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影響人類未來的網格計畫

2014.05.23
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合作轉載

文:歐敏銓

在《癌症研究,用你的手機盡一份心》這篇文章中,介紹了HTC Power to Give、柏克來大學的BOINC和三星的Power Sleep等App,都能夠運用Android智慧手機的閒餘運算資源來協助一些基礎科學的研究,本文就來進一步介紹一些對人類生命及社會影響深遠的網格研究計畫,它們正等待你的手機、平板、PC來參與呢。

SETI@home可以說是這類分散式運算的始祖之一,SETI意指「搜尋外星智慧」(Search for Extraterrestrial Intelligence),也就是透過網路運算資源共同來分析宇宙電磁波,以期發現外星文明是否存在。在Free-DC.org(DC指Distributed Computeing)中,目前運作中的專案就有120多個,研究面向非常廣博,知名的包括「 Einstein@home 」,是以愛因斯坦理論為依據的引力波分析計畫;「World Community Grid」則是 IBM 主持的世界性研究計畫。台灣也有一個「Quake-Catcher Network」計畫在進行中。

要介紹是介紹不完的,以下挑四個研究專案來簡單引介一下:

1. 對抗兒童癌症

(看過「姐姐的守護者」這部電影,就知道孩子們得到癌症是多大的不幸,也希望醫療科技能夠早日找到對策。圖片來源

「對抗兒童癌症(Help Fight Childhood Cancer)」項目的任務是尋找可以抑制與成神經細胞瘤(一種最常見的兒童實體瘤)關聯的三種蛋白質的藥物。確定這些藥物後,再結合化療,也許可以大大提高該疾病的治愈率。

成神經細胞瘤是兒童最常見的腫瘤之一,也是造成實體腫瘤患兒死亡的最常見原因。如果該項目取得成功,將有助於顯著提高成神經細胞瘤的治愈率,從而為根治這種至今仍令科學家們困惑不已的疾病提供突破口。

2. 全球營養水稻

飢餓和營養不良是全球最主要的健康問題。將近30% 的世界人口都存在某種形式的營養不良問題。每年全球有1000 萬人死於飢荒以及與飢荒相關的疾病。事實上,全球每年死於飢荒和營養不良的人比死於艾滋病、瘧疾和肺結核的人的總和還多。

大米是全球半數以上人口的主食。全球所有人的食物能量攝入總量中有20% 來自大米。單單在亞洲,就有超過2 億人的日常飲食能量的70% 來自大米及其副產品。 改良水稻品種以提高產量、健壯性和營養水平,將使幾十億人受益。

「全球營養水稻(Nutritious Rice for the World)」項目的目的是預測主要水稻品種的蛋白質結構。旨在幫助農民種植出具有更高產量、防病蟲害能力更強並具有各種生物學營養物質的水稻品種,從而為飢荒問題嚴重地區的人民帶來福音。

3. 清水運算

(據估計全球大約12 億人缺乏安全的飲用水。圖片來源

「清水運算(Computing for Clean Water)」項目的目的是在分子級別更深入地從基礎上研究如何使水流過新型奈米碳管過濾材料,進而有機會開發出更有效、成本更低的水過濾設施,協助發展中國家百姓取得更安全的飲用水。

缺乏清潔的水是發展中國家的許多地區所面臨的主要人道主義難題。估計有大約12 億人缺乏安全的飲用水,並且有26 億人缺乏或根本沒有衛生設施。每年有數百萬人(估計每天有約3900 名兒童)因不衛生的水而導致的疾病(尤其是痢疾)而死亡。

目前已存在過濾髒水的技術,但成本通常非常高。海水淡化可提供豐富的引用水,但同樣也受困於過濾成本。因此,針對水資源開發出高效、低成本的新過濾方法是極迫切的研究主題。

4. 蛋白質相似度矩陣

「蛋白質相似度矩陣SIMAP(Similarity Matrix of Proteins)」是一個由奧地利Vienna大學、GmbH和慕尼黑技術大學、德國生命與食物科技中心共同合作的研究計畫,研究主題是蛋白質同源計算序列,希望可以對這些序列數據提供專業檢索工具的資料庫。

小結

沒有牛頓的運動定律、愛因斯坦的相對論這些基礎科學理論,恐怕就沒有今日的文明社會。許許多多科學家仍默默地在進行著一些艱澀的基礎研究,一旦有了成果,有機會解決至今困擾世人的問題,如AIDS、癌症、水資源、地震預測等等。

這些計畫,一般人以為完全插不上手,但其實他們正在期待眾人的參與:分享一些手機、平板、PC的運算資源就好!

全文轉載自《INNOMAMBO創新曼波


作者簡介:現任INNOMAMBO總主筆兼創辦人,希望推動「社會科技創新」,即運用科技創新為社會、社群服務。除了是資深科技媒體人外,也是劇場工作者,現擔任文山人劇團團長。曾任CTIMES總編輯(2012 - 2013),現兼任CTIMES編輯總監(顧問職)。信箱:ou.owen@gmail.com

癌症研究,用你的手機盡一份心

2014.05.23
合作轉載

文:歐敏銓

(圖:HTC在MWC 2014發表Power to Give App,讓Android用戶可參與未來研究。圖片來源

為了拯救失去的銷售版圖,HTC曾重金請來《鋼鐵人》小勞勃道尼,拍了支代言廣告,相信你我都看過了,但你我也都失望了 - 看不到訴求與感動。

不過,今年2月在MWC上,HTC發表了一支App - HTC Power to Give(PTG),卻讓有心人眼睛一亮、對HTC的品牌印象大為改觀,因為只要裝上這支小小的App,每個人都能透過自己的手機,去參與一些改變世界的計畫。

