Следећа велика ствар у науци је већ у вашем џепу

Суперкомпјутери су суштински део модерне науке. Крцкањем бројева и извођењем прорачуна за које би нама људима требало еонима да их сами завршимо, они нам помажу да урадимо ствари које би иначе бити немогуће, као што је предвиђање путања лета урагана, симулација нуклеарних катастрофа или моделирање како експериментални лекови могу утицати на људе ћелије. Али та рачунарска снага има своју цену - буквално. Истраживање које зависи од суперкомпјутера је ноторно скупо. Није неуобичајено да истраживачке институције плате више од 1.000 долара за један сат употребе суперкомпјутера, а понекад и више, у зависности од хардвера који је потребан.

Али у последње време, уместо да се ослањају на велике, скупе суперкомпјутере, све више научника се окреће другачијем методу за своје потребе за смањењем броја: дистрибуираном суперкомпјутеру. Вероватно сте већ чули за ово. Уместо да се ослањају на један, централизовани рачунар за обављање задатог задатка, овај стил рачунарства привучен публиком привлачи рачунарску снагу из дистрибуиране мреже волонтера, обично покретањем специјалног софтвера на кућним рачунарима или паметних телефона. Појединачно, ови волонтерски рачунари нису посебно моћни, али ако их спојите довољно, њихова колективна снага може лако да помрачи моћ било ког централизованог суперкомпјутера — и то често за делић трошак.

У протеклих неколико година ове врсте пеер-то-пеер рачунарских пројеката доживеле су нешто попут ренесансе, и како процесорска снага наших уређаја наставља да се побољшава, чини се да би следећа велика ствар у науци могла бити смартфон у џепу.

Рођење и процват

Концепт добровољног рачунарства постоји већ деценијама, али то није било све до касних 1990-их - када персонални рачунари су ушли у велики број америчких домаћинстава - што је заиста почело да узима ван.

Године 1999. истраживачи са УЦ Беркелеи и Станфорд покренули су два пројекта која су добила значајну медијску покривеност и широко прихваћена: СЕТИ@хоме, који је подстакао кориснике рачунара да се пријаве и ангажују своје процесоре за анализу података радио телескопа, и Фолдинг@хоме, који је користио ту рачунарску снагу за савијање сложених протеина.

Оба пројекта су била велики хит у јавности. СЕТИ@Хоме је заправо доживео тако огроман налет почетног интересовања да је преплавио сервере пројекта и изазвало честе удесе. Али након тог пробојног успеха, интересовање се на крају изједначило, спласнуло и на крају довело креаторе пројекта да затворио га после 20 година.

Фолдинг@хоме, међутим, није доживео исту судбину. Отприлике у време када се пројекат СЕТИ@хоме гасио, Фолдинг@хоме је имао прилику да заблиста: избијање ЦОВИД-19. Убрзо након што је пандемија ударила, више од милион нових волонтера се придружило пројекту, стварајући оно што представљао је најбржи суперкомпјутер на свету - један моћнији од 500 најбољих традиционалних суперкомпјутера комбиновано. Њихов посао је био једноставан, али је био кључан у борби против неких од најсложенијих болести, укључујући COVID-19: фолд протеини.

Протеини су кључни за разумевање како, на пример, вирус реагује и контаминира људски имуни систем. У свом изворном стању, протеини су у пресавијеном облику и развијају се да би, на пример, везали и потиснули одбрану нашег тела. Да би дизајнирали терапију, научници покрећу симулације како би испитали секвенцу одвијања протеина - али то је процес који захтева много ресурса и дуго траје. Ту ступа Фолдинг@хоме. То не само да драматично смањује трошкове, већ и убрзава развој месецима, па чак и годинама у неколико случајева.

Када Фолдинг@хоме волонтери инсталирају део софтвера, њихове машине преузимају део већег задатка и обрађују их у позадини. Резултати се шаљу назад у лабораторије истраживачке групе преко облака, где се упоређују и прегледају.

