BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2
autor: Janek , publikováno 26.8.2008
BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2

Ve druhé části článku se dozvíte, jak můžete otestovat svůj počítač pomocí DC a rozebereme jaký vliv bude mít na stroj vyšší zátěž. Dostaneme se také k otázce, co z toho vlastně budete mít a hlavně se podíváme, jaké nejzajímavější projekty se počítají přes systém BOINC.


Projekt World Community Grid (dále jen WCG) patří mezi projekty s dlouholetou historií, která sahá ještě před vznik samotné platformy BOINC. Nejedná se o samostatný projekt, ale pod hlavičkou WCG se skrývá několik podprojektů, jejichž výzkumná činnost je zaměřena především do oblasti biologie. V současné době je aktivních celkem 6 projektů, které si dále přiblížíme. V současné době má projekt WCG nejvyšší denní přírůstek nových uživatelů ze všech BOINC projektů.

BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2

BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2Na vzniku tohoto projektu se podílela společnost IBM, která se zároveň významně zasloužila o rozvoj a rozšíření distribuovaných výpočtů. Projekt vznikl na základě prvotní spolupráce společností IBM a United Devices. Tehdy se jednalo o výzkum léku proti neštovicím. Studie zahrnovala ověření 35 milionů molekul a jejich reakce s několika proteiny tvořící toto virové onemocnění za účelem nalezení potenciálních léků. Během prvních 72 hodin funkčnosti projektu bylo vráceno na 100 tisíc výsledků.

Po skončení studie bylo nalezeno 44 velmi nadějných kandidátů. Na základě tohoto úspěchu se IBM rozhodla vytvořit technické prostředí, pod kterým by mohly fungovat další humanitární výzkumy. Samotný projekt WCG odstartoval 16. listopadu 2004 a stal se jakousi konkurencí platformy BOINC. WCG podporovalo pouze prostředí Windows s aplikací od společnosti United Devices, ale na základě silného tlaku uživatelů byla v listopadu 2005 vydána verze klienta pod platformou BOINC. Tím byla zajištěna podpora prostředí Linux a Mac OS X.

Od vydání klienta, který umožnil výpočty pod platformou BOINC se ovšem velmi rychle obrátil poměr nově registrovaných uživatelů právě ve prospěch BOINCu. Netrvalo dlouho a množství odevzdané práce pod klientem BOINC také výrazně převýšilo původního klienta UD. BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2Výhody platformy BOINC a především mnohem větší zájem uživatelů nakonec přesvědčil IBM, aby upustila od klienta UD a naplno přešla právě pod BOINC. Poměr mezi udělenými body z UD klienta a kreditem BOINC je 7:1. V současné době již je plně podporován pouze BOINC klient a nové projekty poběží také pouze pod ním. O zařazení výzkumného projektu pod WCG rozhoduje mezinárodní vědecká rada složená ze zástupců nejprestižnějších vědeckých, výzkumných a charitativních organizací na světě včetně národních zdravotnických institucí, Oxfordské univerzity, Světové zdravotnické organizace a Rozvojového programu OSN. Aby byl projekt přijat, musí mimo podpory distribuovaných výpočtů splňovat několik základních kritérií. Především se musí jednat o projekt vedený veřejnou neziskovou organizací, musí být zaměřen na řešení problémů za účelem pomoci celému lidstvu a jeho výsledky musí být veřejně dostupné. Nyní se blíže podíváme na současné projekty pod hlavičkou WCG.

Human Proteome Folding

BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2

Projekt Human Proteome Folding zaměřený na výzkum lidského proteomu se stal prvním projektem pod WCG. Jeho cílem je namodelovat prostorové struktury proteinů, jakým způsobem proteiny vykonávají svou funkci aby udržely buňky zdravé a jak se nemocem daří zabránit proteinům ve vykonávání těchto funkcí. Pomůže také lépe pochopit fyzikální vlastnosti struktury proteinů a zlepšit předpovědi struktur proteinů. Druhá fáze je zaměřena na proteiny vylučované lidským tělem, tedy především proteiny v krvi a v mezibuněčném prostoru. Tyto proteiny jsou důležité z důvodu signalizace mezi buňkami a často bývají klíčovým znamením pro určení diagnózy. Některé z těchto proteinů se staly užitečnými léky podávanými lidem s jejich nedostatkem. Takovými příklady jsou třeba inzulín nebo růstový hormon.

