Валерій Литвинов
Використовуючи надлишкову обчислювальну потужність комп’ютерів у всьому світі, стало можливим здійснення проектів, які до цього були неможливими (оскільки потребували занадто багато ресурсів та часу). Існує велика кількість проектів, що працюють за таким принципом. коли спільнота долучає свої технічні потужності. Розглянемо деякі з них.
Короткий огляд існуючих проектів
Folding@Home
Проект Стенфордського університету, спрямований на здійснення комп’ютерного моделювання процесу згортання молекул білків. Результати цього дослідження допоможуть зрозуміти причину виникнення клінічних синдромів, таких як: хвороба Альцгеймера, хвороба Паркінсона, діабет типу II, хвороба Скрепі, Хвороба Кройцфельда—Якоба, коров’ячий сказ, склероз і деякі типи раку. Дослідження також допоможуть виявляти ці хвороби на ранніх стадіях і протидіяти їм.
Einstein@Home
Це — програма, яка, використовуючи обчислювальну потужність комп’ютерів, допомагає здійснювати пошук ґравітаційних хвиль від ізольованих компактних обʼєктів (зокрема — від пульсарів). Дані збирають від об’єктів, що обертаються, за допомогою замірів із детектора ґравітаційних хвиль у лазерно-інтерферометричній обсерваторії (LIGO).
SETI@home
Search for Extra-Terrestrial Intelligence at Home — науковий некомерційний проект, який здійснює пошук радіосигналів позаземних цивілізацій. Цей проект ґрунтується на аналізі сигналів, зафіксованих радіотелескопами. Вони відшуковують сигнали, які зазвичай відсутні в природі, бо їхнє відкриття було б чітким доказом наявності позаземних технологій.
Сигнали радіотелескопу зазвичай складаються з шуму і сигналів, створених людиною — таких, як телевізійні станції, радіо, супутники. Проект Radio SETI цифровим чином аналізує дані. Велика обчислювальна потужність дозволяє покривати широкий спектр частот з більшою чутливістю. Але Radio SETI має ненаситний апетит до обчислювальної потужності, тому виникає потреба у допомозі багатьох комп’ютерів з усього світу.
У минулому в проекті SETI використовував для аналізу даних суперкомп’ютер, який знаходився поруч із радіотелескопом. У 1995 році Девід Гед’є (David Gedye) запропонував створити Radio SETI, використовуючи віртуальний суперкомп’ютер, що складається з великої кількості комп’ютерів, підключених до інтернету. З цієї ідеї і почався проект SETI@home project, який стартував у 1999 році.
У вересні 2004 року радіотелескопом була зафіксована аномальна радіохвиля. Імпульс був зазначений як SHGB02+14A — він рухався із частотою 1420 МГц. Цей сигнал, як багато інших, було внесено до списку проекту SETI як сигнал Кандидат — повний список подібних сигналів можна знайти, перейшовши за посиланням.
World Community Grid
Із моменту свого заснування у 2004 році компанією IBM цей проект забезпечив 29 дослідницьких ініціатив у таких сферах, як профілактика та лікування раку, ВІЛ/СНІД, вірусу Зіка, пошук чистої води, вирішення завдань для відновлюваної енергетики та інших гуманітарних проблем. Понад 730 тис осіб та 430 установ із 80 країн пожертвували понад 1 млн років обчислювального часу з понад 3 млн комп’ютерів та пристроїв на основі Android. Участь волонтерів допомогла дослідникам виявити потенційні методи лікування дитячого раку, зробити ефективнішими сонячні батареї та фільтрацію води.
Так, у серпні 2017 року, компанія IBM оголосила про початок нового проекту у сфері Smart Health з картографування людських бактерій. Його проводять з метою пошуку нових шляхів запобігання та лікування деяких аутоімунних захворювань. Проект називається Microbiome Immunity Project. Він досліджує бактерії людського мікробіома разом з генетичним спадком та взаємодіями усіх мікроорганізмів у визначеному середовищі.
Коли я встаю зі стільця, то насправді серед цієї маси клітин, які встають зі мною, у десятки разів більше клітин бактерій, аніж клітин людського тіла
дослідник Брюс Біррен
У нашому тілі, за словами представників IBM, живе близько 30 трлн бактерій, що утворюють людський мікробіом. Більшість із них нешкідливі і навіть корисні для нашого організму. Однак деякі з них відповідальні за хвороби на кшталт цукрового діабету I типу, хвороби Крона чи виразкового коліту.
На цих бактеріях зосередили свою увагу у дослідженнях Broad Institute of MIT, Гарвардський університет, Massachusetts General Hospital, University of California San Diego та Flatiron Institute. Ця група дослідників поставила собі за мету проаналізувати детально людську мікробіому, щоби зрозуміти краще значення бактерій у розвитку хвороб та спрямувати ці знання як на лікування захворювань, так і на запобіганням їм.
У своєму проекті IBM використовує надлишкову обчислювальну потужність комп’ютерів від волонтерів для проведення мільйонів віртуальних експериментів від імені дослідників. Ці експерименти скеровано на створення карти 3 млн генів бактерій, знайдених у мікробіомі людини. Карта має спрогнозувати структуру асоційованих білків цих бактерій.
Як долучитися до такого проекту
Вивчати повністю мікробіом людини було би майже неможливо, використовуючи традиційні методи. Однак завдяки краудсорсингу, налагодженому через World Community Grid, стало можливим залучити до проекту суперкомп’ютерну обчислювальну потужність. Будь-хто у світі може допомогти проекту, надаючи у користування ресурси власного комп’ютера.
Ось як це працює: люди завантажують безпечну комп’ютерну програму, яка автоматично визначає, коли комп’ютер може надати запасну обчислювальну потужність. Потім програма скеровує цю потужність на реалізацію експериментів, які проводять дослідники.
Базу даних з результатами від мільйонів проведених експериментів буде проаналізовано командою дослідників. Науковці зроблять цю базу публічною, доступною іншим фахівцям. Таким чином вони прискорять еволюцію наукових знань – та в результаті поліпшать методику лікування аутоімунних захворювань.
Аби долучитися до проекту, потрібно завантажити програмне забезпечення на сторінці World Community Grid.