Boinc

WCG работает на стыке гражданской науки, открытых данных и вычислительной биологии. Он дает возможность отдельным лицам вносить вклад в передовые исследования из собственных домов или с работы, предоставляя исследователям вычислительную мощность, необходимую для анализа огромных наборов данных и поиска ответов на некоторые из самых насущных вопросов, с которыми сталкивается человечество. Эта приверженность продвижению научных открытий привела к достижениям, ранее невообразимым с помощью обычных ресурсов.

Когда?

Как подробно описано в нашей предыдущей новостной статье, World Community Grid вышла в сеть в 2004 году с миссией решения проблем общества путем использования свободных вычислительных мощностей мира. IBM пожертвовала оборудование, программное обеспечение, технические услуги и поддержку хостинга для создания и запуска World Community Grid. Это была первая в своем роде благотворительная модель, использующая пожертвованную вычислительную мощность компьютеров от обычных людей для решения многих исследовательских вопросов в рамках отдельных проектов.

В сентябре 2021 года право собственности на World Community Grid было передано Jurisica Lab в Научно-исследовательском институте Крембила. Хотя переход был долгим, и путь был немного трудным, небольшая исследовательская группа, которая заменила большую корпоративную команду, сделала все возможное и продолжает вкладывать время и энергию в продолжение важного наследия и поддержки исследований, предоставляемых WCG. Будучи частью крупнейшей в Канаде больничной исследовательской организации, Jurisica Lab намерена использовать инфраструктуру WCG для ускорения открытий в области хронических заболеваний, включая рак, артрит и неврологические расстройства. Проекты, поддерживаемые WCG сегодня, добиваются успехов в новых областях, включая исследования артрита, где вычислительная мощность ускоряет идентификацию биомаркеров, и нейродегенерации, где основное внимание уделяется новым стратегиям лечения.

Что?

Сетка была вдохновлена ранними проектами, такими как Smallpox Research Grid, которая объединила более двух миллионов добровольцев из 226 стран для обработки более 35 миллионов молекул лекарств, для Министерства обороны США. Благодаря этим усилиям IBM и United Devices стали пионерами модели для глобальных краудсорсинговых исследований, которая с тех пор развилась для решения еще более широких социальных проблем.

С тех пор 32 проекта получили поддержку волонтеров WCG. Борьба с раком, СПИДом и COVID-19 была той, которая получила самую сильную поддержку со стороны волонтеров. Все исследователи очень благодарны за обширную поддержку, оказанную всем этим проектам.

Несколько проектов завершили свою первую фазу в 2024 году, включая OPN1, HSTB и SCC, и перешли на этапы проверки. По состоянию на ноябрь 2024 года единственными активными проектами являются Mapping Cancer Marker и African Rainfall Projects, но скоро появятся новые. (Следите за новостями!)

Рисунок 1. Годы ЦП, пожертвованные волонтерами на проект в год.

Кто?

За 20 лет к Grid присоединилось множество волонтеров. Удивительно, но к 16 ноября 2004 года к WCG присоединились 364 волонтера, которые в течение 20 лет оставались активными участниками, что стало основой для 814 834 волонтеров с 7 689 637 устройствами.

Известные организации также зарегистрировались в самом начале, включая Национальные институты здравоохранения, клинику Майо, Оксфордский университет, Благотворительный фонд Дорис Дьюк, Фонд рынка, Всемирную организацию здравоохранения и Программу развития ООН.

Научный центр имени Рубена Х. Флита, популярная достопримечательность Сан-Диего, стал первым культурным учреждением, присоединившимся к World Community Grid.

WCG также привлекла Ассоциацию тенниса США во время Открытого чемпионата США 2005 года.

По состоянию на ноябрь 2024 года участники в совокупности пожертвовали 2 618 517 лет вычислений, а 31 доброволец получил более 1 миллиарда кредитов. Спасибо.

Где?

