สิ่งที่ยิ่งใหญ่ทางวิทยาศาสตร์ต่อไปอยู่ในกระเป๋าของคุณแล้ว

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็นส่วนสำคัญของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ โดยการกระทืบตัวเลขและการคำนวณที่มนุษย์อย่างเราต้องใช้เวลายาวนานกว่าจะเสร็จสมบูรณ์ได้ด้วยตัวเอง พวกมันช่วยเราทำสิ่งต่าง ๆ ที่จะ ไม่เช่นนั้นจะเป็นไปไม่ได้ เช่น การทำนายเส้นทางการบินของพายุเฮอริเคน การจำลองภัยพิบัติทางนิวเคลียร์ หรือการสร้างแบบจำลองว่ายาทดลองอาจส่งผลต่อมนุษย์อย่างไร เซลล์. แต่พลังการประมวลผลนั้นมีราคา — อย่างแท้จริง การวิจัยที่อาศัยซูเปอร์คอมพิวเตอร์มีราคาแพงอย่างฉาวโฉ่ ไม่ใช่เรื่องแปลกที่สถาบันวิจัยจะจ่ายเงินสูงกว่า 1,000 ดอลลาร์สหรัฐฯ สำหรับการใช้งานซูเปอร์คอมพิวเตอร์หนึ่งชั่วโมง และบางครั้งอาจมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น

แต่ในช่วงหลังๆ นี้ แทนที่จะพึ่งพาซูเปอร์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่และมีราคาแพง นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ หันมาใช้วิธีการที่แตกต่างออกไปสำหรับความต้องการด้านจำนวนมหาศาล นั่นก็คือ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบกระจาย คุณคงเคยได้ยินเรื่องนี้มาก่อน แทนที่จะพึ่งพาคอมพิวเตอร์แบบรวมศูนย์เพียงเครื่องเดียวเพื่อทำงานที่ได้รับมอบหมาย รูปแบบการประมวลผลแบบคราวด์ซอร์สดึงดูดสิ่งนี้ พลังการคำนวณจากเครือข่ายอาสาสมัครแบบกระจาย โดยทั่วไปโดยการรันซอฟต์แวร์พิเศษบนพีซีที่บ้านหรือ สมาร์ทโฟน โดยส่วนตัวแล้ว คอมพิวเตอร์อาสาสมัครเหล่านี้ไม่ได้มีประสิทธิภาพมากนัก แต่ถ้าคุณรวมเข้าด้วยกันมากพอ พลังรวมของพวกมันสามารถบดบังพลังของซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบรวมศูนย์ได้อย่างง่ายดาย และบ่อยครั้งก็เป็นเพียงเศษเสี้ยวของเท่านั้น ค่าใช้จ่าย.

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โครงการคอมพิวเตอร์แบบเพียร์ทูเพียร์ประเภทนี้ได้ประสบกับบางสิ่งบางอย่างในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา และ เนื่องจากพลังการประมวลผลของอุปกรณ์ของเราดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดูเหมือนว่าสิ่งที่ยิ่งใหญ่ต่อไปในทางวิทยาศาสตร์อาจเป็นได้ สมาร์ทโฟน ในกระเป๋าของคุณ

การกำเนิดและความเจริญ

แนวคิดเรื่องการใช้คอมพิวเตอร์อาสาสมัครมีมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้นจนกระทั่งช่วงปลายทศวรรษ 1990 คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลได้แพร่กระจายเข้าสู่ครัวเรือนจำนวนมากในสหรัฐฯ ซึ่งเริ่มเข้ามามีบทบาทจริงๆ ปิด.

ในปี 1999 นักวิจัยจาก UC Berkeley และ Stanford ได้เปิดตัวสองโครงการที่ได้รับการรายงานข่าวจากสื่อจำนวนมากและมีการนำไปใช้อย่างกว้างขวาง: เซติ@โฮมซึ่งสนับสนุนให้ผู้ใช้พีซีลงทะเบียนและเกณฑ์ CPU ของตนเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลกล้องโทรทรรศน์วิทยุ และ พับ@บ้านซึ่งใช้พลังการคำนวณนั้นในการพับโปรตีนเชิงซ้อน

ทั้งสองโครงการได้รับความนิยมอย่างมากจากสาธารณชน SETI@Home ได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงแรกจนล้นเซิร์ฟเวอร์ของโปรเจ็กต์และ ทำให้เกิดการขัดข้องบ่อยครั้ง. แต่หลังจากประสบความสำเร็จอย่างล้นหลาม ความสนใจก็ลดน้อยลง ลดน้อยลง และท้ายที่สุดก็พาผู้สร้างโปรเจ็กต์ไป ปิดตัวลงหลังจากผ่านไป 20 ปี.

