Sljedeća velika stvar u znanosti je već u vašem džepu

Superračunala su bitan dio moderne znanosti. Smanjujući brojeve i izvodeći izračune za koje bi nama ljudima bili potrebni eoni da ih sami dovršimo, oni nam pomažu učiniti stvari koje bi drugačije biti nemoguće, poput predviđanja putanja leta uragana, simuliranja nuklearnih katastrofa ili modeliranja kako bi eksperimentalni lijekovi mogli utjecati na ljude Stanice. Ali ta računalna snaga ima svoju cijenu - doslovno. Istraživanje ovisno o superračunalu je notorno skupo. Nije neuobičajeno da istraživačke institucije plaćaju više od 1000 dolara za jedan sat korištenja superračunala, a ponekad i više, ovisno o hardveru koji je potreban.

Ali u posljednje vrijeme, umjesto da se oslanjaju na velika, skupa superračunala, sve se više znanstvenika okreće drugačijoj metodi za svoje potrebe drobljenja brojeva: distribuiranom superračunalu. Vjerojatno ste već čuli za ovo. Umjesto oslanjanja na jedno, centralizirano računalo za obavljanje zadanog zadatka, ovaj stil računalstva privučen mnoštvom privlači računalne snage iz distribuirane mreže dobrovoljaca, obično pokretanjem posebnog softvera na kućnim računalima ili pametni telefoni. Pojedinačno, ova dobrovoljna računala nisu osobito moćna, ali ako ih spojite dovoljno zajedno, njihova zajednička snaga može lako zasjeniti onu bilo kojeg centraliziranog superračunala - i to često za djelić trošak.

U posljednjih nekoliko godina ove vrste peer-to-peer računalnih projekata doživjele su neku vrstu renesanse, i kako se procesorska snaga naših uređaja nastavlja poboljšavati, čini se da bi sljedeća velika stvar u znanosti mogla biti pametni telefon u džepu.

Rađanje i procvat

Koncept dobrovoljnog računalstva prisutan je desetljećima, ali tek kasnih 1990-ih - kada osobna računala su se probila u veliki broj kućanstava u SAD-u - što je stvarno počelo zauzimati isključeno.

Godine 1999. istraživači s UC Berkeley i Stanford pokrenuli su dva projekta koji su dobili značajnu medijsku pokrivenost i široko prihvaćanje: SETI@kuća, koji je potaknuo korisnike računala da se prijave i uključe svoje procesore za analizu podataka radioteleskopa, i Sklopivi@dom, koji je koristio tu računalnu snagu za savijanje složenih proteina.

Oba projekta su bila veliki hit u javnosti. SETI@Home je zapravo doživio tako velik početni interes da je preplavio poslužitelje projekta i uzrokovao česte padove. Ali nakon tog velikog uspjeha, interes se s vremenom smirio, oslabio i naposljetku doveo kreatore projekta do zatvoriti nakon 20 godina.

Folding@home ipak nije doživio istu sudbinu. Otprilike u vrijeme kada se projekt SETI@home gasio, Folding@homeu se ukazala prilika da zablista: izbijanje COVID-19. Ubrzo nakon izbijanja pandemije, više od milijun novih volontera pridružilo se projektu, učinkovito stvarajući ono što postao najbrže superračunalo na svijetu — jedno snažnije od 500 najboljih tradicionalnih superračunala kombinirani. Njihov je posao bio jednostavan, ali ključan u razbijanju nekih od najsloženijih bolesti, uključujući COVID 19: savijati proteine.

Proteini su ključni za razumijevanje kako, na primjer, virus reagira na ljudski imunološki sustav i kontaminira ga. U svom prirodnom stanju, proteini su u presavijenom obliku i razvijaju se kako bi, na primjer, vezali i potisnuli obranu našeg tijela. Kako bi osmislili terapiju, znanstvenici pokreću simulacije kako bi ispitali sekvencu odvijanja proteina - ali to je proces koji zahtijeva puno resursa i vremena. Tu stupa Folding@home. Ne samo da dramatično smanjuje troškove, već i ubrzava razvoj za nekoliko mjeseci, pa čak i godina u nekoliko slučajeva.

Nakon što volonteri Folding@home instaliraju dio softvera, njihovi strojevi preuzimaju dio većeg zadatka i obrađuju ga u pozadini. Rezultati se putem oblaka šalju natrag u laboratorije istraživačke skupine, gdje se uspoređuju i pregledavaju.