Волонтеры WCG приезжают со всего мира, как показано на рисунке 2. Хотя в США насчитывается наибольшее количество волонтеров, в нескольких странах Европы и Азии насчитывается тысячи волонтеров.

Рисунок 2. Количество волонтеров в каждой стране, как они сами заявляют.

Хотя в некоторых странах всего несколько волонтеров, некоторые из них жертвуют огромные объемы вычислений на одного добровольца. В этом случае, в тройку лидеров входят Каймановы острова, где 3 пользователя в среднем предоставляют более 164 миллионов кредитов на одного добровольца; острова Теркс и Кайкос, где только 1 доброволец самостоятельно жертвует более 161 миллиона кредитов!; и Ангилья, где 4 волонтера в среднем предоставляют более 103 миллионов кредитов на одного добровольца. Какой пример преданности делу!

На рисунке 3 представлена карта, центрированная на трех странах, указанных выше, и среднее количество кредитов на одного волонтера в странах, представленных на карте.

Рисунок 3. Вид карты мира, показывающий ведущие страны по среднему количеству кредитов на одного волонтера.

Спасибо всем волонтерам, которые внесли свой вклад и поддержали WCG. Это было бы невозможно без всех вас!

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:

https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view

https://boinc.berkeley.edu/download_all.php

https://boinc.ru

Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.

https://github.com/BOINC/boinc

Ссылка на телеграмм https://t.me/TSCRussia

https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articl...

https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articl...

Просто запустив фоновое приложение на своих компьютерах, его сеть добровольцев могла помочь обработать огромные объемы данных, необходимые для исследования рака. Его первоначальной целью было создать 100-летнюю вычислительную мощность за один год. К его удивлению, он превзошел эту цель за два месяца благодаря подавляющей поддержке мирового сообщества. По мере распространения информации к инициативе Сойера присоединилось больше добровольцев, что помогло ему достичь 1000 лет вычислительного времени к следующему дню рождения его отца. Сегодня его сеть из 208 добровольцев внесла эквивалент более 1870 лет обработки данных в исследования рака.

Влияние усилий Сойера выходит далеко за рамки его семьи. Его сеть сыграла важную роль в продвижении проекта Mapping Cancer Markers Project, который фокусируется на выявлении маркеров, связанных с раком. Доктор Игорь Юришица, старший научный сотрудник Научно-исследовательского института Крембиля, своими глазами увидел, какую разницу дает такая поддержка.

«Как ученые, мы часто сталкиваемся с вычислительными задачами, превышающими доступные нам вычислительные мощности», — объясняет доктор Юришица. «Встреча с Томпсонами была для нас смирением; она напомнила нам о влиянии, которое могут оказать наши исследования, когда такие люди, как Сойер, объединяют людей, которым не все равно».

Ускоренный прогресс проекта — позволил команде изучить рак легких, рак яичников и расширить его, чтобы понять саркому — что позволило получить новые результаты для улучшения лечения и профилактики рака.

Семья Томпсонов недавно приехала из своего дома в Вашингтоне, округ Колумбия, в Торонто, где они посетили исследовательские центры Крембиля и встретились с учеными, которых они поддерживают.

Для Сойера этот опыт оживил цель его усилий. «Исследования — это то, что дает энергию для новых открытий, и они нужны нам больше, чем когда-либо», — говорит он, восхищаясь передовыми микроскопами и технологиями визуализации в Центре передовой оптической микроскопии Крембиля. Главным моментом визита стало то, что он поделился с исследователями 3D-печатной моделью мозга своего отца, уникальным и сентиментальным подарком, который он сделал из снимков МРТ после того, как опухоль Бретта была удалена. Бретт, который описывает модель как смесь «юмора об опухолях» и любви, считает, что она символизирует силу, которую его семья обрела среди своих испытаний.

Размышляя о том, как далеко они продвинулись, Бретт делится, как глубоко он тронут преданностью Сойера. «Это началось, как способ помочь мне, но переросло в то, что помогает многим другим», — говорит он с очевидной гордостью. Действительно, то, что начиналось как личное усилие, стало объединяющим кличем для семей по всему миру, пострадавших от рака. Один волонтер, известный под именем пользователя «Old Chap», присоединился к команде Сойера после того, как ему поставили диагноз, олицетворяя дух сообщества, который вдохновлял Сойера.

