| SETI@Home | |
|---|---|
| Typ | Distribuovaná výpočetní technika |
| Vývojář | UC Berkeley |
| Jazyky rozhraní | Vícejazyčný, včetně ruštiny |
| První vydání | 17. května 1999 |
| Hardwarová platforma | Multiplatformní software |
| Nejnovější verze | 7.6.22 ( 30. prosince 2015 ) |
| Testovací verze | 7.2.42 ( 28. února 2014 ) |
| Stát | Dokončeno |
| Licence | LGPL (jako součást BOINC) |
| webová stránka | setiathome.berkeley.edu |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
SETI@home (z angl. Search for Extra-Terrestrial Intelligence at Home - hledání mimozemské inteligence doma) je vědecký neziskový dobrovolný počítačový projekt na platformě BOINC , vytvořený výzkumným střediskem SETI na University of California. v Berkeley s využitím volných počítačových zdrojů na dobrovolnických počítačích [1] k analýze rádiových signálů přijatých projektem SETI . Projekt je podporován UC Berkeley Space Science Laboratory a je součástí celosvětových iniciativ SETI.
SETI@home byl poprvé představen široké veřejnosti 17. května 1999 [2] [3] [4] . Poté byl hodnocen jako třetí největší probíhající výzkum využívající distribuované výpočty přes internet, po projektu Mersenne Prime Search , který byl zahájen v roce 1996 a podporovaný distribuovaným.net v roce 1997. Spolu s MilkyWay@home a Einstein@Home jde o třetí velký projekt svého druhu, jehož hlavním cílem je prozkoumat mezihvězdné jevy.
Za 20 let projektu byla zpracována všechna dostupná data. Dne 31. března 2020 přestal SETI@home odesílat uživatelům nové úkoly. Projekt je zmrazen [5] [6] .
Jeden přístup k hledání mimozemských civilizací , SETI Radio Searches [7] , využívá radioteleskopy k hledání úzkopásmových rádiových signálů z vesmíru . Pravděpodobně bude mimozemská civilizace používat rádiovou komunikaci (pozemské rádiové stanice lze zachytit z blízkých hvězdných systémů s dobrým přijímačem). Pokud jsou v rádiovém signálu periodicky se opakující prvky, nebude obtížné je detekovat výpočtem Fourierovy transformace pro záznam z rádiového přijímače . Tyto opakující se signály mají být umělé povahy a jejich detekce tedy nepřímo potvrdí přítomnost mimozemské technologie. Signály přijímané radioteleskopem sestávají především ze šumu produkovaného nebeskými objekty, rádiovou elektronikou, satelity , televizními věžemi a radary . Moderní projekty pro SVR (Search for Extraterrestrial Intelligence nebo SETI ) v rádiovém dosahu využívají digitální technologie pro analýzu dat. Rádio SETI vyžaduje neuvěřitelný výpočetní výkon, protože výpočet Fourierovy transformace je úkol extrémně náročný na zdroje a v tomto případě je násoben obrovským množstvím příchozích informací.
Dva původní cíle SETI@home byly:
Předpokládá se, že druhého z těchto cílů bylo plně dosaženo. V současné době poskytuje prostředí BOINC, vyvinuté společností SETI@home, podporu mnoha výpočetně náročných projektů napříč širokým spektrem oborů.
Prvního z těchto cílů ještě nebylo dosaženo a nepřinesl definitivní výsledky: SETI@home neshromáždil žádné důkazy o signálech mimozemské inteligence . Výzkum však pokračuje, založený na myšlence, že použitá pozorovací metoda je správná. Zbytek tohoto článku se zabývá konkrétně počátečními pozorováními a analýzou SETI@home. Naprostá většina oblohy (přes 98 %) musí být ještě prozkoumána a každý bod na obloze musí být opakovaně prozkoumán, pokud je minimální šance na nalezení požadovaného signálu.
SETI@home hledá možné důkazy rádiových signálů mimozemské inteligence pomocí pozorovacích dat z radioteleskopu Arecibo a teleskopu Green Bank [8] . Potřebná data se shromažďují na pozadí, zatímco samotné dalekohledy se používají pro jiné vědecké programy. Data přijatá z napájení [9] radioteleskopu jsou zaznamenávána ve vysoké hustotě na magnetickou pásku (zaplnění přibližně jedné 35 GB DLT pásky za den).
Data jsou poté rozdělena na malé části podle frekvence a času a analyzována softwarem při hledání jakýchkoli signálů – variací, které nelze připsat šumu, a proto obsahují informace. Během zpracování jsou data z každé pásky rozdělena [10] do 33000 bloků po 1049600 bytech, což je 1,7 sekundy doby záznamu z dalekohledu. Poté je 48 bloků převedeno na 256 výpočtových úloh, které jsou odeslány na minimálně 1024 počítačů účastníků projektu.
