کامپیوترهای شخصی؛ سربازان قدرتمند نبرد با کرونا

شاید شما هم احتمالا درباره پروژه Folding@home، چیزهایی شنیده باشید. نرم‌افزار این پروژه روی کامپیوتر نصب می‌شود و به پژوهشگران برای حل مسائل پیچیده علمی که نیاز به محاسبات پیچیده و سنگینی دارد با استفاده از پردازنده‌های کامپیوترهای شخصی کمک می‌کند. این بار یک اتحاد جهانی برای مقابله با نوع جدید ویروس کرونا شکل گرفته است. در‌ ماه گذشته، شبکه داوطلبانی که این نرم‌افزار را نصب کرده‌اند بسیار گسترده و باعث شد تا این پلتفرم فراتر از قدرتمندترین ابررایانه‌های جهان عمل کند.
این ابرکامپیوتر درواقع با استفاده از قدرت کامپیوترهایی که کاربران برای چندین ساعت نیازی به آنها ندارند، ایجاد شده و برای بررسی تاشدگی پروتئین مورد استفاده قرار می‌گیرد.
Folding@Home هم در واقع سازمانی است که قدرت محاسباتی توزیع شده را مدیریت می‌کند. به‌گفته گروگ بومن که بیوشیمیست و مدیر Folding@home است، حدود 700هزار اپراتور جدید Folding@home در هفته‌های اخیر به این برنامه پیوسته‌اند. این افزایش چشمگیر، بیش از 30هزار نفری است که به‌طور معمول در یک زمان می‌توانند Folding@home را اجرا کنند.
این افزایش همچنین تفاوت زیادی را در قدرت محاسباتی ایجاد می‌کند. Folding@home چندی پیش به قدرت پردازش فوق‌العاده ۲.۴اگزافلاپس دست پیدا کرد که سریع‌تر از ترکیب 500ابررایانه برتر جهان به‌حساب می‌آید.
در واقع این ابرکامپیوتر که از اتحاد پردازنده‌های معمولی تشکیل شده حالا ۶برابر سریع‌تر از سریع‌ترین ابررایانه کنونی جهانی یعنی سامیت IBM است.
برای اینکه این میزان قدرت مشخص شود باید بدانید که کنسول جدید Xbox One Series X که امسال عرضه می‌شود، وعده قدرت پردازش گرافیکی 12ترافلاپ را داده است و این در حالی است که برای ایجاد یک اگزافلاپ به یک میلیون ترافلاپ نیاز دارید.
این موضوع قدرت کامپیوترهای معمولی خانگی را نشان می‌دهد. کار اصلی Folding@home مدل‌سازی‌ چگونگی رفتار پروتئین‌ها که بسیاری از عملکردهای اصلی بیولوژیکی را در بدن پشتیبانی می‌کنند، است.
یکی از این عملکردها آلودگی به ویروس است: گروه Folding@home به‌طور خاص به‌دنبال این است که مشخص کند چگونه «زایده­‌های» ویروس
SARS-CoV-2 (که در واقع از 3پروتئین تشکیل شده است)، خود را به سلول‌های انسانی متصل و بدن انسان را آلوده می‌کنند.
این 3پروتئین که زایده‌ها برای چسبیدن به سلول‌های انسانی ACE2 از آن استفاده می‌کنند، بسیار شبیه به دهان شخصیت دموگورگون در فیلم «چیزهای عجیب» است. این گروه تحقیقاتی حتی به آن لقب هیولا داده‌اند.
این می‌تواند راه اصلی نفوذ ویروس جدید کرونا به بافت‌های بدن انسان باشد. بنابراین مسدودکردن آن می‌تواند در اقدامات آینده درمانی بسیار مهم باشد. اگر بتوانیم اطلاعات بیشتری در مورد نحوه عملکرد پروتئین‌های این زایده به‌دست آوریم (یعنی همان کاری که شبیه‌سازی‌‌های رایانه‌ای به‌وسیله Folding@home انجام می‌دهند)، در این صورت می‌توانیم داروهای مناسب‌تری را برای متوقف­کردن آنها تولید کنیم.
بومن در وبلاگ Folding@home می‌نویسد: اگر سعی کردید که بازشدن زایده را در رایانه منزل خود شبیه‌سازی کنید، با خوش­‌شانسی می‌توانید حتی بخشی از این روند را طی 100سال آینده هم ببینید.
جادوی Folding@home این است که این برنامه مدل‌سازی‌ رایانه‌ای پروتئین‌های پیچیده را به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم می‌کند که پس از آن می‌توان آن را در هزاران رایانه در سراسر جهان توزیع کرد و هر کسی می‌تواند یک تکه از آن را داشته باشد. هر زمان که تصمیم گرفتید این نرم‌افزار را نصب و آن را اجرا کنید، از همان میزان موجود قدرت پردازشی رایانه خود استفاده می‌کنید (شما به‌هیچ‌وجه به یک کامپیوتر با قدرت زیاد احتیاج ندارید). اگر می‌خواهید این کار را انجام دهید، این نرم‌افزار هنگامی اجرا می‌شود که تشخیص دهد از کامپیوتر خود برای هیچ کار دیگری استفاده نمی‌کنید.
تعداد زیادی از پروژه‌های مرتبط با ویروس کرونا هم در Folding@home در حال انجام هستند: داده‌هایی برای ارزیابی اثربخشی داروهای بالقوه‌ای که اکنون در آزمایشگاه‌ها آزمایش  و پردازش می‌شوند و کارشناسان تجزیه و تحلیل می‌کنند که چگونه ویروس کرونا، سلول‌ها را پس از عفونت کنترل می‌کند.
مهم نیست که کامپیوتر شما چقدر کند کار می‌کند یا چه مدت زمان لازم است تا محاسبات در
Folding@home انجام شود. هر تلاشی که شما در این راه انجام می‌دهید، پژوهشگران را به درمان‌های بهتر و محافظت در برابر کووید-19 نزدیک‌تر می‌کند.
با رسیدن به عدد 700هزار، اکنون Folding@home امیدوار است که از مرز یک میلیون کاربر عبور کند. شما هم اگر داوطلب کمک هستید می‌توانید این نرم‌افزار را از آدرس https://foldingathome.org به‌صورت رایگان دانلود کنید.
تقریبا 20سال پیش بود که دانشکده‌های گروه شیمی دانشگاه استنفورد این پروژه محاسباتی را اجرا کردند. آنها به‌دنبال فهم این موضوع بودند که چگونه پروتئین‌ها خود را سازماندهی می‌کنند و چرا این فرایند گاهی اوقات دچار خطا و باعث بیماری‌هایی مانند سرطان و  آلزایمر می‌شود.

کمک به کشف درمان کووید-19
مهم نیست که کامپیوتر شما چقدر کند کار می‌کند یا چه مدت زمان لازم است تا محاسبات در Folding@home  انجام شود. هر تلاشی که شما در این راه انجام می‌دهید، پژوهشگران را به درمان‌های بهتر و محافظت در برابر کووید-19 نزدیک‌تر می‌کند