلى قوة أوسع طيف من المعلومات - معلومات لا يمكن جمعها وجمعها إلا من قبل آلاف الأشخاص المنتشرين في جميع أنحاء العالم يسلم.

على سبيل المثال، في شهر مارس من هذا العام، أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية مسبارها كماليوت الحملة التي تسعى إلى تحسين تطبيقات الطقس من خلال الاستفادة بشكل إبداعي من جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) داخل أجهزة الأشخاص ذكري المظهر الهواتف. كما ترى، عندما يتصل هاتفك بالأقمار الصناعية للملاحة، فإنها تستجيب بالوقت وموقعها، وتحسب الهواتف مكانها بناءً على الوقت الذي تستغرقه كل رسالة للوصول. يمكن للوقت الذي تستغرقه كل إشارة أن يُعلم العلماء بشكل أفضل بخصائص الغلاف الجوي، مثل كمية بخار الماء فيه، والتي بدورها يمكن أن تساعد في التنبؤ بتوقعات أكثر دقة للأمطار. لكن فريق وكالة الفضاء الأوروبية يمكنه أداء هذا النشاط من عدة مواقع فقط.

يتيح تطبيق Camaliot لأصحاب هواتف Android من جميع أنحاء العالم المساهمة في مشروع ESA. فهو يقوم بشكل متكرر باختبار الأقمار الصناعية من هواتف الأشخاص ويرسل بيانات الاستجابة التي يجمعها مرة أخرى إلى قاعدة وكالة الفضاء الأوروبية.

مع كاماليوت، تأمل وكالة الفضاء الأوروبية في جمع البيانات من مناطق مثل أفريقيا، ذات أهمية كبيرة من وجهة نظر الغلاف الأيوني والتي لا يغطيها برنامج الوكالة بشكل جيد. وقال فيسنتي نافارو، مدير العلوم في وكالة الفضاء الأوروبية وقائد حملة كاماليوت، لموقع Digital اتجاهات.

التقطيع في

ولكن يبقى السؤال: لماذا يقوم أي شخص بإعارة طاقة أجهزته مجانًا؟ بالإضافة إلى فواتير الكهرباء المرتفعة، يؤثر ذلك أيضًا على أداء وصحة الهواتف وأجهزة الكمبيوتر لديك. ولكن حتى مع هذه السلبيات، بالنسبة للكثيرين مثل جيفري برايس، مصمم الصوت الذي كان يقوم بطي البروتينات منذ عام 2007، فإن الإجابة بسيطة إلى حد ما: فعل الخير.

قال برايس: "لقد كنت مهتمًا بالعملات المشفرة لفترة من الوقت، ولكن استخدام نفس الأجهزة لـ Folding@home بدا وكأنه استخدام أفضل وأكثر أخلاقية وأكثر خيرية للمعدات."

وبالنسبة للآخرين، فهو مصدر للدخل السلبي. لتشجيع المشاركة، قامت بعض مجموعات Folding@home الرائدة بإنشاء مجتمعات عملات مشفرة قائمة على التبرعات، والتي توزع عملات مثل Dogecoin كل أسبوع اعتمادًا على المساهمات. وبالمثل، تكافئ شركة كاماليوت كبار المساهمين فيها بقسائم.

مع شق رقائق الكمبيوتر طريقها إلى كل شيء تقريبًا، قال جوش سميث، مؤسس CureCoin، أ عملة مشفرة لمكافأة متطوعي Folding@home، تتوقع مستقبلًا أكثر إشراقًا للعلوم التي تعتمد على التعهيد الجماعي المشاريع. وقال: "إذا حققنا أهدافنا المتعلقة بالقدرات النبيلة، فإن التأثير المضاعف على مستقبل كوكبنا سيكون شيئًا لن يُنسى أبدًا".

توصيات المحررين

• يمكن أن تحتوي شاشة Mac التالية على هذه الميزة العبقرية الجديدة
• تعتقد شركة Intel أن وحدة المعالجة المركزية (CPU) القادمة لديك تحتاج إلى معالج AI - وهذا هو السبب
• يشير تقرير جديد إلى أن المشروعين السريين لشركة Apple هما "الشيء الكبير التالي"
• إليك ما يقوله الذكاء الاصطناعي الذي يقوم بتحليل الاتجاه. يعتقد أنه سيكون الشيء الكبير التالي في مجال التكنولوجيا
• صوت العلم: لماذا الصوت هو الحدود التالية في استكشاف المريخ