Folding@home ก็ไม่ได้ประสบชะตากรรมเดียวกัน ในช่วงที่โครงการ SETI@home กำลังจะสิ้นสุดลง โอกาสของ Folding@home ก็ปรากฏให้เห็น: การแพร่ระบาดของไวรัสโควิด-19. ไม่นานหลังจากเกิดโรคระบาด อาสาสมัครใหม่กว่าล้านคนก็เข้าร่วมโครงการนี้ และสร้างผลงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ นับเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม 500 อันดับแรก รวมกัน งานของพวกเขาเรียบง่ายแต่มีประโยชน์ในการขจัดโรคที่ซับซ้อนที่สุดบางโรค รวมทั้งด้วย โควิด 19: พับโปรตีน

โปรตีนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจว่าไวรัสทำปฏิกิริยาและปนเปื้อนระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์อย่างไร ในสภาพดั้งเดิมของมัน โปรตีนจะมีรูปร่างโค้งงอ และพวกมันจะแผ่ออกเพื่อจับและระงับการป้องกันของร่างกายเรา ในการออกแบบวิธีการบำบัด นักวิทยาศาสตร์ทำการจำลองเพื่อดูลำดับการปรากฏของโปรตีน แต่เป็นกระบวนการที่ต้องใช้ทรัพยากรมากและใช้เวลานาน นั่นคือจุดที่ Folding@home ก้าวเข้ามา ไม่เพียงแต่ลดต้นทุนได้อย่างมาก แต่ยังเร่งการพัฒนาเป็นเดือนหรือเป็นปีในบางกรณี

เมื่ออาสาสมัคร Folding@home ติดตั้งซอฟต์แวร์ชิ้นหนึ่ง เครื่องของพวกเขาจะทำงานส่วนที่ใหญ่กว่าและประมวลผลอยู่เบื้องหลัง ผลลัพธ์จะถูกส่งกลับไปยังห้องปฏิบัติการของกลุ่มวิจัยผ่านระบบคลาวด์ ซึ่งจะมีการจัดเรียงและตรวจสอบ

ผลลัพธ์ที่ได้ก็แหวกแนวหลายครั้ง ในปี 2021 นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบได้ว่าทำไมตัวแปรต่างๆ ของโควิด-19 จึงสร้างความเสียหายได้มากกว่า โดยส่วนใหญ่ต้องขอบคุณพลังการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของ Folding@home นอกจากนี้ยังช่วยพัฒนายาต้านไวรัสโควิด-19 ซึ่งขณะนี้กำลังเข้าสู่การทดลองทางคลินิก นอกจากนี้ Folding@home ยังช่วยรักษาโรคอื่นๆ ที่สำคัญอีกมากมาย เช่น อัลไซเมอร์ พาร์กินสัน และมะเร็ง

หากไม่มีการประมวลผลแบบคราวด์ซอร์ส Dr. Gregory R. Bowman ผู้อำนวยการของ Folding@home และรองศาสตราจารย์ของ Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri กล่าวว่า "งานนี้จะช่วยให้ มีค่าใช้จ่ายหลายร้อยล้านดอลลาร์บนคลาวด์ ทำให้เป็นไปไม่ได้ในเชิงเศรษฐกิจสำหรับเราหรือใครก็ตามส่วนใหญ่” เขากล่าวเสริมว่า “พลังการประมวลผลนั้น การเปลี่ยนแปลงเกม”

วิทยาศาสตร์พลเมืองรูปแบบใหม่

สิ่งที่น่าตื่นเต้นคือโครงการอย่าง Folding@home ไม่ใช่วิธีเดียวที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ประโยชน์จากพลังของสมาร์ทโฟน บางครั้งพลังการประมวลผลดิบไม่ได้มีความสำคัญเป็นพิเศษ และนักวิจัยก็ต้องการพลังที่กว้างกว่านั้น สเปกตรัมของข้อมูล — ข้อมูลที่มีคนหลายพันคนทั่วโลกเท่านั้นที่สามารถรวบรวมและ ส่งมอบ.

ตัวอย่างเช่น ในเดือนมีนาคมปีนี้ องค์การอวกาศยุโรปได้เปิดตัว คามาเลียต แคมเปญที่พยายามปรับปรุงแอปพยากรณ์อากาศโดยใช้ประโยชน์จากตัวรับสัญญาณ GPS ภายในผู้คนอย่างสร้างสรรค์ หุ่นยนต์ โทรศัพท์ คุณจะเห็นได้ว่าเมื่อใดก็ตามที่โทรศัพท์ของคุณส่ง Ping ดาวเทียมเพื่อการนำทาง ดาวเทียมจะตอบกลับด้วยเวลาและสถานที่ และโทรศัพท์จะคำนวณตำแหน่งที่อยู่ตามระยะเวลาที่แต่ละข้อความมาถึง เวลาที่แต่ละสัญญาณใช้สามารถแจ้งให้นักวิทยาศาสตร์ทราบถึงคุณสมบัติของบรรยากาศได้ดีขึ้น เช่น ปริมาณไอน้ำในบรรยากาศ ซึ่งจะช่วยคาดการณ์การพยากรณ์ฝนได้แม่นยำยิ่งขึ้น แต่ทีมงานอีเอสเอสามารถทำกิจกรรมนี้ได้จากหลายสถานที่เท่านั้น