Tento projekt také zapadá do konceptu predikované, preventivní a osobní medicíny za předpokladu, že tělem vylučované proteiny budou klíčovým prvkem medicíny budoucnosti.

FightAIDS@Home

BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2Projekt FightAIDS@Home se stal teprve druhým členem rodiny WCG, ale jednalo se o první projekt, který byl zaměřen na hledání léku na určitou nemoc. Jak už z názvu vyplývá, tou nemocí je metla lidstva posledních několika desetiletí. Jedná se o AIDS – syndrom získaného selhání imunity, který je způsoben virem HIV. Cílem tohoto projektu je vyvinout účinné léky proti AIDS na základě molekulární struktury.

Projekt je konkrétně zaměřen na HIV proteázu, což je enzym nutný k dozrání tohoto viru. Inhibitory, jak se nazývají tyto zábrany, jsou způsobem, jak zabránit propuknutí AIDS. Projekt výpočetní metodou hledá vhodné kandidáty na nové léky, kteří mají ten správný tvar a chemické vlastnosti, aby dokázali proteázu blokovat.

Discovering Dengue Drugs – Together

BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2

Projekt Discovering Dengue Drugs – Together byl spuštěn 21. srpna 2007. Jeho cílem je nalézt slibné léky pro boj s horečkou Dengue, hepatitidou C, virem Západního Nilu a Žluté horečky. Tato onemocnění vyvolávaná viry Dengue ze skupiny Flaviviridae jsou dnes považována za nejrozšířenější virová onemocnění s přírodním ohniskovým výskytem. Riziko nákazy některým virem ze skupiny Flaviviridae je v celosvětovém měřítku díky migraci obyvatelstva obrovské.

V současné době se projekt nachází ve Fázi 1, která za pomoci upraveného klienta AutoDock testuje více než 6 milionů molekul a jejich prostorového zapadnutí do NS3 proteázy. Tyto prostorové výpočty následně rozliší potenciální inhibitory proteázy od nepasujících molekul. Výsledky klienta AutoDock budou následně použity v druhé fázi tohoto projektu. Ve Fázi 2 budou potenciální inhibitory odhalené klientem AutoDock začleněny do databáze a následně podrobně analyzovány programem CHARMM, vyvinutým prof. Martinem Karplusem a jeho kolegy z Univerzity v Harvardu. Podrobný rozbor těchto potenciálních inhibitorů a jejich volné energie programem CHARMM eliminuje nesprávně objevené molekuly a zrychlí proces odhalení potenciálních inhibitorů proteázy. Neobvyklé molekuly se sklonem k blokování proteázy budou následně podrobeny laboratorním testům.

AfricanClimate@Home

BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2Cílem projektu AfricanClimate@Home, který odstartoval 3. září 2007, je sestavit přesné klimatické modely specifických oblastí v Africe. Snahou je zjistit, jakým způsobem se bude v nadcházejících letech měnit africké klima, aby mohla být v předstihu provedena účinnější a levnější opatření proti případným přírodním pohromám. Změny zemského klimatu ovlivňují globálně celou planetu, ale právě v rozvojových zemích jsou díky špatné infrastruktuře, chybějícím prostředkům a nízké úrovni zdravotní péče nejcitelnější. Afrika, se svým značně specifickým a proměnlivým klimatem, je velmi zranitelná co se týče změn klimatu.

Pro ukázku mohou posloužit záplavy v Mozambiku v letech 2000 a 2001, kdy zemřely stovky lidí a půl milionu obyvatel se ocitlo bez domova. Naproti tomu se jižní Afrika potýká v posledních letech s nedostatkem srážek, který vede k hladomoru. Díky tomuto projektu bychom měli mít lepší představu o budoucím stavu klimatu a také potřebě směřování pomoci. Zatím neznáme, jak časté budou klimatické výkyvy v budoucnosti, ale pokud je nebudeme sledovat, současné sociální problémy Afriky mohou akcelerovat a vést tak k mnohem větší devastaci krajiny a ztrátám na lidských životech.

