スーパーコンピューターは現代科学に欠かせないものです。私たち人間が単独で完了するには長い年月がかかる数値を計算し、計算を実行することで、ハリケーンの飛行経路の予測、核災害のシミュレーション、実験薬が人間の細胞にどのような影響を与えるかをモデル化するなど、他の方法では不可能なことを行うのに役立ちます。しかし、そのコンピューティング能力には文字通り代償が伴います。スーパーコンピューターに依存した研究は費用がかかることで有名です。研究機関がスーパーコンピューターの 1 時間の使用に 1,000 ドル以上、必要なハードウェアによってはそれ以上を支払うことも珍しくありません。
しかし最近では、大型で高価なスーパーコンピューターに頼るのではなく、計算量の膨大なニーズを満たす別の方法、つまり分散型スーパーコンピューターに目を向ける科学者が増えています。おそらくこれについて聞いたことがあるでしょう。特定のタスクを実行するために単一の中央集中型コンピューターに依存する代わりに、このクラウドソーシング スタイルのコンピューティングでは、通常は家庭の PC またはスマートフォンで特別なソフトウェアを実行することによって、ボランティアの分散ネットワークから計算能力を引き出します。これらのボランティアのコンピュータは、個々には特に強力ではありませんが、十分な量を組み合わせると、その集合的な能力は中央集中型のスーパーコンピュータの能力を簡単に上回り、多くの場合、数分の一のコストで済みます。
ここ数年、この種のピアツーピア コンピューティング プロジェクトはルネッサンスのようなものを経験しており、デバイスの処理能力が向上し続けるにつれて、科学における次の大きなものはポケットの中にある スマートフォン になる可能性があるようです。 。
誕生とブーム
ボランティア コンピューティングの概念は何十年も前から存在していましたが、実際に普及し始めたのは、パーソナル コンピュータが米国の多くの家庭に普及した 1990 年代後半になってからでした。
1999 年、カリフォルニア大学バークレー校とスタンフォード大学の研究者が 2 つのプロジェクトを立ち上げ、メディアでかなり取り上げられ、広く採用されました。SETI は、PC ユーザーにサインアップして CPU に電波望遠鏡のデータを分析させるよう奨励し、 Folding@home はそれを利用しました。複雑なタンパク質を折りたたむための計算能力。
どちらのプロジェクトも大衆の間で大ヒットしました。実際、SETI@Home では、初期の関心が爆発的に高まり、プロジェクトのサーバーが圧倒され、 頻繁にクラッシュが発生しました 。しかし、その大成功の後、最終的に関心は横ばいになり、衰退し、最終的にプロジェクトの作成者は ことになりました。
しかし、Folding@home は同じ運命をたどりませんでした。 SETI@home プロジェクトが終了に近づいた頃、Folding@home が輝ける機会が現れました。それは、 の発生です。パンデミックが発生した直後、100 万人を超える新たなボランティアがプロジェクトに参加し、事実上、世界最速のスーパーコンピューターに相当するもの、つまり上位 500 の従来のスーパーコンピューターを合わせたよりも強力なものが作成されました。彼らの仕事は単純ですが、タンパク質を折りたたむという、 感染症を含む最も複雑な病気のいくつかを解明するのに役立ちました。
タンパク質は、たとえばウイルスがどのように人間の免疫系に反応し、それを汚染するのかを理解するために非常に重要です。本来の状態では、タンパク質は折りたたまれた形状になっており、それが開いて、たとえば、私たちの体の防御に結合して抑制します。治療法を設計するために、科学者はシミュレーションを実行してタンパク質の展開シーケンスを調べますが、これは多大なリソースと時間のかかるプロセスです。そこで Folding@home が介入します。これにより、コストが大幅に削減されるだけでなく、開発が数か月、場合によっては数年も加速されます。
Folding@home ボランティアがソフトウェアをインストールすると、彼らのマシンはより大きなタスクの一部を引き受け、バックグラウンドで処理します。結果はクラウド経由で研究グループの研究室に送り返され、そこで照合され、検討されます。