По мере того, как развивается путь Сойера, развивается и его видение будущего. Он продолжает искать способы использования технологий для общественного блага. В 18 лет он расширил свою работу от организации сети волонтерских компьютеров до создания веб-сайтов, разработки ботов и содействия усилиям по борьбе с пандемией, включая платформу, помогающую людям находить записи на вакцинацию от COVID-19. «Настоящая сила технологий — это не скорость или что-то в этом роде», — размышляет Сойер, — «а то, как вы используете их, чтобы оказать положительное влияние на мир».

Для тех, кто вдохновлен пойти по стопам Сойера, присоединиться к World Community Grid легко. Посетив Sawyer’s Cancer Fighting Network, волонтеры могут зарегистрироваться, загрузить приложение и стать частью всемирного движения, которое превращает обычные компьютеры в инструменты для выдающихся научных достижений. Как показывает успех Сойера, каждый может стать частью решения некоторых из самых больших мировых проблем, по одному вычислительному циклу за раз. Эта вдохновляющая история также заинтриговала репортера City News Фаизу Амин, которая взяла интервью у Сойера и его отца.

https://toronto.citynews.ca/video/2024/08/07/how-a-father-and-son-are-changing-the-strategy-around-cancer-research

https://www.helpsawyerfightcancer.com/

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:

https://boinc.berkeley.edu/wiki/Simple_view

https://boinc.berkeley.edu/download_all.php

https://boinc.ru

Ссылка на git-хаб, где лежат исходники программы-клиента BOINC.

https://github.com/BOINC/boinc

Ссылка на телеграмм https://t.me/TSCRussia

https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articleId=811

Обновление перезапуска ARP

Ранее команда ARP размещала на своих серверах в TU Delft все скрипты, данные и скомпилированные приложения, необходимые для подготовки входных данных для новых рабочих единиц.

Команда ARP предоставляла нам эти новые входные данные для загрузки, чтобы мы могли подготовить следующее поколение рабочих единиц и проиндексировать их в BOINC.

Вывод завершенных рабочих единиц, отправленный нам волонтерами, а затем от нас в TU Delft, был необходим, но недостаточен для подготовки следующего поколения рабочих единиц. Необходимо выполнить ряд шагов предварительной обработки, которые ссылаются на исходные метеорологические данные и данные о температуре поверхности, и это конвейер, который теперь размещен на серверах WCG для перезапуска ARP1 после того, как команда ARP любезно предоставила весь код скриптов и данные, а также полезную документацию.

В результате WCG теперь находится в лучшем положении для работы с научными группами по моделированию погоды в будущем. Мы также обсуждали возможное расширение до версии GPU программного обеспечения WRF с нашим ведущим научным экспертом Ллойдом А. Трейнишем.

https://www.mmm.ucar.edu/models/wrf

Каждая подзадача проекта ARP1, отправленная волонтерам в качестве рабочей единицы, отличается от других подзадач местоположением и временем. Каждая рабочая единица моделирует погоду в подрегионе, называемом доменом, и существует 35 609 перекрывающихся доменов, составляющих регион к югу от Сахары, для которого мы моделируем погоду с помощью приложения NCAR Weather Research Forecasting (WRF).

Каждый из этих доменов, чтобы завершить работу за разумное время на устройствах волонтеров, моделирует погоду в «поколениях», которые представляют собой просто 48-часовые интервалы, помеченные от 000 до 183, что в сумме составляет год моделирования погоды для региона.

Поскольку выходные данные предыдущего поколения используются в качестве входных данных для следующего поколения, граница должна в конечном итоге синхронизироваться по всем доменам для выполнения общих вычислений.