Pomocí distribuovaného počítání posílá SETI@home miliony dat k analýze do místních domácích počítačů a tyto počítače pak hlásí výsledky. Po zpracování jsou výsledky přeneseny počítačem účastníka projektu do Space Sciences Laboratory (SSL) Kalifornské univerzity v Berkeley ( USA ) pomocí softwaru BOINC .
K projektu se může připojit každý uživatel osobního počítače s přístupem k internetu (tento přístup poskytuje nebývalý výpočetní výkon díky velkému počtu počítačů zapojených do zpracování dat). Obtížný problém analýzy dat tedy spočívá v uvážlivém využívání vypůjčených počítačových zdrojů s pomocí velké internetové komunity.
Software hledá pět typů signálů, které je odlišují od šumu [11] :
Existuje mnoho možností, jak může být signál mimozemské inteligence ovlivněn mezihvězdným médiem a také pohyb jeho zdroje původu vůči Zemi. Potenciální „signál“ je tedy zpracováván mnoha způsoby (i když ne absolutně všemi detekčními metodami nebo scénáři), aby byla zajištěna nejvyšší pravděpodobnost jeho odlišení od blikajícího šumu, který je již přítomen ve všech směrech vnějšího prostoru. Například jiná planeta se pravděpodobně bude pohybovat rychlostí a zrychlením vzhledem k Zemi, a to posune frekvenci potenciálního „signálu“. Kontrolu zpracováním „signálu“ do určité míry provádí SETI@home.
Proces je poněkud podobný ladění rádia na různé kanály, ale musíte se podívat na měřič síly signálu. Zvyšuje-li se síla signálu, přitahuje pozornost. Technicky jde o velké množství digitálního zpracování signálu, většinou diskrétní Fourierovy transformace s různou lineární frekvenční modulací.
V předchozích projektech SETI Radio Searches [12] byly k analýze velkého množství příchozích informací použity specializované superpočítače instalované na radioteleskopy . V roce 1994 [13] David Gedy z UC Berkeley programu SERENDIP [14] navrhl [15] použití virtuálního superpočítače sestávajícího z velkého počtu počítačů s internetem a zorganizoval projekt SETI@home, aby otestoval tuto myšlenku. Vědecký plán vyvinutý Davidem Gedym a Craigem Kasnoffem ze Seattlu byl představen na páté mezinárodní konferenci o bioastronomii v červenci 1996 [16] .
Projekt financuje především Planetary Society , nezisková organizace věnující se průzkumu sluneční soustavy a hledání mimozemské inteligence. Planetary Society je hlavním sponzorem SETI@home. Velkou měrou přispívají i dary účastníků projektu [19] a bezplatný převod vybavení od sponzorů. Dále jsou zde finanční příjmy z prodeje zboží s atributy projektu [20] .
Klientský software je open source [21] ( GNU General Public License ) a každý zainteresovaný účastník projektu může přispět nejen k výpočtům, ale také k vývoji a testování softwaru. Klientský software je proto dostupný pro většinu oblíbených operačních systémů a typů CPU .
K 17. prosinci 2012 je projekt nejoblíbenější na platformě BOINC [22] - celkový počet účastníků projektu je více než 1,4 milionu [23] . K 25. březnu 2012 obsadil projekt pátou pozici co do objemu výpočtů za den s výsledkem 1,6 peta flops za Folding@home , PrimeGrid , DistRTGen a MilkyWay@home .
Výsledky se využívají i ke studiu dalších astronomických objektů [24] .
Dalším pokračováním a doplněním projektu SETI@Home je projekt AstroPulse (Beta) [25] ( astronomický výzkum ).
AstroPulse (Beta) má klienty [26] pro GNU/Linux (včetně 64bitových verzí) a Microsoft Windows .
27. ledna 2009 bylo oznámeno vytvoření nového open source projektu [27] [28] - setiQuest [29] . Očekává se, že bude založen na zdrojových kódech SETI@Home, které by měly být uvolněny pro komunitu pod otevřenou licencí ve druhém čtvrtletí roku 2010 .
Pro hlavní cíl bylo identifikováno pouze několik neobvyklých rádiových signálů , nejznámější z nich je rádiový signál SHGb02+14a . SETI@home však vědecké komunitě ukázal, že distribuované počítačové projekty využívající počítače připojené k internetu mohou být účinným analytickým nástrojem, který dokonce předčí některé z nejlepších světových superpočítačů [30] [31] .
V červenci 2008 byl na platformě SETI@home spuštěn související projekt Astropulse , zaměřený více na identifikaci dalších zdrojů rádiových signálů, jako jsou prvotní černé díry , rychle rotující pulsary a dosud neznámé astrofyzikální jevy [32] .