いくつかの場合において、画期的な結果が得られました。 2021 年、科学者たちは、主に Folding@home のコンピューティング能力の急増のおかげで、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) の亜種がなぜより壊滅的なものであるのかを発見することができました。さらに、現在臨床試験に向けて進んでいる新型コロナウイルス感染症（COVID-19）抗ウイルス薬の開発にも貢献した。さらに、Folding@home は、アルツハイマー病、パーキンソン病、癌などの他の病気に対する多くの重要な進歩も促進しました。
クラウドソーシング コンピューティングがなければ、Folding@home のディレクターであり、ミズーリ州セントルイスのワシントン大学医学部准教授であるグレゴリー R. ボウマン博士は次のように述べています。私たちにとっても、他のほとんどの人にとっても、それは経済的に実行不可能になります。」同氏はさらに、「コンピューティング能力は状況を一変させます。」と付け加えました。
新しい種類の市民科学
興味深いことに、科学者がスマートフォンの力を活用しているのは、Folding@home のようなプロジェクトだけではありません。場合によっては、生のコンピューティング能力が特に重要ではなく、研究者は単により広範囲の情報、つまり世界中に散らばる何千人もの人々だけが収集し提供できる情報を必要としているだけです。
たとえば、今年 3 月、欧州宇宙機関は、人々の スマートフォンに内蔵されている GPS 受信機を創造的に活用することで天気予報アプリの改善を目指す Camaliot キャンペーンを開始しました。ご存知のとおり、携帯電話がナビゲーションのために衛星に ping を送信すると、衛星は時刻と位置を応答し、携帯電話は各メッセージの到着にかかった時間に基づいて現在地を計算します。各信号にかかる時間により、科学者は大気中の水蒸気量などの大気の特性をより正確に知ることができ、より正確な降雨予測の予測に役立ちます。ただし、ESA チームがこのアクティビティを実行できる場所は限られています。
Camaliot アプリを使用すると、世界中の Android スマートフォン所有者が ESA のプロジェクトに貢献できます。人々の電話から衛星に繰り返しpingを送信し、収集した応答データをESA基地に送り返します。
ESAはカマリオットを利用して、電離層の観点から関心が高く、ESAの地理空間限定集中型手法では十分にカバーされていないアフリカなどの地域からデータを収集したいと考えていると欧州宇宙機関科学総局のビセンテ・ナバロ氏は述べた。カマリオットキャンペーンのリーダーであるとデジタルトレンドに語った。
チッピングイン
しかし、疑問は残ります。なぜ誰もが自分のデバイスの電源を無料で貸し出すのでしょうか?これは電気代の高騰に加えて、携帯電話やコンピュータのパフォーマンスや健康状態にも影響を与えます。しかし、こうしたマイナス面があっても、2007 年からタンパク質をフォールディングしているサウンド デザイナーのジェフリー ブライスのような多くの人にとって、答えはかなり単純です。それは良いことをすることです。
「私はしばらくの間、暗号通貨に興味を持っていました」とブライス氏は言いました。「しかし、同じハードウェアを Folding@home に使用する方が、より良い、より倫理的、そしてより慈善的な機器の使用法のように思えました。」
他の人にとっては、それは不労所得の源です。参加を促すために、一部の主要なFolding@homeグループは寄付主導の暗号コミュニティを設立し、寄付に応じてドージコインなどの通貨を毎週配布している。カマリオットも同様に、トップコントリビューターにバウチャーを贈呈しています。
コンピュータチップがあらゆるものに浸透する中、Folding@home ボランティアに報酬を与えるための暗号通貨である CureCoin の創設者であるジョシュ スミスは、クラウドソーシングによる科学プロジェクトのさらに明るい未来を予想しています。 「私たちが高い生産能力目標を達成できれば、地球の将来への波及効果は決して忘れられないものになるでしょう」と彼は言いました。