IBM спасает воду на планете

Созданная корпорацией IBM международная сеть World Community Grid, объединяющая компьютеры пользователей Интернета со всего мира и безвозмездно предоставляющих свои вычислительные ресурсы для помощи ученым в решении глобальных гуманитарных проблем, сегодня анонсировала ряд новых проектов, цель которых — поиск способов производства чистой и безопасной воды. Качественная вода становится все более дефицитным продуктом массового потребления, которого сегодня лишены, по меньшей мере, 1,2 млрд. человек во всем мире.

Один из этих проектов будет моделировать взаимное влияние человеческого поведения и процессов экосистемы на территориях крупных водоразделов, таких как Чесапикский залив. Другие проекты будут исследовать новаторские способы фильтрации воды и искать эффективные методы лечения инфекционных болезней, передающихся через воду.

Для того чтобы ускорить выполнение этих проектов, уменьшить расходы и повысить точность результатов вычислений, ученые будут использовать поддерживаемую IBM сеть World Community Grid для осуществления онлайнового имитационного моделирования, проведения математических расчетов и проверки гипотетических сценариев. Вычислительные ресурсы предоставляются сетью, объединяющей 1,5 млн. подключенных к Интернету персональных компьютеров, принадлежащих 600000 добровольцев со всего мира. Компьютеры сети World Community Grid выполняют вычислительную работу для ученых в периоды, когда эти ПК не задействованы своими владельцами. Ученые также используют вычислительные мощности World Community Grid — эквивалентные одному из самых быстродействующих суперкомпьютеров в мире — для создания экологически чистых источников энергии, разработки передовых методов лечения болезней и производства безопасных для здоровья продуктов питания.

Университет Вирджинии (University of Virginia) будет задействовать ресурсы World Community Grid в рамках инициативы Watershed Sustainability Project для поддержки своего проекта "UVa Bay Game/Analytics", который моделирует эффекты воздействия решений, принимаемых людьми в сферах промышленности, сельского хозяйства и коммерции, на экологию Чесапикского залива. Этот залив является жизненно важным водоразделом на Восточном побережье США, охватывая территорию площадью 64000 квадратных миль (165760 квадратных километров) с приливо-отливной береговой полосой в 11600 миль (18664,4 километра), которая служит домом для почти 17 млн. человек. Проект будет моделировать и анализировать результаты решений, принимаемых в часто конкурирующих между собой интересах рыбаков, фермеров, строительных проектных фирм и застройщиков, проектировщиков электростанций, экспертов по охране окружающей среды, специалистов в области лесного хозяйства, градостроительных проектных организаций и т.д. Лучшее понимание потенциальных результатов комплексных пересекающихся решений может помочь обществу управлять водоразделами более эффективно.

<Через это сотрудничество Университет Вирджинии и сеть World Community Grid привлекают новые ресурсы для улучшения будущего Чесапикского залива, — отметил Филипп Кусто (Philippe Cousteau), соучредитель компании Azure Worldwide, которая помогла разработать игру-симулятор UVa Bay Game. — Ответственное и эффективное управление и контроль комплексных водоразделов является крупномасштабным предприятием, которое должно обеспечивать баланс потребностей каждой уникальной среды с нуждами сообществ. Я уверен, что благодаря этому партнерству мы получим инструменты, которые помогут нам найти правильное решение этой проблемы>.

Другой новый проект, связанный с водными ресурсами, получивший название "Computing For Clean Water", направлен на поиск более эффективных и действенных методов фильтрации воды. Этот проект в настоящее время реализуется в недавно открытом Центре новой многофункциональной механики (Centre for Novel Multidisciplinary Mechanics) при Университете Цинхуа (Tsinghua University) в Китае. Цель состоит в разработке способов фильтрации и очистки загрязненной воды, а также опреснения соленой воды и превращения ее в питьевую воду — при меньших финансовых издержках, сложности и энергозатратах, чем у существующих методов.

Усилия ученых будут направлены на уменьшение давления и энергозатрат, необходимых для пропускания воды через микроскопические, нанометрового размера поры в углеродных трубках. Эти микроотверстия не пропускают вредные органические вещества при протекании сквозь трубки воды. Ученым нужно будет выполнить на компьютерах миллионы имитационных сценариев для моделирования взаимодействия молекул воды друг с другом и со стенками этих углеродных нанотрубок.

