과학의 차세대 기술은 이미 주머니에 있습니다

슈퍼컴퓨터는 현대 과학의 필수적인 부분입니다. 우리 인간이 스스로 완료하려면 오랜 시간이 걸리는 숫자를 분석하고 계산을 수행함으로써 우리가 할 수 있는 일을 할 수 있도록 도와줍니다. 허리케인 비행 경로 예측, 핵 재난 시뮬레이션, 실험 약물이 인간에게 어떤 영향을 미칠 수 있는지 모델링하는 등의 방법은 불가능합니다. 세포. 그러나 이러한 컴퓨팅 성능에는 말 그대로 대가가 따릅니다. 슈퍼컴퓨터에 의존하는 연구는 비용이 많이 드는 것으로 악명 높습니다. 연구 기관이 슈퍼컴퓨터 사용 1시간에 1,000달러 이상을 지불하는 것은 드문 일이 아니며, 필요한 하드웨어에 따라 더 많은 비용을 지불하는 경우도 있습니다.

그러나 최근에는 크고 값비싼 슈퍼컴퓨터에 의존하기보다는 숫자 처리 요구 사항을 해결하기 위해 분산 슈퍼컴퓨팅이라는 다른 방법을 사용하는 과학자가 점점 늘어나고 있습니다. 당신은 아마 전에 이것에 대해 들어 본 적이 있을 것입니다. 주어진 작업을 수행하기 위해 중앙화된 단일 컴퓨터에 의존하는 대신, 이러한 크라우드 소싱 스타일의 컴퓨팅은 일반적으로 가정용 PC에서 특수 소프트웨어를 실행하거나 분산된 자원봉사자 네트워크의 컴퓨팅 성능을 활용합니다. 스마트폰. 개별적으로 이러한 자원봉사 컴퓨터는 특별히 강력하지는 않지만, 충분히 연결하면 그들의 집단적 힘은 중앙 집중식 슈퍼컴퓨터의 힘을 쉽게 능가할 수 있으며, 종종 비용.

지난 몇 년 동안 이러한 종류의 P2P 컴퓨팅 프로젝트는 일종의 르네상스를 경험했습니다. 우리 장치의 처리 능력이 지속적으로 향상됨에 따라 과학의 차세대 혁신은 다음과 같습니다. 스마트 폰 주머니에.

탄생과 붐

자원봉사 컴퓨팅이라는 개념은 수십 년 동안 존재해 왔지만 1990년대 후반이 되어서야 비로소 등장했습니다. 개인용 컴퓨터는 미국의 많은 가정에 보급되었습니다. 끄다.

1999년에 UC Berkeley와 Stanford의 연구원들은 상당한 언론 보도와 광범위한 채택을 얻은 두 가지 프로젝트를 시작했습니다. 세티@홈, PC 사용자가 전파 망원경 데이터를 분석하기 위해 등록하고 CPU를 등록하도록 장려했습니다. 폴딩@홈, 복잡한 단백질을 접기 위해 컴퓨팅 능력을 사용했습니다.

두 프로젝트 모두 대중에게 큰 인기를 끌었습니다. SETI@Home은 실제로 프로젝트 서버를 압도할 정도로 초기 관심이 폭발적으로 증가했으며 빈번한 충돌을 일으켰습니다. 그러나 엄청난 성공을 거둔 후 결국 관심은 평준화되고 약해졌으며 궁극적으로 프로젝트 제작자는 20년 후에 문을 닫아라.

하지만 Folding@home은 같은 운명을 겪지 않았습니다. SETI@home 프로젝트가 마무리될 무렵 Folding@home이 빛을 발할 기회가 나타났습니다. 코로나19 발병. 대유행이 발생한 직후, 백만 명 이상의 새로운 자원봉사자가 프로젝트에 참여하여 효과적으로 세계에서 가장 빠른 슈퍼컴퓨터로, 기존 슈퍼컴퓨터 상위 500대보다 더 강력합니다. 결합. 그들의 임무는 간단하면서도 다음과 같은 가장 복잡한 질병을 해결하는 데 중요한 역할을 했습니다. 코로나 19: 단백질을 접습니다.

예를 들어, 바이러스가 인간 면역체계에 어떻게 반응하고 이를 오염시키는지 이해하려면 단백질이 중요합니다. 원래 상태에서 단백질은 접힌 모양을 하고 있으며, 예를 들어 우리 몸의 방어 체계를 묶고 억제하기 위해 펼쳐집니다. 치료법을 설계하기 위해 과학자들은 시뮬레이션을 실행하여 단백질의 전개 순서를 조사하지만 이는 매우 자원이 많이 들고 시간이 많이 걸리는 과정입니다. Folding@home이 개입하는 곳이 바로 여기입니다. 이는 비용을 대폭 절감할 뿐만 아니라 일부 경우에는 몇 달, 심지어 몇 년까지 개발 속도를 가속화합니다.