Rezultati su u nekoliko navrata bili revolucionarni. Godine 2021. znanstvenici su uspjeli otkriti zašto su varijante COVID-19 bile razornije, uglavnom zahvaljujući porastu računalne snage Folding@home. Osim toga, pomogao je razvoj antivirusnog lijeka za COVID-19, koji je sada u fazi kliničkih ispitivanja. Osim toga, Folding@home je također omogućio brojna značajna otkrića za druge bolesti, kao što su Alzheimerova, Parkinsonova i rak.

Bez masovnog računalstva, dr. Gregory R. Bowman, direktor Folding@home i izvanredni profesor na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Washington, St. Louis, Missouri, kaže: "Ovaj bi rad imao koštaju stotine milijuna dolara na oblaku, što ga čini ekonomski neizvodljivim za nas ili većinu drugih." Dodao je: “Računalna snaga je mijenja igru.”

Nova vrsta građanske znanosti

Uzbudljivo, projekti poput Folding@home nisu jedini način na koji znanstvenici iskorištavaju snagu pametnih telefona. Ponekad sirova računalna snaga nije osobito važna, a istraživači jednostavno trebaju širu spektar informacija — informacije koje mogu prikupiti samo tisuće ljudi širom svijeta dostaviti.

Primjerice, u ožujku ove godine Europska svemirska agencija lansirala je svoj Camaliot kampanja koja nastoji poboljšati vremenske aplikacije kreativnim korištenjem GPS prijamnika u ljudskim Android telefoni. Vidite, kad god vaš telefon pinga satelite za navigaciju, oni odgovaraju sa vremenom i svojom lokacijom, a telefoni izračunavaju gdje se nalaze na temelju vremena koje je svakoj poruci trebalo da stigne. Vrijeme potrebno svakom signalu može bolje informirati znanstvenike o svojstvima atmosfere, poput količine vodene pare u njoj, što zauzvrat može pomoći u predviđanju točnijih prognoza kiše. No, tim ESA-e može obavljati ovu aktivnost s toliko mnogo lokacija.

Aplikacija Camaliot omogućuje vlasnicima Android telefona iz cijelog svijeta da doprinesu ESA-inom projektu. Opetovano pinga satelite s telefona ljudi i šalje podatke o odgovoru koje prikupi natrag u bazu ESA-e.

S Camaliotom, ESA se nada prikupiti podatke iz područja poput Afrike, od velikog interesa s ionosferske točke gledišta i koja nisu dobro pokrivena agencijskim geoprostorno ograničene centralizirane metode, rekao je za Digital Vicente Navarro, Uprava za znanost pri Europskoj svemirskoj agenciji i voditelj kampanje Camaliot Trendovi.

Učlanjivanje

Ali ostaje pitanje: Zašto bi itko besplatno posuđivao snagu svog uređaja? Osim povećanih računa za struju, to također utječe na rad i zdravlje vaših telefona i računala. No čak i uz te nedostatke, za mnoge poput Jeffreya Bricea, dizajnera zvuka koji savija proteine ​​od 2007., odgovor je prilično jednostavan: činiti dobro.

“Neko sam vrijeme bio zainteresiran za kriptovalute,” rekao je Brice, “ali korištenje istog hardvera za Folding@home činilo se kao bolja, etičnija i filantropska upotreba opreme.”

Za druge, to je izvor pasivnog prihoda. Kako bi potaknuli sudjelovanje, neke vodeće grupe Folding@home uspostavile su kripto zajednice vođene donacijama, koje svaki tjedan distribuiraju valute poput Dogecoina ovisno o doprinosima. Camaliot, na sličan način, nagrađuje svoje najveće suradnike vaučerima.

S računalnim čipovima koji ulaze u gotovo sve, Josh Smith, osnivač CureCoina, kriptovalute za nagrađivanje Folding@home volontera, predviđa još svjetliju budućnost za crowdsourced znanost projekti. "Ako postignemo naše visoke ciljeve u pogledu kapaciteta, učinak valova za budućnost našeg planeta bit će nešto što se nikada ne zaboravlja", rekao je.

Preporuke urednika

• Vaš sljedeći Mac monitor mogao bi imati ovu genijalnu novu značajku
• Intel smatra da vaš sljedeći CPU treba AI procesor - evo zašto
• Novo izvješće pokazuje da su Appleova dva tajna projekta njegova 'sljedeća velika stvar'
• Evo što A.I. za analizu trendova. misli da će biti sljedeća velika stvar u tehnologiji
• Zvuk znanosti: Zašto je zvuk sljedeća granica u istraživanju Marsa