Некоторые домены могут отставать, а некоторые кластеры доменов, которые находятся достаточно далеко друг от друга, могут генерировать некоторые входы следующих поколений, не дожидаясь, пока их далекие соседи догонят. В прошлом мы теряли опыт предыдущего поколения, но перезапуск моделирования с начальных условий или контрольной точки возможен, и мы обычно назначаем более высокий приоритет этим рабочим единицам в BOINC, пока не догоним.

Рисунок 1. Прогресс в моделировании прогноза погоды для каждого субрегиона Африки к югу от Сахары. Дата начала моделирования на один год — 01.07.2018, а конец — при расчете данных за 30.06.2019.

Теперь мы можем использовать результаты, которые мы накопили во время перехода на хранилище в Делфтском техническом университете, и снова начать генерировать входные данные для следующего поколения рабочих единиц ARP1.

В большинстве случаев мы сможем продолжить с того места, на котором остановились, в ведущем поколении (большая часть которого находится между 130 и 140), и со временем, благодаря полной автоматизации сценариев, мы сможем подготовить постоянный поток рабочих единиц ARP1.

Благодарим команду ARP за постоянное партнерство с WCG. Благодарим всех волонтеров, которые помогли обработать первую фазу проекта, и заранее благодарим всех тех, кто поможет нам довести проект ARP до успешного завершения.

Команда WCG

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:

https://boinc.ru

Ссылка на телеграмм https://t.me/TSCRussia

Определение молекулярных маркеров и их комбинаций (сигнатур) позволяет нам выявлять заболевания на ранних стадиях (диагностические сигнатуры) и стратифицировать пациентов на подгруппы на основе моделей прогрессирования заболевания (прогностические сигнатуры). Последняя группа маркеров помогает определить, каким пациентам будут полезны определенные варианты лечения (прогностические сигнатуры). Проект Mapping Cancer Markers анализирует наборы данных с миллионами точек данных, собранных у пациентов с раком, для поиска таких диагностических, прогностических и предсказательных сигнатур.

С ноября 2013 года волонтеры World Community Grid пожертвовали более 905 700 процессорных лет проекту, помогая анализировать данные о раке легких и яичников и саркоме гораздо тщательнее, чем это было бы возможно в ином случае. Мы безмерно благодарны за эту постоянную поддержку.

Сосредоточившись на характеристике 26 наиболее часто встречающихся генов при раке легких, мы уже обсуждали VAMP1, FARP1, GSDMB, ADH6, IL13RA1, PCSK5, TLE3, HSD17B11 и KLF5 в предыдущих обновлениях MCM. Здесь мы излагаем информацию об ASTN2.

Исследование ASTN2

ASTN2 (Astrotactin-2) — это белок, который опосредует рециркуляцию ASTN1 (Astrotactin-1), молекулы адгезии нейронных клеток. Этот процесс включает в себя содействие интернализации ASTN1 обратно в нейрон и обеспечение его транспортировки по нейрону во время миграции нейронов (Uniprot).

Учитывая роль ASTN2 в центральной нервной системе, понятно, что он участвует в эмоциональных и когнитивных функциях. Данные свидетельствуют о том, что ASTN2 играет роль в расстройствах, связанных с мозгом и познанием, таких как болезнь Альцгеймера, психиатрические расстройства, умственная отсталость, восприимчивость к мигрени и мальформация Киари I типа.

При этом ASTN2 имеет низкую тканевую специфичность и экспрессируется во всех типах тканей, исследованных в Атласе белков человека. Соответственно, ASTN2 вовлечен в функцию почек, эндометриоз, остеоартрит, кардиометаболические признаки и хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ). Интересно, что эта связь с ХОБЛ является специфической для женщин. Потенциальная роль ASTN2 в ХОБЛ заслуживает внимания, поскольку исследования показали, что ХОБЛ и рак легких тесно связаны на молекулярном уровне.

Рисунок 1. Экспрессия ASTN2 в различных типах тканей (Атлас белков человека).