Folding@home 자원봉사자가 소프트웨어를 설치하면 해당 컴퓨터는 더 큰 작업의 일부를 맡아 백그라운드에서 처리합니다. 결과는 클라우드를 통해 연구 그룹의 연구실로 다시 전송되어 수집 및 검토됩니다.

여러 차례의 결과는 획기적이었습니다. 2021년에 과학자들은 Folding@home의 컴퓨팅 성능 급증 덕분에 코로나19의 변종이 더 파괴적인 이유를 발견할 수 있었습니다. 아울러 현재 임상시험을 진행 중인 코로나19 항바이러스제 개발에도 도움을 줬다. 그 외에도 Folding@home은 알츠하이머병, 파킨슨병, 암과 같은 다른 질병에 대한 여러 가지 중요한 혁신을 촉진했습니다.

크라우드소싱 컴퓨팅이 없는 Dr. Gregory R. Folding@home의 이사이자 미주리 주 세인트루이스에 있는 워싱턴 대학교 의과대학의 부교수인 Bowman은 이렇게 말합니다. 클라우드에 수억 달러의 비용이 들기 때문에 우리는 물론 대부분의 다른 누구에게도 경제적으로 불가능합니다.” 그는 “컴퓨팅 파워는 판도를 바꾸는 것.”

새로운 종류의 시민과학

흥미롭게도 Folding@home과 같은 프로젝트는 과학자들이 스마트폰의 힘을 활용하는 유일한 방법이 아닙니다. 때때로 원시 컴퓨팅 성능은 특별히 중요하지 않으며 연구자들은 단순히 더 광범위한 컴퓨팅 성능이 필요합니다. 정보의 스펙트럼 - 전 세계에 퍼져 있는 수천 명의 사람들만이 수집할 수 있는 정보 배달하다.

예를 들어, 올해 3월 유럽우주국(European Space Agency)은 카말리오트 사람들의 신체 내부에 있는 GPS 수신기를 창의적으로 활용하여 날씨 앱을 개선하려는 캠페인입니다. 기계적 인조 인간 전화기. 휴대전화가 내비게이션을 위해 위성을 핑할 때마다 위성은 시간과 위치로 응답하고 휴대전화는 각 메시지가 도착하는 데 걸린 시간을 기준으로 위치를 계산합니다. 각 신호에 걸리는 시간은 과학자들에게 수증기의 양과 같은 대기의 특성을 더 잘 알려줄 수 있으며, 이는 더 정확한 강우 예보를 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 ESA 팀은 제한된 위치에서만 이 활동을 수행할 수 있습니다.

Camaliot 앱을 사용하면 전 세계 Android 휴대폰 소유자가 ESA 프로젝트에 기여할 수 있습니다. 사람들의 휴대폰에서 반복적으로 위성에 핑을 보내고 수집한 응답 데이터를 ESA 기지로 다시 보냅니다.

Camaliot를 통해 ESA는 아프리카와 같은 지역에서 전리층 관점에서 관심이 높고 기관의 데이터가 잘 다루어지지 않는 지역에서 데이터를 수집하기를 희망합니다. 유럽 ​​우주국 과학국이자 Camaliot 캠페인을 주도하는 Vicente Navarro는 지리 공간적으로 제한된 중앙 집중식 방법이라고 Digital에 말했습니다. 동향.

조금씩 들어가다

하지만 질문은 남습니다. 왜 누군가 자신의 장치의 전원을 무료로 빌려주겠습니까? 전기 요금 인상 외에도 휴대폰과 컴퓨터의 성능과 상태에도 영향을 미칩니다. 그러나 이러한 단점에도 불구하고 2007년부터 단백질을 접는 사운드 디자이너인 Jeffrey Brice와 같은 많은 사람들에게 대답은 다소 간단합니다. 좋은 일을 하는 것입니다.

Brice는 "저는 한동안 암호화폐에 관심이 있었지만 Folding@home에 동일한 하드웨어를 사용하는 것이 장비를 더 좋고, 더 윤리적이고, 더 자선적으로 사용하는 것처럼 보였습니다."라고 말했습니다.

다른 사람들에게는 소극적 소득의 원천입니다. 참여를 장려하기 위해 일부 주요 Folding@home 그룹은 기부금에 따라 매주 Dogecoin과 같은 통화를 배포하는 기부 주도 암호화 커뮤니티를 설정했습니다. 마찬가지로 Camaliot는 최고 기여자에게 바우처를 제공합니다.

컴퓨터 칩이 거의 모든 것에 적용되면서 CureCoin의 창립자인 Josh Smith는 Folding@home 자원봉사자에게 보상을 제공하는 암호화폐는 크라우드소싱 과학의 더욱 밝은 미래를 기대합니다. 프로젝트. “우리가 높은 용량 목표를 달성한다면 지구의 미래에 대한 파급 효과는 결코 잊혀지지 않을 것입니다.”라고 그는 말했습니다.

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