La prochaine grande nouveauté scientifique est déjà dans votre poche

Les superordinateurs constituent un élément essentiel de la science moderne. En calculant des chiffres et en effectuant des calculs qui prendraient des éternités à réaliser par nous-mêmes, ils nous aident à faire des choses qui autrement impossible, comme prédire les trajectoires de vol des ouragans, simuler des catastrophes nucléaires ou modéliser la façon dont les médicaments expérimentaux pourraient affecter l'homme. cellules. Mais cette puissance de calcul a un prix, littéralement. La recherche dépendante des superordinateurs est notoirement coûteuse. Il n’est pas rare que les instituts de recherche paient plus de 1 000 dollars pour une heure d’utilisation d’un superordinateur, et parfois plus, en fonction du matériel requis.

Mais dernièrement, plutôt que de s’appuyer sur de gros supercalculateurs coûteux, de plus en plus de scientifiques se tournent vers une méthode différente pour leurs besoins de calcul: le supercalcul distribué. Vous en avez probablement déjà entendu parler. Au lieu de s'appuyer sur un seul ordinateur centralisé pour effectuer une tâche donnée, ce style d'informatique participatif attire puissance de calcul provenant d'un réseau distribué de bénévoles, généralement en exécutant un logiciel spécial sur des PC personnels ou smartphones. Individuellement, ces ordinateurs volontaires ne sont pas particulièrement puissants, mais si vous en reliez suffisamment, leur pouvoir collectif peut facilement éclipser celui de n’importe quel superordinateur centralisé – et souvent pour une fraction du prix. coût.

Au cours des dernières années, ces types de projets informatiques peer-to-peer ont connu une sorte de renaissance, et Alors que la puissance de traitement de nos appareils continue de s'améliorer, il semble que la prochaine grande nouveauté scientifique pourrait être la téléphone intelligent dans ta poche.

La naissance et le boom

Le concept d’informatique volontaire existe depuis des décennies, mais ce n’est qu’à la fin des années 1990, lorsque les ordinateurs personnels avaient fait leur chemin dans un grand nombre de foyers américains – cela a vraiment commencé à prendre désactivé.

En 1999, des chercheurs de l'UC Berkeley et de Stanford ont lancé deux projets qui ont bénéficié d'une couverture médiatique considérable et d'une large adoption: SETI@home, qui encourageait les utilisateurs de PC à s'inscrire et à activer leurs processeurs pour analyser les données du radiotélescope, et Pliage@home, qui a utilisé cette puissance de calcul pour replier des protéines complexes.

Les deux projets ont connu un énorme succès auprès du public. SETI@Home a en fait connu un tel regain d'intérêt initial qu'il a submergé les serveurs du projet et provoqué des accidents fréquents. Mais après ce succès retentissant, l’intérêt s’est finalement stabilisé, a diminué et a finalement conduit les créateurs du projet à ferme-le après 20 ans.

Cependant, Folding@home n’a pas subi le même sort. Au moment où le projet SETI@home touchait à sa fin, l’opportunité de Folding@home de briller est apparue: l'épidémie de COVID-19. Peu de temps après le début de la pandémie, plus d’un million de nouveaux volontaires ont rejoint le projet, créant ainsi ce que équivalait au supercalculateur le plus rapide du monde – un plus puissant que les 500 meilleurs supercalculateurs traditionnels combiné. Leur travail était simple mais déterminant pour éradiquer certaines des maladies les plus complexes, notamment COVID 19: plier les protéines.

Les protéines sont essentielles pour comprendre comment, par exemple, un virus réagit et contamine le système immunitaire humain. Dans leur état natif, les protéines sont pliées et se déploient pour, par exemple, lier et supprimer les défenses de notre corps. Pour concevoir des produits thérapeutiques, les scientifiques effectuent des simulations pour examiner la séquence de déploiement d’une protéine, mais il s’agit d’un processus très gourmand en ressources et en temps. C’est là qu’intervient Folding@home. Cela réduit non seulement considérablement les coûts, mais accélère également le développement de plusieurs mois, voire années dans quelques cas.

Une fois que les bénévoles de Folding@home installent un logiciel, leurs machines se chargent d'une partie d'une tâche plus vaste et la traitent en arrière-plan. Les résultats sont renvoyés aux laboratoires du groupe de recherche via le cloud, où ils sont rassemblés et examinés.

Les résultats ont été à plusieurs reprises révolutionnaires. En 2021, les scientifiques ont pu découvrir pourquoi les variantes du COVID-19 étaient plus dévastatrices, en grande partie grâce à l’augmentation de la puissance de calcul de Folding@home. En outre, cela a contribué au développement d’un médicament antiviral contre la COVID-19, qui est actuellement en cours d’essais cliniques. Au-delà de cela, Folding@home a également facilité un certain nombre d’avancées significatives pour d’autres maladies, telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et le cancer.

Sans informatique participative, le Dr Gregory R. Bowman, directeur de Folding@home et professeur agrégé à la faculté de médecine de l'université de Washington, à St. Louis, Missouri, déclare: « Ce travail aurait coûte des centaines de millions de dollars sur le cloud, ce qui le rend économiquement irréalisable pour nous ou pour la plupart des autres. Il a ajouté: « La puissance de calcul est qui change la donne.

Un nouveau type de science citoyenne

Il est intéressant de noter que des projets comme Folding@home ne sont pas le seul moyen par lequel les scientifiques exploitent la puissance des smartphones. Parfois, la puissance de calcul brute n’est pas particulièrement importante et les chercheurs ont simplement besoin d’une spectre d'informations - des informations que seuls des milliers de personnes réparties à travers le monde peuvent recueillir et livrer.

Par exemple, en mars de cette année, l'Agence spatiale européenne a lancé son Camaliot campagne, qui vise à améliorer les applications météo en exploitant de manière créative le récepteur GPS à l'intérieur du corps des gens. Android Téléphone (s. Vous voyez, chaque fois que votre téléphone envoie une requête ping aux satellites pour la navigation, ils répondent avec l'heure et leur emplacement, et les téléphones calculent où ils se trouvent en fonction du temps qu'il a fallu à chaque message pour arriver. Le temps nécessaire à chaque signal peut mieux informer les scientifiques sur les propriétés de l’atmosphère, comme la quantité de vapeur d’eau qu’elle contient, ce qui peut aider à prédire des prévisions de pluie plus précises. Mais l’équipe de l’ESA ne peut réaliser cette activité qu’à partir d’un nombre limité d’endroits.

L’application Camaliot permet aux propriétaires de téléphones Android du monde entier de contribuer au projet de l’ESA. Il envoie des requêtes ping à plusieurs reprises aux satellites depuis les téléphones des gens et renvoie les données de réponse qu’il collecte à la base de l’ESA.

Avec Camaliot, l’ESA espère collecter des données sur des zones comme l’Afrique, d’un grand intérêt du point de vue ionosphérique et qui sont peu couvertes par le programme de l’agence. méthodes centralisées géospatiales limitées, a déclaré à Digital Vicente Navarro, directeur de la science à l'Agence spatiale européenne et responsable de la campagne Camaliot. Les tendances.

Participer

Mais la question demeure: pourquoi quelqu’un prêterait-il gratuitement l’alimentation de son appareil? En plus des factures d’électricité élevées, cela affecte également les performances et la santé de vos téléphones et ordinateurs. Mais même avec ces inconvénients, pour beaucoup comme Jeffrey Brice, un concepteur sonore qui replie des protéines depuis 2007, la réponse est plutôt simple: faire le bien.

"Je me suis intéressé aux crypto-monnaies pendant un certain temps", a déclaré Brice, "mais utiliser le même matériel pour Folding@home semblait être une utilisation meilleure, plus éthique et plus philanthropique de l'équipement."

Pour d’autres, c’est une source de revenus passifs. Pour encourager la participation, certains grands groupes Folding@home ont mis en place des communautés cryptographiques dirigées par des dons, qui distribuent chaque semaine des devises comme le Dogecoin en fonction des contributions. De la même manière, Camaliot récompense ses meilleurs contributeurs avec des bons d'achat.

Alors que les puces informatiques se retrouvent dans presque tout, Josh Smith, le fondateur de CureCoin, un crypto-monnaie pour récompenser les bénévoles de Folding@home, anticipe un avenir encore plus brillant pour la science participative projets. « Si nous atteignons nos nobles objectifs en matière de capacité, l’effet d’entraînement sur l’avenir de notre planète ne sera jamais oublié », a-t-il déclaré.

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