Резултати су у неколико наврата били револуционарни. 2021. године научници су успели да открију зашто су варијанте ЦОВИД-19 биле разорније, углавном захваљујући порасту рачунарске снаге компаније Фолдинг@хоме. Поред тога, помогао је развој антивирусног лека ЦОВИД-19, који се сада креће ка клиничким испитивањима. Осим тога, Фолдинг@хоме је такође омогућио низ значајних открића за друге болести, као што су Алцхајмерова, Паркинсонова болест и рак.

Без цровдсоурцед рачунарства, др Грегори Р. Бовман, директор Фолдинг@хомеа и ванредни професор на Медицинском факултету Универзитета у Вашингтону, Ст. Лоуис, Миссоури, каже: „Овај рад би кошта стотине милиона долара у облаку, што га чини економски неизводљивим за нас или већину било кога другог.” Додао је: „Рачунарска снага је која мења игру.”

Нова врста грађанске науке

Узбудљиво, пројекти попут Фолдинг@хоме нису једини начин на који научници користе моћ паметних телефона. Понекад сирова рачунарска снага није посебно важна, а истраживачима је једноставно потребна шира спектар информација — информације које само хиљаде људи раширених широм света могу прикупити и доставити.

На пример, у марту ове године, Европска свемирска агенција је лансирала свој Цамалиот кампања, која настоји да побољша временске апликације креативним коришћењем ГПС пријемника унутар људи Андроид телефони. Видите, кад год ваш телефон пингује сателите за навигацију, они одговарају са временом и својом локацијом, а телефони израчунавају где се налазе на основу колико је времена требало да стигне свака порука. Време потребно за сваки сигнал може боље да информише научнике о својствима атмосфере, као што је количина водене паре у њој, што заузврат може помоћи у предвиђању прецизнијих прогноза кише. Али, ЕСА тим може да обавља ову активност са само толико локација.

Апликација Цамалиот омогућава власницима Андроид телефона из целог света да допринесу пројекту ЕСА. Више пута пингује сателите са телефона људи и шаље податке одговора које прикупи назад у ЕСА базу.

Са Цамалиотом, ЕСА се нада да ће прикупити податке из области попут Африке, од великог интереса са јоносферске тачке гледишта и које агенција не покрива добро геопросторно ограничене централизоване методе, Висенте Наваро, Директорат за науку у Европској свемирској агенцији и вођа кампање Камалиот, рекао је за Дигитал Трендови.

Убацивање

Али остаје питање: Зашто би неко бесплатно позајмио снагу свог уређаја? Поред повећаних рачуна за струју, ово такође утиче на перформансе и здравље ваших телефона и рачунара. Али чак и са тим недостацима, за многе попут Џефрија Бриса, дизајнера звука који савија протеине од 2007, одговор је прилично једноставан: чинити добро.

„Неко време сам био заинтересован за криптовалуте“, рекао је Брис, „али коришћење истог хардвера за Фолдинг@хоме изгледало је као боља, етичнија и више филантропска употреба опреме.“

За друге, то је извор пасивног прихода. Да би подстакле учешће, неке водеће групе Фолдинг@хоме су успоставиле крипто заједнице вођене донацијама, које сваке недеље дистрибуирају валуте попут Догецоина у зависности од доприноса. Цамалиот, на сличан начин, награђује своје најбоље сараднике ваучерима.

Са компјутерским чиповима који улазе у скоро све, Џош Смит, оснивач ЦуреЦоин, а криптовалута за награђивање Фолдинг@хоме волонтера, предвиђа још светлију будућност за цровдсоурцед науку пројектима. „Ако постигнемо своје високе циљеве у погледу капацитета, ефекат таласања за будућност наше планете биће нешто што се никада не заборавља“, рекао је он.

Препоруке уредника

• Ваш следећи Мац монитор би могао да има ову генијалну нову функцију
• Интел мисли да је вашем следећем ЦПУ-у потребан АИ процесор – ево зашто
• Нови извештај показује да су Аппле-ова два тајна пројекта његова 'следећа велика ствар'
• Ево шта АИ анализира трендове. мисли да ће бити следећа велика ствар у техници
• Звук науке: Зашто је звук следећа граница у истраживању Марса