Poszukiwanie egzoplanet, czyli planet poza Układem Słonecznym, wymaga przefiltrowania ogromnej ilości danych. Astronomowie dokonują takich analiz dzięki chmurom obliczeniowym. Najnowsze chmury pod kątem zastosowań naukowych będzie badał międzynarodowy zespół koordynowany przez Akademię Górniczo-Hutniczą w Krakowie.
Jak wyjaśnia kierownik projektu dr inż. Maciej Malawski, w chmurach działają komputery o ogromnej łącznej mocy obliczeniowej. Umożliwiają one przechowywanie wielkich ilości danych. "Na całym świecie tysiące serwerów przetwarzają dane pochodzące z miliardów źródeł, zaś oprogramowanie tworzone przez najzdolniejszych ludzi na świecie reaguje na te zdarzenia tworząc fascynujące efekty. Obliczenia w chmurach rewolucjonizują nie tylko przemysł informatyczny, ale też sposób, w jaki uprawiana jest współczesna nauka" – mówi w rozmowie z PAP Malawski.
Z dobrodziejstw obliczeń w chmurach korzystamy codziennie - pozwalają one błyskawicznie działać naszym smartfonom, kiedy polecamy im odnaleźć najbliższą stację benzynową, ułożyć automatycznie panoramę ze zdjęć, czy usunąć drgania z filmiku. Astronomowie potrzebują tworzyć panoramy z tysięcy zdjęć nieba wykonanych przez teleskopy. Oni też używają chmur do przetwarzania danych, tylko na trochę inną skalę niż potrzebuje tego smartfon.
"W moim telefonie aż cztery procesory mogą służyć do wykonywania obliczeń lokalnych. Ale i to często za mało, żeby szybko przetworzyć wszystkie informacje. Wysyłamy więc dane czy zadania obliczeniowe do chmury, żeby uzyskać więcej mocy obliczeniowej w krótkim czasie. To właśnie obliczenia równoległe, rozproszone" – tłumaczy dr Malawski.
Inne przykłady zastosowania chmur w życiu codziennym to np. automatyczne rozpoznawanie obrazów przez aplikacje na smartfony i komputery osobiste. Jeśli mamy zgromadzone zdjęcia zgrane do chmury, to automatycznie możemy wyszukiwać, które z nich zostały zrobione w Krakowie (Wawel w tle) lub w Paryżu (wieża Eiffla). Możemy także wyszukiwać znajome osoby, które pojawiają się na zdjęciach i jednym poleceniem wyszukać np. wszystkie zdjęcia swojego dziecka. Bez takich ułatwień można by się było obejść, ale w zastosowaniach naukowych chmury są niezbędne.
Z ogromem danych, jakie muszą przeanalizować astronomowie na podstawie setek godzin obserwacji olbrzymich połaci nieba, można sobie poradzić tylko dzięki obliczeniom równoległym w chmurze.
"Nasze duże niebo czy duży katalog obserwacji możemy podzielić na mniejsze części i każdą zlecić do obliczenia na innym procesorze, czy maszynie wirtualnej w chmurze. Użycie wielu procesorów w komercyjnych chmurach kosztuje, dlatego niezbędna jest optymalizacja czasowo-kosztowa. Każdy projekt badawczy ma swój budżet i trzeba podjąć decyzję: czy przeanalizować większy obszar z mniejszą dokładnością, czy szybciej otrzymać jakieś wyniki, żeby opublikować je z pozycji pionierskiego zespołu. Czas obliczeń jest istotny nawet w skali astronomicznej" – mówi dr Malawski.
Nowoczesne technologie bardzo szybko się zmieniają i rozwijają. Aby wykorzystać je lepiej i taniej, należy je dobrze poznać. Celem projektu, realizowanego przez naukowców z AGH przy współpracy z amerykańskimi partnerami z Uniwersytetu Południowej Kalifornii oraz Uniwersytetu Notre Dame w Indianie, jest zbadanie i ocena najnowszych technologii chmur obliczeniowych z punktu widzenia zastosowań naukowych.
Naukowcy będą się starali dobrze wykorzystać najnowsze niezwykle elastyczne infrastruktury do nowych fascynujących dziedzin nauki, jak symulacja trzęsień ziemi (więcej na ten temat w serwisie Nauka w Polsce – tutaj). Badacze przetestują dopiero powstające chmury obliczeniowe i dokładnie pomierzą ich zachowania. Na podstawie tych eksperymentów opracowane zostaną nowe algorytmy do automatycznej optymalizacji wykorzystania chmur.
Grant z Narodowego Centrum Nauki wynosi ok. 500 tys. zł, projekt jest zaplanowany na 3 lata. Z przyznanych środków zostaną wypłacone wynagrodzenia dwóch doktorów oraz stypendia dla doktoranta i magistranta. Jak zauważa rozmówca PAP, w informatyce wielu studentów pracuje już podczas nauki, a takie stypendium pozwala dłużej ich zatrzymać na uczelni, żeby realizowali swoje pasje w projektach badawczych. Część pieniędzy przeznaczona będzie na wykorzystanie komercyjnych infrastruktur obliczeniowych jak Amazon czy Google.
PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk
