El próximo gran avance de la ciencia ya está en tu bolsillo

Las supercomputadoras son una parte esencial de la ciencia moderna. Al hacer números y realizar cálculos que a los humanos nos llevaría eones completar por nosotros mismos, nos ayudan a hacer cosas que de lo contrario sería imposible, como predecir las trayectorias de los huracanes, simular desastres nucleares o modelar cómo las drogas experimentales podrían afectar a los seres humanos. células. Pero esa potencia informática tiene un precio, literalmente. La investigación que depende de supercomputadoras es notoriamente costosa. No es raro que las instituciones de investigación paguen más de 1.000 dólares por una sola hora de uso de una supercomputadora, y a veces más, dependiendo del hardware que se requiera.

Pero últimamente, en lugar de depender de supercomputadoras grandes y costosas, cada vez más científicos están recurriendo a un método diferente para sus necesidades de procesamiento de números: la supercomputación distribuida. Probablemente hayas oído hablar de esto antes. En lugar de depender de una única computadora centralizada para realizar una tarea determinada, este estilo de computación de colaboración colectiva atrae poder computacional de una red distribuida de voluntarios, generalmente ejecutando un software especial en las PC domésticas o teléfonos inteligentes. Individualmente, estas computadoras voluntarias no son particularmente poderosas, pero si unes suficientes, su poder colectivo puede eclipsar fácilmente el de cualquier supercomputadora centralizada (y a menudo por una fracción del costo). costo.

En los últimos años, este tipo de proyectos informáticos peer-to-peer han experimentado una especie de renacimiento, y A medida que la potencia de procesamiento de nuestros dispositivos continúa mejorando, parece que el próximo gran avance en la ciencia podría ser el teléfono inteligente en tu bolsillo.

El nacimiento y el auge

El concepto de informática voluntaria existe desde hace décadas, pero no fue hasta finales de los años 1990, cuando Las computadoras personales habían llegado a un gran número de hogares estadounidenses, que realmente comenzó a tomar apagado.

En 1999, investigadores de UC Berkeley y Stanford lanzaron dos proyectos que obtuvieron una considerable cobertura mediática y una adopción generalizada: SETI@casa, que animó a los usuarios de PC a registrarse y utilizar sus CPU para analizar datos de radiotelescopios, y Plegable en casa, que utilizó esa potencia informática para plegar proteínas complejas.

Ambos proyectos fueron un gran éxito entre el público. SETI@Home realmente experimentó tal gran interés inicial que saturó los servidores del proyecto y causó accidentes frecuentes. Pero después de ese gran éxito, el interés eventualmente se estabilizó, disminuyó y finalmente llevó a los creadores del proyecto a cerrarlo después de 20 años.

Sin embargo, Folding@home no corrió la misma suerte. Cuando el proyecto SETI@home estaba llegando a su fin, apareció la oportunidad de brillar para Folding@home: el brote de COVID-19. Poco después de que estallara la pandemia, más de un millón de nuevos voluntarios se unieron al proyecto, creando efectivamente lo que equivalía a la supercomputadora más rápida del mundo, una más poderosa que las 500 supercomputadoras tradicionales más importantes. conjunto. Su trabajo fue simple pero fundamental para resolver algunas de las enfermedades más complejas, incluidas COVID-19: doblar proteínas.

Las proteínas son cruciales para comprender cómo, por ejemplo, un virus reacciona y contamina el sistema inmunológico humano. En su estado nativo, las proteínas tienen forma plegada y se despliegan para, por ejemplo, unir y suprimir las defensas de nuestro cuerpo. Para diseñar terapias, los científicos realizan simulaciones para observar la secuencia de desarrollo de una proteína, pero es un proceso que consume mucho tiempo y recursos. Ahí es donde entra en juego Folding@home. No sólo reduce drásticamente el coste sino que también acelera el desarrollo meses e incluso años en algunos casos.

Una vez que los voluntarios de Folding@home instalan un software, sus máquinas asumen una parte de una tarea más grande y la procesan en segundo plano. Los resultados se envían a los laboratorios del grupo de investigación a través de la nube, donde se recopilan y revisan.

Los resultados en varias ocasiones han sido innovadores. En 2021, los científicos pudieron descubrir por qué las variantes de la COVID-19 eran más devastadoras, en gran parte gracias al aumento de la potencia informática de Folding@home. Además, ayudó al desarrollo de un fármaco antiviral contra la COVID-19, que ahora avanza hacia los ensayos clínicos. Más allá de eso, Folding@home también ha facilitado una serie de avances importantes para otras enfermedades, como el Alzheimer, el Parkinson y el cáncer.

Sin informática de colaboración abierta, el Dr. Gregory R. Bowman, director de Folding@home y profesor asociado de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, St. Louis, Missouri, dice: “Este trabajo habría Cuesta cientos de millones de dólares en la nube, lo que la hace económicamente inviable para nosotros o para la mayoría de los demás”. Añadió: “La potencia informática es un cambio de juego”.

Un nuevo tipo de ciencia ciudadana

Curiosamente, proyectos como Folding@home no son la única forma en que los científicos aprovechan el poder de los teléfonos inteligentes. A veces, la potencia informática bruta no es particularmente importante y los investigadores simplemente necesitan una visión más amplia. espectro de información: información que sólo miles de personas repartidas por todo el mundo pueden recopilar y entregar.

Por ejemplo, en marzo de este año, la Agencia Espacial Europea lanzó su Camaliot campaña, que busca mejorar las aplicaciones meteorológicas aprovechando creativamente el receptor GPS dentro de las personas Androide Los telefonos. Verá, cada vez que su teléfono hace ping a los satélites para la navegación, estos responden con la hora y su ubicación, y los teléfonos calculan dónde están en función del tiempo que tardó en llegar cada mensaje. El tiempo que tarda cada señal puede informar mejor a los científicos sobre las propiedades de la atmósfera, como la cantidad de vapor de agua que contiene, lo que a su vez puede ayudar a predecir pronósticos de lluvia más precisos. Pero el equipo de la ESA sólo puede realizar esta actividad desde un número determinado de ubicaciones.

La aplicación Camaliot permite a los propietarios de teléfonos Android de todo el mundo contribuir al proyecto de la ESA. Hace ping repetidamente a los satélites desde los teléfonos de las personas y envía los datos de respuesta que recopila a la base de la ESA.

Con Camaliot, la ESA espera recopilar datos de zonas como África, de gran interés desde el punto de vista ionosférico y que no están bien cubiertas por la agencia Métodos centralizados geoespaciales limitados, dijo a Digital Vicente Navarro, Director de Ciencia de la Agencia Espacial Europea y líder de la campaña Camaliot. Tendencias.

Aportando

Pero la pregunta sigue siendo: ¿por qué alguien prestaría la energía de su dispositivo de forma gratuita? Además de las elevadas facturas de electricidad, esto también afecta el rendimiento y la salud de sus teléfonos y computadoras. Pero incluso con esas desventajas, para muchos como Jeffrey Brice, un diseñador de sonido que ha estado doblando proteínas desde 2007, la respuesta es bastante simple: hacer el bien.

"Estuve interesado en las criptomonedas por un tiempo", dijo Brice, "pero usar el mismo hardware para Folding@home parecía un uso mejor, más ético y más filantrópico del equipo".

Para otros, es una fuente de ingresos pasivos. Para fomentar la participación, algunos grupos líderes de Folding@home han creado comunidades criptográficas basadas en donaciones, que distribuyen monedas como Dogecoin cada semana dependiendo de las contribuciones. Camaliot, por su parte, premia a sus principales contribuyentes con vales.

Ahora que los chips de computadora se están abriendo paso en casi todo, Josh Smith, el fundador de CureCoin, una La criptomoneda para recompensar a los voluntarios de Folding@home anticipa un futuro aún más brillante para la ciencia colaborativa. proyectos. "Si logramos nuestros elevados objetivos de capacidad, el efecto dominó para el futuro de nuestro planeta será algo que nunca se olvidará", afirmó.

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