Viele Smartphones sind ein Supercomputer! am 27. Februar 2014
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Themen: BOINC , Forschende , Forschung , Lebenswissenschaften , PowerSleep , Thomas Rattei

Viele Smartphones sind ein Supercomputer!

Welche Verbindung besteht zwischen außerirdischer Intelligenz, Klimamodellen, dem Higgs-Boson, Krebserkrankungen und Proteindatenbanken? Richtig: in all diesen Wissensgebieten spenden Menschen aus aller Welt Rechenleistung ihrer Computer für die Forschung. Das Netzwerk dahinter heißt BOINC http://boinc.berkeley.edu, also „Berkeley Open Infrastructure for Network Computing“. Seit 2010 ist auch die Uni Wien ein Teil von BOINC, und zwar mit dem SIMAP-Projekt http://boincsimap.org.

Entstanden ist SIMAP 2004 an der TU München. Damals war das BOINC-Netzwerk gerade geboren worden, aus der erfolgreichen Vorläufer-Initiative Seti@Home . Damals hatten bereits viele zehntausende PCs an der Suche von Radiosignalen Außerirdischer mitgewirkt. Zwar hat die Suche bis heute keine Beweise für deren Existenz geliefert, doch wurde ein neues Prinzip wissenschaftlichen Rechnens etabliert: Verteiltes Rechnen auf weltweit verteilten individuellen PCs.

Thomas Rattei und sein Team
Thomas Rattei und sein Team

BOINC ist eine perfekte Ergänzung herkömmlicher Hochleistungsrechner, und zwar für wissenschaftliche Problemstellungen, die sich für eine Aufteilung in viele kleine, unabhängige Arbeitseinheiten eignen. Für unser SIMAP-Projekt, eine umfangreiche Datenbank von Proteinsequenzen und deren Ähnlichkeiten, erwies sich BOINC jedoch als ideal. Doch was ist eigentlich die Idee von SIMAP? Ganz einfach: Einen Überblick über die vielen Millionen Proteine zu erhalten, mit denen sich Biologie und Medizin befassen. Jeden Tag werden derzeit ca. 60.000 neue Proteine neu entdeckt bzw. neue Varianten von ihnen gefunden. Und ein Ende dieser Datenflut ist nicht absehbar – im Gegenteil. Die zunehmende Individualisierung der Medizin und die zunehmend molekularen Methoden der Biologie lassen die Datenberge immer schneller wachsen. SIMAP wird vor allem benötigt, um die komplexen Netzwerke der Proteinwechselwirkungen und -verwandschaften zu berechnen. Für mich ist dieses Arbeitsgebiet das interessanteste das ich mir vorstellen kann: Es verbindet Biologie, Medizin und Informatik und entwickelt sich mit rasanter Geschwindigkeit weiter.

Doch zurück zu BOINC: 2005 stellten wir die Berechnung von SIMAP auf BOINC um und waren damit das erste deutschsprachige Projekt in diesem Netzwerk. Die ersten Monate waren eine tolle Erfahrung. Das Projekt wurde von der Gemeinschaft begeistert aufgenommen und intensiv unterstützt. Anfangsprobleme wurden gemeinsam schnell gelöst und es entstand ein bis heute andauernder Dialog zwischen den Teilnehmern, die SIMAP auf ihren Computern berechnen, und uns als Projektbetreibern. Mit dem Wechsel meiner Arbeitsgruppe von der TU München an die Uni Wien übersiedelte auch das SIMAP Projekt von der Isar an die Donau.

Serverraum
Serverraum

Doch kein technischer oder wissenschaftlicher Erfolg währt lange, wenn er nicht weiterentwickelt wird. Dies betrifft auch BOINC. Die Idee von Seti@Home, das vor 15 Jahren ungenutzte Rechenzeit mittels eines Bildschirmschoners (wer kennt eigentlich heute noch diesen Begriff?) für die Wissenschaft nutzbar machte, geriet allmählich in den Hintergrund. Die BOINC-Gemeinschaft wächst nicht mehr, im Gegenteil. Wie ein kürzlich in der Zeitschrift „Nature“ erschienener Artikel konstatiert, sinken die Teilnehmerzahlen seit 2008. Virtuelle Anreize, die BOINC „credits“, scheinen nicht mehr attraktiv. Die Verkaufszahlen stationärer PCs gehen zurück, stattdessen nutzen wir immer mehr mobile Geräte. Auf diesen ist BOINC aufgrund der begrenzten Akku-Kapazitäten nur einsetzbar, wenn sie am Stromnetz angeschlossen sind. Wird BOINC also bald bedeutungslos werden?

Konzepte für die Erneuerung von BOINC werden viel diskutiert. So könnten kleine finanzielle Anreize für das Spenden von Rechenleistung gegeben werden oder die Berechnung kann mit spielerischen Aspekten verbunden werden. Ich glaube jedoch, dass BOINC vor allem auf eine Weise wieder aufleben kann. Es muss sich auf seine Wurzeln besinnen, also wieder zur Initiative der Massen werden. Es sollte wirklich ungenutzte Rechenleistung auf ganz simple Weise bereitstellen und die Teilnehmer an den wissenschaftlichen Erfolgen teilhaben lassen. Was heißt das heute, 15 Jahre nach dem Seti@Home Bildschirmschoner? BOINC muss künftig auf mobilen Geräten einwandfrei funktionieren und sehr einfach einzurichten sein. Am besten ist es mit einer Funktion verbunden, die wir alle im täglichen Leben brauchen. Und es muss die Wissenschaft und den Nutzen für die Gesellschaft in den Vordergrund stellen.

PowerSleep App

1606517_681365685248261_1254791930_oGibt es diese Zukunft bereits? Ja!! Im Pilotprojekt „Power Sleep“ haben Samsung Österreich und unser SIMAP-Projekt an der Uni Wien eine App entwickelt, mit der mobile Geräte nachts nach dem Aufladen des Akkus Arbeitspakete unserer SIMAP-Datenbank berechnet und die morgens mit einem freundlichen Weckton unseren Schlaf beendet.

PowerSleep App
PowerSleep App

Power Sleep ging am 14. Februar in Österreich online und hatte nach nur einer Woche schon mehr als 30.000 aktiv teilnehmende Smartphones und Tablets (Tendenz weiter steigend). Deren effektive Rechenleistung entsprach bereits ca. 4000 BOINC-PCs und –Notebooks. Die einzige Motivation ist es, „Gutes zu tun“. Jede Power Sleep App zählt daher die Stunden, die dem Projekt gespendet wurden.

 

Für mich als Projektleiter ist es ein tolles Gefühl, von einer so großen Gemeinschaft unterstützt zu werden. Mit Power Sleep berechnen wir Proteine und helfen so, wichtige Fragen in der Biologie und Medizin zu beantworten, Krankheiten zu heilen oder die Vielfalt der Lebewesen in unserer Umwelt besser zu verstehen. Wenn Power Sleep in Österreich weiterhin erfolgreich ist, dann wünschen wir uns, dass es bald in der ganzen Welt populär wird. Dann würde mit der App ein Supercomputer aus Smartphones entstehen, mit dem wir nicht nur Proteine analysieren und Krankheiten erforschen könnten, sondern auch Klimamodelle berechnen, Elementarteilchen nachspüren oder nach Signalen außerirdischer Intelligenz suchen.1890393_681365638581599_1029078203_o                                              Weitere Infos im uni:view Magazin: Mit einer App im Schlaf Gutes tun

 



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