«World Community Grid: сеть распределенных вычислений»

Добрый день, уважаемые Хабрапользователи!

Задумывались ли Вы когда-нибудь о том, как Вы можете внести свой персональный вклад в борьбу с онкологическими заболеваниями, СПИДом или малярией?

Корпорация IBM предоставляет Grid-технологии для проведения глобальных исследовательских проектов!

World Community Grid

World Community Grid – это глобальное сообщество пользователей ПК, которые предоставляют неиспользуемое время своих вычислительных систем для реализации глобальных исследовательских инициатив (борьбе со СПИдом и онкологическими заболеваниями, моделированию и прогнозированию природных явлений и др.).

Т.е. grid-вычисления – это технология, сводящая вычислительные ресурсы тысяч и миллионов отдельных компьютеров в гигантскую единую «виртуальную» систему с огромной вычислительной мощью.

Глобальный гуманитарный проект World Community Grid запущен IBM в 2004 году при поддержке крупнейших исследовательских центров мира. ИТ-ресурсы World Community Grid позволяют проанализировать за один день такое количество данных, обработка которых на обычном компьютере заняла бы около 130 лет.

На сегодняшний день по всему миру в сети WCG насчитывается 604 494 пользователей, задействовавших 2 175 094 ПК. Общее время вычислений – 661 296 лет.

Для участия в проектах достаточно зарегистрироваться на сайте и загрузить бесплатную программу.

В инфраструктуру World Community Grid могут быть подключены компьютеры, работающие на ОС Windows, Mac и Linux.

После регистрации участник выбирает проект, для которого он хочет предоставить свои компьютерные ресурсы. Проекты отбираются независимым Экспертным советом, в который входят ведущие ученые разных стран.

Присоединившись к сети, пользователь получает на свой компьютер отдельное вычислительное задание (проект разделяется специалистами IBM на миллионы подзадач). Выполнив задание, ПК передает результаты вычислений на сервер и получает новое задание. Вычисления выполняются лишь тогда, когда компьютер не задействован (таким образом участие в проекте не мешает выполнению основных задач). Результаты вычислений, отправленные на сервер, автоматически соединяются с результатами других заданий, и формируют общий результат.

Ниже описание нескольких проектов, в которых можно принять участие.

Computing for clean water/ Вычисления ради чистой воды

Цель проекта заключается в исследовании молекулярных механизмов прохождения воды через углеродные нанотрубки, которые могут стать недорогой и эффективной заменой «начинки» современных фильтров для очистки воды.

Во всем мире более 1,2 млрд. людей не имеют доступа к чистой питьевой воде, а 2,6 млрд. не имеют в жилищах канализации. В результате этих проблем ежегодно расстаются с жизнью миллионы людей. Проблема усугубляется относительной дороговизной технологий фильтрации загрязненной воды, особенно для социально незащищенных слоев населения. Опреснение морской воды — еще менее доступная вещь, хотя потенциально способная решить проблему с питьевой водой во многих регионах.

На мощностях WCG планируется провести всестороннее молекулярное моделирование динамики движения и взаимодействия молекул воды с нанотрубками.

Компьютерное моделирование поможет, в частности, внести ясность в вопрос о необычном поведении молекул воды при контакте с нанотрубками, когда вода начинает вести себя как лед. Разобравшись с этой проблемой, можно добиться минимального сопротивления молекул воды при прохождении через нанотрубки и другие нанопористые материалы, и, таким образом, — увеличить скорость очистки воды.

Discovering Dengue Drugs – Together/ Поиск лекарств от лихорадки

Проект призван обнаружить потенциальные лекарственные соединения, которые блокируют размножение в организме человека вирусов семейства Flaviviridae. К ним относятся вирусы, вызывающие такие опасные заболевания, как лихорадка Денге, желтая лихорадка, лихорадка Западного Нила, гепатит С и пр.