Китайский Университет Цинхуа руководит исследованиями, в которых участвуют ученые со всего мира, в частности, из Университета Сиднея (University of Sydney) (Австралия) и Университета Монаш (Monash University) в Мельбурне (Австралия), а также из Городского центра кибернаук (Citizen Cyberscience Centre), который расположен в Женеве, Швейцария. Проект, получивший название CAS@home, запущен по инициативе Академии наук Китая с целью пропаганды участия добровольцев в научных исследованиях. Хостинг этого проекта осуществляет Институт физики высоких энергий (Institute of High Energy Physics) в Пекине.

Третья инициатива, которую будет реализовывать с привлечением вычислительных ресурсов сети World Community Grid бразильская организация Inforium Bioinformatics совместно с FIOCRUZ-Minas, направлена на поиск эффективных средств лечения шистосомоза (schistosomiasis) — чрезвычайно опасной болезни, распространенной в тропических регионах. Эта болезнь вызывается паразитирующими организмами, которые зарождаются и переносятся через воду. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила это заболевание в список болезней, которые<крайне необходимо держать под контролем>("highly necessary to control"). Эта болезнь убивает от 11000 до 200000 человек ежегодно и инфицирует около 210 млн. человек в 76 странах. От этой болезни особенно страдают слаборазвитые страны — ежегодный суммарный показатель т.н.<бремени болезни>(disability-adjusted life year, годы жизни, скорректированные по нетрудоспособности) здесь составляет 1,7 млн. лет. Несмотря на то, что препарат Празиквантел (Praziquantel) эффективно применяется для лечения шистосомоза вот уже более 25 лет, озабоченность ученых вызывают штаммы, которые могут стать резистентными к этому лекарственному средству.

Исследователи теперь будут пытаться определить белок человека, который потенциально может стать объектом лекарственной терапии. Они будут использовать сеть World Community Grid для сортировки 13 млн. сложных соединений в базе данных zinc.docking.org и отбора 180 белковых структур, которые поражает (вовлекает в патологический процесс) паразитирующий организм шистосомоза. Хотя данная работа может и не привести к быстрой разработке новых лекарственных препаратов, она будет чрезвычайно полезна для исследования этой болезни учеными во всем мире.

IBM безвозмездно выделяет аппаратные средства, программное обеспечение, технические сервисы и квалифицированные кадровые ресурсы для формирования инфраструктуры World Community Grid и обеспечивает бесплатный хостинг, обслуживание и поддержку.

<Я могу привести лишь несколько инициатив глобального масштаба, более важных, чем гарантия того, что люди на всей планете могут пользоваться чистой водой, — подчеркнул Стэнли С. Литоу (Stanley S. Litow), вице-президент IBM по корпоративным вопросам и корпоративному гражданству (Corporate Citizenship & Corporate Affairs) и президент фонда IBM Foundation. — Более того, напомню, что это является одним из основополагающих прав человека и считается характерным признаком разумного и гуманного общества. Именно поэтому IBM очень гордится своей помощью ученым в использовании ресурсов World Community Grid, чтобы они добились успеха на этом жизненно важном направлении>.

За последние 100 лет потребление воды в мире выросло в два раза по сравнению с показателем роста численности населения. Согласно прогнозу ООН, почти половина населения Земли будет испытывать острую нехватку воды к 2025 году.

Пользователи могут безвозмездно предоставлять машинное время своих компьютеров для этого и многих других гуманитарных проектов, зарегистрировавшись на Web-сайте www.worldcommunitygrid.org и установив небольшую бесплатную безопасную программу на свои ПК, работающие под управлением операционных систем Linux, Microsoft Windows или Mac OS. В периоды бездействия или в режиме паузы при выполнении легких заданий компьютеры добровольцев запрашивают данные у сервера World Community Grid, на котором выполняется программное обеспечение Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), обслуживаемое Университетом Беркли и поддерживаемое Национальным научным фондом (National Science Foundation) при правительстве США.