В соответствии с другими представленными нами генами, высокая экспрессия ASTN2 связана с более длительной выживаемостью при раке легких (Рисунок 2A). Примечательно, что эта связь присутствует только у женщин (Рисунок 2B), а не у мужчин (Рисунок 2C).

Рисунок 2. (A) Кривые выживаемости для пациентов с раком легких с низкой и высокой экспрессией ASTN2 (KMplot), (B) только для женщин и (C) только для мужчин.

Хотя наше внимание сосредоточено на раке легких, мы дополнительно изучили, связан ли ASTN2 также с другими типами рака. Как показано на рисунке 3, сравнивая раковые ткани с нормальными тканями, ASTN2 дифференциально экспрессируется в 13 из 22 проанализированных видов рака (обозначено красным текстом). Примечательно, что ASTN2 повышается в 8 из этих видов рака, тогда как снижается только в 5.

В литературе связь между ASTN2 и раком, по-видимому, недостаточно изучена, и опубликовано очень мало статей по этой теме. Однако одно исследование предположило, что ASTN2 связан с функцией легких, а другое исследование показало, что экспрессия ASTN2 повышена в клеточных линиях глиобластомы по сравнению с нормальными человеческими астроцитами.

Рисунок 3. Экспрессия ASTN2 в нормальной и раковой ткани для нескольких типов рака. Красный текст представляет собой значительную разницу между экспрессией в раковой ткани по сравнению с нормальной тканью (TNMplot).

Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пожалуйста, оставляйте их в этой теме, чтобы мы могли ответить!

Команда поддержки WCG

https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articleId=813

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:

https://boinc.ru

https://www.proteinatlas.org/ENSG00000148219-ASTN2/tissue

https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/article.s?articleId=781

Как мы сообщали в обновлении от июля 2023 года, частью этой проблемы было то, что поддержка хранилища командой ARP со стороны SURF, совместной ассоциации голландских образовательных и научно-исследовательских учреждений прекратили свое существование.

К счастью, Amazon Web Services (AWS) согласилась разместить данные, и таким образом начался процесс их перемещения. После завершения переезда команда ARP предпринимает шаги, чтобы сделать данные более доступными через платформу AWS, но эта работа все еще находится на ранних стадиях. В настоящее время основное внимание уделяется завершению подготовки новых рабочих блоков и созданию данных, необходимых для перезапуска ARP.

Обновление перезапуска ARP

Мы начали работу над возобновлением рассылки волонтерам рабочих модулей ARP1. Наши партнеры по исследованиям из Делфтского технического университета уже прислали нам большую часть необходимых сценариев и документации, которые мы рассмотрели и внедрили на месте.

В настоящее время мы ожидаем решения о том, получим ли мы остальные необходимые данные и код приложения напрямую или нам нужно будет воспроизвести эти компоненты из документации, предоставленной командой TU Delft. Мы оценили, что оба подхода осуществимы, и хотели сообщить волонтерам, что мы находимся на определенном пути к перезапуску ARP1 в ближайшие недели.

Сроки возможного перезапуска этого проекта зависят от информации от команды ARP.

Если требуемый код и данные не полностью доступны нам, нам нужно будет создать недостающие компоненты конвейера для создания новой работы ARP1 и подтвердить, что мы можем воспроизвести те же входные данные, которые мы ранее получали от серверов TU Delft.

В любом случае, никаких изменений и действий со стороны добровольцев для облегчения процесса не потребуется, и когда ARP1 перезапустится, распределение рабочих единиц будет таким же, как и раньше.

Рисунок 1. Пример агрегата. Каждый блок состоит из трех вложенных доменов (однонаправленных) с разрешением соответственно 9 км, 3 км и 1 км.

https://www.worldcommunitygrid.org/forums/wcg/viewthread_thread,46631_offset,0#696179

Спасибо команде ARP за постоянное сотрудничество с WCG. Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии, пожалуйста, оставьте их в этой теме, чтобы мы могли ответить.

Хотите принять участие в распределенных вычислениях, тогда, Вам сюда:

https://boinc.ru