如果你聽過SETI@Home這個計畫,就知道PTG想做的是利用手機的閒置運算能力去協助這類分散式運算的計畫。SETI的全名是Search for Extraterrestrial Intelligence,也就是透過網路運算資源共同來分析宇宙電磁波,以期發現外星文明是否存在。

「外星人」或找尋黑洞是很有趣的題目,但畢竟離我們的生活現實很遠。不過,更多對你我未來影響深遠的研究計畫正仰賴分散式運算的環境來加速計畫的實現。舉個例,有個針對兒童癌症的計畫,若靠研究團隊現有的運算能力,恐怕要花上8000年才能找出正確的治療方法,但透過PTC這類分散式運算程式及更多手機資源分享的協助,有機會縮短到兩年內達成可觀的成果。

PTG背後技術 - BOINC

事實上,HTC的PTG並非首創的分散式運算程式,早在PC世代,這種協同運算模式就已出現,而最知名的就是PTG背後的技術平台:BOINC。

BOINC是Berkeley Open Infrastructure for Network Computing的縮寫,顧名思義,這是由加州大學柏克萊分校發展出來的開放式網格計算平台,一開始正是為SETI@Home項目而設計,如今則海納各式各樣的研究計畫,也匯集全球各地志願者的電腦或移動裝置,提供運算能力給研究者。除了服務科學家,大學院校也可利用BOINC平台來建立虛擬校園超級運算中心,企業也能將 BOINC 用於桌面網格運算。

三星不落人後 - Power Sleep

除了PTG,元老級的BOINC更早就已推出Android版本的App,現在仍可下載的到;此外,三星在今年2月也推出了基於BOINC的一支App - Power Sleep,以時鐘及鬧鐘的功能做包裝,但同時能支援BOINC的SIMAP專案。

三星的Power Sleep App在2月14日於奧地利發佈,如今仍未有其他語言版本,支援Android 2.3以上版本。此軟體會在用戶睡覺充電時啟動Power Sleep,開始計算蛋白質序列,並將計算的結果傳送至奧地利維也納(Vienna)大學,加速對疾病治療所需數據的運算。

PTG運作模式

 

 

來看看HTC PTG的運作模式吧(BOINC及Power Sleep都一樣)。這類終端App為了不造成對手機或平板資源的負擔,都設計成當行動裝置處於充電狀態時,而且已充飽九成電時,才開啟運算,因此不致於用掉電池資源;此外,由於行動網路屬於付費服務,因此,PTG等App設定成只會透過Wi-Fi 傳輸數據。

HTC Power To Give、BOINC這類App可視為智慧手機和不同研究專案的中介軟體,它會與專案的伺服器連線,伺服器會向手機提供工作單位(Workunit,簡稱為WU),然後手機會對工作單位作運算,等待運算完成後,PTG/BOINC再將把結果上傳至專案伺服器。

專案伺服器負責協調各志願者手機的工作,包括發送工作單位、接收已處理的結果、核對大量的結果再作處理,成為研究人員需要的數據。由於個別的手機可能會在運算過程出現錯誤,所以伺服器一般會把同一工作單位傳送至多個志願者,並比較各個結果。

根據PTG下載說明,此軟體的系統需求是Android 4.3以上(含)版本,硬體方面則要求內建1.5GHz雙核心或1GHz四核心處理器,以及具備1GB RAM以上的記憶體。此外,為了避免手機過熱,當電池溫度超過40°C時,它就會停止運作。

一同來參與未來吧!

今日的手機運算能力不斷提升,從雙核、四核到八核,從32位元進化到64位元,其能力早已超乎平日使用的一般需求,而且全球手機的數量持續爆增,據估計全球已有10億支智慧型手機,如果這些處理能力能夠匯集在一起運算,其能力將遠遠超出最強大的超級電腦,若能通力合作去做一些有意義的事,必然能有很大的貢獻。

所以PTG/BOINC/Power Sleep這類App的推行,讓Android手機用戶有了在不知不覺中參與基礎科技研究的機會,能為改善世界盡一份力,那是何樂而不為?較可惜的是,,另一陣營的iPhone手機並未提供這類的App,據BOINC研究團隊指出,由於這種網格運算涉及CPU核心的配合,與蘋果的政策相違背,所以並不可行。但Android手機已遠超出iPhone了,在這裏也要為HTC和三星的「義舉」拍拍手。

最後,來看看PTG/BOINC可支持那些有意義的專案 - 非常多!包括治療癌症、阿茲海默症和 AIDS 等藥物的研究、對全球暖化的預測,以及發現新的脈衝星等等,基本上它們都是基礎科學的研究,但從這些科學本質的發現,可能帶動應用科技上的巨大突破,為人類及地球的未來帶來正向的改變。

若你興趣進一步了解這些專案,可閱讀此篇文章 - 影響人類未來的網格計畫

 

 

全文轉載自《INNOMAMBO創新曼波》


作者簡介:現任INNOMAMBO總主筆兼創辦人,希望推動「社會科技創新」,即運用科技創新為社會、社群服務。除了是資深科技媒體人外,也是劇場工作者,現擔任文山人劇團團長。曾任CTIMES總編輯(2012 - 2013),現兼任CTIMES編輯總監(顧問職)。信箱:ou.owen@gmail.com

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