Около 40% населения Земли проживают в регионах, где высока вероятность заразиться одним из перечисленных вирусов. К сожалению, эффективных препаратов для лечения этих заболеваний не существует, а паллиативная терапия обходится слишком дорого и при этом способна лишь ненамного снизить показатели летальности среди больных.

В рамках проекта Discovering Dengue Drugs – Together ученые делают ставку на поиск ингибиторов вирусной протеазы NS3.

В августе 2009 года закончилась первая фаза проекта. Вычисления проводились с помощью специализированной программы для молекулярного докинга – AutoDock, разработанной доктором Олсоном и его сотрудниками из Научно-исследовательского института Скриппса.

В ходе вычислений было произведено моделирование взаимодействия с протеазой NS3 около 3 млн потенциально эффективных малых молекул, из которых было отобрано несколько тысяч самых перспективных. Но, к сожалению, 90-95% соединений оказались неэффективными в лабораторных условиях.

На второй фазе проекта Discovering Dengue Drugs – Together планируется отсеять ложноположительные соединения, найденные в первой фазе, с помощью еще одной программы для молекулярного докинга – CHARMM, разработанной Мартином Карплюсом и его сотрудниками в Гарварде.

Help Conquer Cancer

Миссия проекта заключается в том, чтобы улучшить результаты исследований белков методом рентгеновской кристаллографии (X-ray Crystallography), что поможет исследователям понять, как образуется рак, как он развивается, и как на него можно повлиять.

Для того чтобы существенным образом повлиять на понимание рака и на его лечение, нужно не только открыть новые терапевтические подходы, нацеленные на исследование метастаз (процесс распространения рака на другие органы тела), но и найти некие маркеры или структурные метки, с помощью которых можно было бы провести раннюю диагностику.

Во время изучения многих форм рака, исследователи смогли сделать несколько открытий, имея ограниченное представление об участвующих в образовании рака белках. Но для того, чтобы глубже понять и найти более эффективные способы лечения, необходимо исследовать все вовлеченные в процесс белки, их структуру и функции.

С помощью рентгеновской кристаллографии исследователи смогут получить более точные данные о структуре этих белков. Это должно привести к более глубокому пониманию функций ракообразующих белков, и позволит найти потенциальные лекарства от смертельной болезни.

В проекте обрабатывается более 105 млн. изображений.

С подробной информацией по всем проектам можно познакомиться на сайте World Community Grid.

Глобальное сотрудничество и партнерство

IBM ставит задачу расширения сети World Community Grid путем привлечения новых участников из разных стран.

В России на данный момент насчитывается 3 603 участника, задействовавших 21 717 компьютеров. Общее время вычислений – 5 656 лет.

Помимо новых участников IBM ищет исследовательские проекты из России для предоставления grid-технологий.

Предпочтение отдается проектам, связанным с изучением и охраной окружающей среды. Это может быть моделирование стихийных явлений, природных катастроф, изменений климата, оценка запасов природных ресурсов, охрана и восстановление ландшафтов и т.д. Критерии для отбора проектов – научная значимость, глобальный характер проблемы и возможность разделить задачу на множество подзадач.

Исследователи, заинтересованные в использовании ресурсов WCG для выполнения своих проектов, могут получить консультацию по адресу: info@ru.ibm.com. Заявки на участие в проекте оформляются на сайте World Community Grid.

По самым скромным оценкам проектам в среднем необходимо 184 тысячи лет процессорного времени, а если брать по максимуму – в 10-100 раз больше.

Но сколько бы в итоге ни понадобилось вычислительных ресурсов, можно с уверенностью сказать — не поставлена еще такая задача, с которой бы не справилась многомиллионная добровольческая армия владельцев персональных компьютеров, жертвующих свои кровные гигагерцы и киловатты во имя науки :)

Желаете поучаствовать? Тогда подключайтесь к World Community Grid, чтобы сделать мир чуточку лучше!

Дата публикации: 2012-10-30

Источник