Bylo navrženo, že jedním ze způsobů, jak detekovat rychlé rádiové impulzy , by mohlo být použití projektů jako SETI@home a jejich datových archivů [33] .
Projekt má určité problémy s životaschopností.
U každého dlouhodobého projektu existují faktory, které mohou vést k jeho dokončení. Některé z nich jsou popsány níže.
SETI@home obdržela svá data z observatoře Arecibo provozované Národním astronomickým a ionosférickým centrem a provozované společností SRI International .
Snížení provozního rozpočtu pro observatoř vytvořilo mezeru ve financování, která nebyla doplněna ze zdrojů, jako jsou soukromí dárci, NASA , další zámořské výzkumné instituce a soukromé neziskové organizace, jako je SETI@home. 10. srpna 2020 bylo zrcadlo dalekohledu vážně poškozeno přetrženým kabelem, který způsobil díru dlouhou asi 30 metrů. 7. listopadu 2020 prasklo jedno z hlavních ocelových nosných lanek dalekohledu a rozbilo část zrcadla. 19. listopadu 2020 oznámila National Science Foundation uzavření hlavního radioteleskopu na observatoři Arecibo. Dne 1. prosince 2020 se radioteleskop zhroutil v důsledku opotřebení nosné konstrukce.
Z dlouhodobého hlediska by však pro mnoho účastníků projektu SETI mohl funkce Areciba převzít jakýkoli použitelný radioteleskop, protože všechny systémy projektu lze geograficky přemístit.
Když byl projekt poprvé spuštěn, existovalo jen málo alternativ k převedení počítačového času na výzkumné projekty. Dnes však existuje mnoho dalších projektů, které soutěží o tuto dobu.
V jednom zdokumentovaném případě byla propuštěna osoba za explicitní import a používání softwaru SETI@home na počítačích používaných pro stát Ohio [34] .
V současnosti neexistuje veřejné financování výzkumu SETI a soukromé financování je vždy omezené. Kosmická vědecká laboratoř v Berkeley našla způsoby, jak pracovat s malými rozpočty, a projekt získal dary, které mu umožnily růst výrazně nad rámec původního plánovaného trvání, ale stále musí soutěžit o omezené finanční prostředky s dalšími projekty SETI a dalšími projekty vesmírné vědy.
V prohlášení o dárcovství SETI@home ze 16. září 2007 byla veřejnost informována o skromných prostředcích, kterými je projekt podporován, a povzbuzena k tomu, aby získala dar ve výši 476 000 USD potřebný k pokračování aktivit v roce 2008.
Řada jednotlivců a společností provedla neformální změny v distribuované části softwaru, aby se pokusila získat rychlejší výsledky, což však narušilo integritu všech výsledků [35] . V důsledku toho bylo nutné aktualizovat software, aby bylo snazší odhalit takové změny a odhalit nedůvěryhodné klienty. BOINC poběží na neoficiálních klientech; klienti, kteří vracejí jiná a proto nesprávná data, však nejsou povoleni, což zabraňuje poškození databáze výsledků. BOINC se při ověřování dat spoléhá na křížovou validaci [36] , zatímco nedůvěryhodné klienty je třeba identifikovat, aby se předešlo situacím, kdy dva z nich nahlásí stejná neplatná data a poškodí tak databázi. Velmi oblíbený neoficiální klient (šílenec) umožňuje uživatelům využívat speciální funkce poskytované jejich procesory, jako jsou SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1 a AVX, pro rychlejší zpracování. Jedinou nevýhodou je, že pokud uživatel vybere funkce, které jeho procesor nebo procesory nepodporují, výrazně se zvýší šance na špatné výsledky a pády. Bezplatné nástroje (jako CPU-Z) mohou uživatelům sdělit, které funkce jsou podporovány jejich procesory.
SETI@home je dnes testovacím místem pro další vývoj nejen BOINC, ale i dalších hardwarových a softwarových technologií. Vzhledem k pracovnímu zatížení SETI@home mohou být tyto experimentální technologie složitější, než se očekávalo, protože databáze SETI nemají typická pověření a obchodní data nebo podobné struktury. Používání netypických databází má často za následek vysokou režii na zpracování a riziko poškození databáze, pokud dojde k jejímu zhroucení. Selhání hardwaru, softwaru a databáze mohou způsobit kolaps účasti na projektu (a také způsobují).
Projekt musel být několikrát ukončen, aby mohl migrovat na nové databáze schopné zpracovávat větší datové sady. Selhání hardwaru může být významným důvodem pro ukončení projektu, protože takové selhání je často kombinováno s poškozením databáze.
| Dobrovolné počítačové projekty | |
|---|---|
| Astronomie |
|
| Biologie a medicína |
|
| poznávací |
|
| Podnebí |
|
| Matematika |
|
| Fyzické a technické |
|
| Víceúčelový |
|
| jiný |
|
| Utility |
|