Help Conquer Cancer

Jedním z nejmladších přírůstků do rodiny WCG je projekt Help Conquer Cancer, který byl spuštěn 6. listopadu 2007. Cílem tohoto projektu je vylepšit výsledky rentgenové krystalografie proteinů. Projekt nezkoumá jen neznámé části lidského proteomu, ale je zaměřen na zlepšení porozumění rakoviny, jejího rozrůstání a šíření do dalších částí těla a tyto poznatky by měly zlepšit postupy léčení. Projekt by měl také odhalit, které bílkoviny jsou proti rakovině odolné, či které s ní mutují. Díky výsledkům tohoto projektu bychom mohli mít možnost zjistit toto onemocnění mnohem dříve a také s ním úspěšněji bojovat.

BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2

K otestování milionů možných kombinací různých podmínek krystalizace se využívají robotické automaty, které dokážou podmínky měnit mnohem rychleji a přesněji než lidský pracovník. Výsledky těchto pokusů jsou následně fotografovány. Vědci v Hauptman-Woodwardově Výzkumném Zdravotnickém Institutu v Buffalu provedli více než 86 milionů krystalografických experimentů pro více než 9400 proteinů. Výsledkem jejich práce je nyní 86 milionů fotografií proteinů, které prošly rentgenovou krystalografií. Každý z těchto snímků je potřeba analyzovat k určení, zda se vytvořil dostatečně velký krystal, usazenina, mikrokrystal, či zda vůbec k nějaké změně došlo. Další výzvou byla obrovská velikost tohoto balíku dat, která činila 25 TB, což představuje více než 5000 DVD nosičů.

Zde pomohla společnost IBM, která celý projekt WCG zaštiťuje, a prostřednictvím svého superpočítače Blue Gene, na kterém běžel speciální komprimační algoritmus, se jí podařilo zredukovat velikost jednotlivých obrázků na přijatelnou mez bez ztráty detailního obsahu. Další výzvou, na kterou ovšem nestačí ani Blue Gene, je úplná analýza jednotlivých obrázků za účelem zjištění výsledku krystalizace. Tento proces na průměrném osobním počítači probíhá přibližně 10 hodin pro 1 snímek a vědcům by trvalo 100.000 let zanalyzovat všechny snímky.

Vylepšení rentgenové krystalografie umožní vědcům mnohem rychleji určit strukturu mnoha proteinů spojených s rakovinou. Výsledky povedou k lepšímu pochopení funkce těchto proteinů a rozšíří možnosti léčby této smrtelné choroby.

Nutritious Rice for the World

Dne 12.5.2008 byl spuštěn tento prozatím poslední z projektů WCG. Projekt řídí Computational Biology Research Group z katedry Mikrobiologie Univerzity Washington.

Cílem tohoto projektu je určit strukturu bílkovin hlavních druhů rýže. Účelem projektu je pomoci zemědělcům vypěstovat či vyšlechtit druhy rýže s vyššími výnosy a vylepšit jejich odolnost proti různým nemocem a škůdcům. Dalším cílem je genetickou úpravou zkoumat možnosti přidání celé škály dalších živin. Takto obohacené a odolné rostliny a jejich výnosy by mohly pomoci obyvatelům v oblastech s nedostatkem potravin.

BOINC - počítače všech zemí, spojte se 2/2

Hlad a podvýživa jsou v dnešní době velkým rizikem na celém světě. Téměř 30 procent světové populace trpí některou z forem podvýživy. Každý rok 10 milionů lidí zemře hladem a nebo nemocí, která s hladověním souvisí. Ve skutečnosti umírá každoročně více lidí z hladu a podvýživy, než na AIDS, malárii a tuberkulózu dohromady. Rýže je hlavní základní potravinou pro více než polovinu světové populace. 20% z celkového energetického příjmu potravin pro každého muže, ženu a dítě na světě pochází z rýže. V Asii více než 2 miliardy lidí přijímá 70% celkové energie jen z rýže a jejich vedlejších produktů. Zlepšení vlastností různých druhů rýže a jejich výnosů bude mít tedy pozitivní dopad na životy miliard lidí.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
163 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 78.3Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.