แอป Camaliot ช่วยให้เจ้าของโทรศัพท์ Android จากทั่วโลกสามารถมีส่วนร่วมในโครงการของ ESA โดยจะส่ง Ping ดาวเทียมจากโทรศัพท์ของผู้คนซ้ำแล้วซ้ำเล่า และส่งข้อมูลตอบกลับที่รวบรวมกลับไปยังฐาน ESA

ด้วย Camaliot ESA หวังที่จะรวบรวมข้อมูลจากพื้นที่ต่างๆ เช่น แอฟริกา ซึ่งเป็นที่สนใจอย่างมากจากมุมมองของไอโอโนสเฟียร์ และที่หน่วยงานของ ESA ยังไม่ครอบคลุมดีนัก วิธีการรวมศูนย์แบบ จำกัด เชิงพื้นที่ Vicente Navarro ผู้อำนวยการฝ่ายวิทยาศาสตร์ของ European Space Agency และเป็นผู้นำในการรณรงค์ Camaliot กล่าวกับ Digital เทรนด์

กำลังบิ่นเข้า.

แต่คำถามยังคงอยู่: ทำไมทุกคนถึงให้ยืมพลังของอุปกรณ์ของตนได้ฟรี? นอกจากค่าไฟฟ้าที่สูงขึ้นแล้ว ยังส่งผลต่อประสิทธิภาพและสุขภาพของโทรศัพท์และคอมพิวเตอร์ของคุณด้วย แต่ถึงแม้จะมีข้อเสียเหล่านั้น สำหรับหลายๆ คนเช่น Jeffrey Brice นักออกแบบเสียงที่พับโปรตีนมาตั้งแต่ปี 2550 คำตอบก็ค่อนข้างง่าย: ทำความดี

“ฉันสนใจสกุลเงินดิจิทัลมาระยะหนึ่งแล้ว” Brice กล่าว “แต่การใช้ฮาร์ดแวร์เดียวกันสำหรับ Folding@home ดูเหมือนจะเป็นการใช้อุปกรณ์ที่ดีกว่า มีจริยธรรมมากกว่า และใจบุญสุนทานมากกว่า”

สำหรับคนอื่นๆ มันเป็นแหล่งของรายได้แบบพาสซีฟ เพื่อส่งเสริมการมีส่วนร่วม กลุ่ม Folding@home ชั้นนำบางกลุ่มได้จัดตั้งชุมชน crypto ที่นำโดยการบริจาค ซึ่งจะแจกจ่ายสกุลเงิน เช่น Dogecoin ทุกสัปดาห์ขึ้นอยู่กับการบริจาค ในทำนองเดียวกัน Camaliot จะให้รางวัลแก่ผู้มีส่วนร่วมอันดับต้นๆ ด้วยบัตรกำนัล

ด้วยชิปคอมพิวเตอร์ที่เข้ามาสู่ทุกสิ่ง Josh Smith ผู้ก่อตั้ง CureCoin ซึ่งเป็นบริษัท สกุลเงินดิจิทัลเพื่อให้รางวัลแก่อาสาสมัคร Folding@home คาดว่าจะมีอนาคตที่สดใสยิ่งขึ้นสำหรับวิทยาศาสตร์ที่รวบรวมมวลชน โครงการ “หากเราบรรลุเป้าหมายด้านขีดความสามารถอันสูงส่ง ผลกระทบระลอกคลื่นสำหรับอนาคตของโลกของเราจะเป็นสิ่งที่ไม่มีวันลืม” เขากล่าว

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• จอภาพ Mac เครื่องถัดไปของคุณอาจมีฟีเจอร์อัจฉริยะนี้
• Intel คิดว่า CPU ตัวต่อไปของคุณต้องมีโปรเซสเซอร์ AI — นี่คือเหตุผล
• รายงานใหม่ระบุว่าสองโครงการลับของ Apple คือ 'สิ่งที่ยิ่งใหญ่ต่อไป'
• นี่คือสิ่งที่ A.I. วิเคราะห์แนวโน้ม คิดว่าจะเป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่ต่อไปในเทคโนโลยี
• เสียงแห่งวิทยาศาสตร์: เหตุใดเสียงจึงเป็นขอบเขตถัดไปในการสำรวจดาวอังคาร