შემდეგი დიდი რამ მეცნიერებაში უკვე თქვენს ჯიბეშია

სუპერკომპიუტერები თანამედროვე მეცნიერების განუყოფელი ნაწილია. რიცხვების ჭრითა და გამოთვლების შესრულებით, რომლებსაც ჩვენ, ადამიანებს, თავად უნდა დავასრულებთ, ისინი გვეხმარებიან ისეთი რამის გაკეთებაში, რაც სხვაგვარად შეუძლებელი იქნება, მაგალითად, ქარიშხლის ფრენის გზების პროგნოზირება, ბირთვული კატასტროფების სიმულაცია ან მოდელირება, თუ როგორ შეიძლება გავლენა იქონიოს ექსპერიმენტულმა წამლებმა ადამიანებზე. უჯრედები. მაგრამ ამ გამოთვლით ძალას ფასი აქვს - ფაქტიურად. სუპერკომპიუტერზე დამოკიდებული კვლევა საკმაოდ ძვირია. არც ისე იშვიათია, როდესაც კვლევითი ინსტიტუტები იხდიან 1000 დოლარს ერთ საათში სუპერკომპიუტერის გამოყენებისთვის და ზოგჯერ უფრო მეტს, რაც დამოკიდებულია საჭირო აპარატურაზე.

მაგრამ ბოლო დროს დიდ, ძვირადღირებულ სუპერკომპიუტერებზე დაყრდნობის მაგივრად, უფრო და უფრო მეტი მეცნიერი მიმართავს სხვა მეთოდს მათი რიცხობრივი მოთხოვნილებებისთვის: განაწილებული სუპერკომპიუტერი. თქვენ ალბათ გსმენიათ ამის შესახებ ადრე. იმის ნაცვლად, რომ დაეყრდნოთ ერთ, ცენტრალიზებულ კომპიუტერს მოცემული დავალების შესასრულებლად, გამოთვლის ეს crowdsourced სტილი ხატავს გამოთვლითი ძალა მოხალისეთა განაწილებული ქსელიდან, როგორც წესი, სპეციალური პროგრამული უზრუნველყოფის გაშვებით სახლის კომპიუტერებზე ან სმარტფონები. ინდივიდუალურად, ეს მოხალისე კომპიუტერები არ არის განსაკუთრებით მძლავრი, მაგრამ თუ მათ საკმარისად დააკავშირებთ, მათი კოლექტიური სიმძლავრე ადვილად შეიძლება დაბნელდეს ნებისმიერი ცენტრალიზებული სუპერკომპიუტერის ძალას - და ხშირად ნაწილზე ღირებულება.

გასული რამდენიმე წლის განმავლობაში ამ ტიპის თანატოლთა გამოთვლითი პროექტები განიცადა რაღაც რენესანსი და რამდენადაც ჩვენი მოწყობილობების დამუშავების სიმძლავრე აგრძელებს გაუმჯობესებას, როგორც ჩანს, შემდეგი მნიშვნელოვანი რამ მეცნიერებაში შეიძლება იყოს სმარტფონი ჯიბეში.

დაბადება და ბუმი

მოხალისე გამოთვლის კონცეფცია ათწლეულების განმავლობაში არსებობს, მაგრამ ეს იყო 1990-იანი წლების ბოლოს - როდესაც პერსონალურმა კომპიუტერებმა შეაღწიეს აშშ-ს უამრავ ოჯახს - ეს ნამდვილად დაიწყო გამორთულია.

1999 წელს, UC ბერკლისა და სტენფორდის მკვლევარებმა წამოიწყეს ორი პროექტი, რომლებმაც მნიშვნელოვანი მედია გაშუქება და ფართო გამოყენება მოიპოვეს: SETI@home, რამაც ხელი შეუწყო კომპიუტერის მომხმარებლებს დარეგისტრირდნენ და გამოიყენონ თავიანთი პროცესორები რადიო ტელესკოპის მონაცემების გასაანალიზებლად და Folding@home, რომელმაც გამოიყენა ეს გამოთვლითი ძალა რთული ცილების დასაკეცად.

ორივე პროექტი იყო მასიური ჰიტი საზოგადოებაში. SETI@Home-მა ფაქტობრივად განიცადა თავდაპირველი ინტერესის ისეთი დიდი აფეთქება, რომ გადააჭარბა პროექტის სერვერებს და ხშირი ავარიები გამოიწვია. მაგრამ ამ წარმატებული წარმატების შემდეგ, ინტერესი საბოლოოდ დაეცა, შემცირდა და საბოლოოდ მიიყვანა პროექტის შემქმნელები დახურეთ იგი 20 წლის შემდეგ.

თუმცა, Folding@home-ს იგივე ბედი არ ეწია. დაახლოებით იმ დროს, როდესაც SETI@home პროექტი მთავრდებოდა, Folding@home-ის შესაძლებლობა გაბრწყინებულიყო: COVID-19-ის გავრცელება. პანდემიის დარტყმიდან მალევე, მილიონზე მეტი ახალი მოხალისე შეუერთდა პროექტს, ფაქტობრივად შექმნა ის, რაც ეს იყო მსოფლიოში ყველაზე სწრაფი სუპერკომპიუტერი - ერთით უფრო ძლიერი ვიდრე ტოპ 500 ტრადიციულ სუპერკომპიუტერზე კომბინირებული. მათი სამუშაო მარტივი იყო, მაგრამ ინსტრუმენტული იყო ზოგიერთი ყველაზე რთული დაავადების, მათ შორის COVID 19: ჩამოყაროს ცილები.

პროტეინებს გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს იმის გასაგებად, თუ როგორ რეაგირებს ვირუსი და როგორ აბინძურებს ადამიანის იმუნურ სისტემას. მშობლიურ მდგომარეობაში, ცილები დაკეცილი ფორმისაა და ისინი იშლება, მაგალითად, აკავშირებს და თრგუნავს ჩვენი სხეულის დაცვას. თერაპიული საშუალებების შესაქმნელად, მეცნიერები აწარმოებენ სიმულაციას ცილის გაშლის თანმიმდევრობის შესასწავლად - მაგრამ ეს საკმაოდ რესურსი და შრომატევადი პროცესია. სწორედ აქ მოქმედებს Folding@home. ეს არა მხოლოდ მკვეთრად ამცირებს ღირებულებას, არამედ აჩქარებს განვითარებას რამდენიმე შემთხვევაში თვეებით და წლებითაც კი.

მას შემდეგ, რაც Folding@home მოხალისეები დააინსტალირებენ პროგრამულ უზრუნველყოფას, მათი მანქანები იღებენ უფრო დიდი ამოცანის ნაწილს და ამუშავებენ მათ ფონზე. შედეგები ღრუბლის მეშვეობით იგზავნება კვლევითი ჯგუფის ლაბორატორიებში, სადაც ხდება მათი შეჯამება და განხილვა.

შედეგები რამდენჯერმე იყო ინოვაციური. 2021 წელს მეცნიერებმა შეძლეს აღმოაჩინეს, თუ რატომ იყო COVID-19-ის ვარიანტები უფრო დამანგრეველი, ძირითადად Folding@home-ის გამოთვლითი სიმძლავრის ზრდის წყალობით. გარდა ამისა, მან ხელი შეუწყო COVID-19 ანტივირუსული პრეპარატის შემუშავებას, რომელიც ახლა მიდის კლინიკურ კვლევებზე. ამის მიღმა, Folding@home-მა ასევე ხელი შეუწყო სხვა დაავადებებს, როგორიცაა ალცჰეიმერი, პარკინსონი და კიბო, მნიშვნელოვანი გარღვევა.

Crowdsourced Computing-ის გარეშე, დოქტორი გრეგორი რ. ბოუმენი, Folding@home-ის დირექტორი და ასოცირებული პროფესორი ვაშინგტონის უნივერსიტეტის მედიცინის სკოლაში, სენტ-ლუი, მისური, ამბობს: „ამ ნაშრომს ექნება ასობით მილიონი დოლარი დაჯდა ღრუბელზე, რაც ეკონომიკურად შეუძლებელს ხდის ჩვენთვის ან სხვა ადამიანების უმეტესობისთვის.” მან დაამატა: ”გამოთვლითი ძალა არის თამაშის შეცვლა."

მოქალაქეობრივი მეცნიერების ახალი სახეობა

საინტერესოა, რომ პროექტები, როგორიცაა Folding@home, არ არის ერთადერთი გზა, რითაც მეცნიერები იყენებენ სმარტფონების ძალას. ზოგჯერ ნედლი გამოთვლითი სიმძლავრე არ არის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი და მკვლევარებს უბრალოდ სჭირდებათ უფრო ფართო ინფორმაციის სპექტრი — ინფორმაციის შეგროვება მხოლოდ ათასობით ადამიანს შეუძლია მთელს მსოფლიოში და მიწოდება.

მაგალითად, მიმდინარე წლის მარტში ევროპის კოსმოსურმა სააგენტომ გაუშვა თავისი კამალიო კამპანია, რომელიც ცდილობს გააუმჯობესოს ამინდის აპლიკაციები ხალხის შიგნით GPS მიმღების შემოქმედებითად გამოყენებით Android ტელეფონები. თქვენ ხედავთ, რომ როდესაც თქვენი ტელეფონი რეკავს სატელიტებს ნავიგაციისთვის, ისინი პასუხობენ დროისა და მათი მდებარეობის მიხედვით და ტელეფონები გამოთვლიან სად არის დაფუძნებული იმის მიხედვით, თუ რამდენი დრო დასჭირდა თითოეულ შეტყობინებას მისვლას. დრო, რომელსაც თითოეული სიგნალი სჭირდება, შეუძლია მეცნიერებს უკეთ აცნობოს ატმოსფეროს თვისებებს, როგორიცაა წყლის ორთქლის რაოდენობა, რაც თავის მხრივ დაგეხმარებათ წვიმის უფრო ზუსტი პროგნოზის პროგნოზირებაში. მაგრამ ESA-ს გუნდს შეუძლია შეასრულოს ეს საქმიანობა მხოლოდ ამდენი ადგილიდან.

Camaliot აპლიკაცია საშუალებას აძლევს Android ტელეფონების მფლობელებს მთელი მსოფლიოდან შეიტანონ წვლილი ESA-ს პროექტში. ის არაერთხელ აგზავნის სატელიტებს ხალხის ტელეფონებიდან და აგზავნის პასუხების მონაცემებს, რომლებიც აგროვებს ESA-ს ბაზას.

Camaliot-თან ერთად, ESA იმედოვნებს, რომ შეაგროვებს მონაცემებს ისეთი ტერიტორიებიდან, როგორიცაა აფრიკა, იონოსფერული თვალსაზრისით მაღალი ინტერესით და რომლებიც კარგად არ არის დაფარული სააგენტოს მიერ. ვისენტე ნავარომ, ევროპის კოსმოსური სააგენტოს მეცნიერების დირექტორატმა და Camaliot-ის კამპანიის ლიდერმა, განუცხადა Digital-ს გეოსივრცით შეზღუდული ცენტრალიზებული მეთოდები. ტენდენციები.

ჩაჭრა

მაგრამ კითხვა რჩება: რატომ გასსხებს ვინმეს თავისი მოწყობილობის ენერგია უფასოდ? ელექტროენერგიის მაღალი გადასახადების გარდა, ეს ასევე აისახება თქვენი ტელეფონებისა და კომპიუტერების მუშაობასა და ჯანმრთელობაზე. მაგრამ ამ უარყოფითი მხარეების მიუხედავად, ბევრისთვის, როგორიცაა ჯეფრი ბრისი, ხმის დიზაინერი, რომელიც 2007 წლიდან იკეცება ცილები, პასუხი საკმაოდ მარტივია: სიკეთის კეთება.

”მე გარკვეული პერიოდი მაინტერესებდა კრიპტოვალუტით,” - თქვა ბრისმა, ”მაგრამ Folding@home-სთვის იგივე ტექნიკის გამოყენება უკეთესი, უფრო ეთიკური და უფრო ფილანტროპული ტექნიკის გამოყენებად ჩანდა.”

სხვებისთვის ეს პასიური შემოსავლის წყაროა. მონაწილეობის წახალისების მიზნით, ზოგიერთმა წამყვანმა Folding@home ჯგუფმა შექმნა შემოწირულობების ხელმძღვანელობით კრიპტო საზოგადოებები, რომლებიც ყოველ კვირას ანაწილებენ ვალუტებს, როგორიცაა Dogecoin, წვლილის მიხედვით. Camaliot, ანალოგიურად, აჯილდოვებს თავის მთავარ კონტრიბუტორებს ვაუჩერებით.

კომპიუტერული ჩიპებით თითქმის ყველაფერში ხვდება გზა, ჯოშ სმიტი, CureCoin-ის დამფუძნებელი, ა კრიპტოვალუტა Folding@home მოხალისეების დაჯილდოვებისთვის, ელის კიდევ უფრო ნათელ მომავალს crowdsourced მეცნიერებისთვის პროექტები. ”თუ ჩვენ მივაღწევთ ჩვენს მაღალ შესაძლებლობებს, ჩვენი პლანეტის მომავლის ტალღოვანი ეფექტი იქნება ის, რაც არასოდეს დავიწყებული იქნება”, - თქვა მან.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• თქვენს მომავალ Mac მონიტორს შეიძლება ჰქონდეს ეს გენიალური ახალი ფუნქცია
• Intel ფიქრობს, რომ თქვენს მომავალ პროცესორს სჭირდება AI პროცესორი - აი, რატომ
• ახალი ანგარიში მიუთითებს, რომ Apple-ის ორი საიდუმლო პროექტი არის მისი "მომდევნო დიდი რამ"
• აი, რა ტენდენციას აანალიზებს A.I. ფიქრობს, რომ იქნება შემდეგი დიდი რამ ტექნოლოგიაში
• მეცნიერების ხმა: რატომ არის აუდიო მარსის გამოკვლევის შემდეგი ზღვარი