| SETI@Home | |
|---|---|
| Tyyppi | Hajautettu tietotekniikka |
| Kehittäjä | UC Berkeley |
| Käyttöliittymäkielet | Monikielinen, myös venäjä |
| Ensimmäinen painos | 17. toukokuuta 1999 |
| Laitteistoalusta | Monialustainen ohjelmisto |
| uusin versio | 7.6.22 ( 30. joulukuuta 2015 ) |
| Testiversio | 7.2.42 ( 28. helmikuuta 2014 ) |
| Osavaltio | Valmis |
| Lisenssi | LGPL (osana BOINCia) |
| Verkkosivusto | setiathome.berkeley.edu |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
SETI@home ( englannista. Search for Extra-Terrestrial Intelligence at Home - etsintä maan ulkopuolista älykkyyttä kotona) on tieteellinen voittoa tavoittelematon vapaaehtoinen laskentaprojekti BOINC - alustalla , jonka on luonut Kalifornian yliopiston SETI Research Center. Berkeleyssä käyttämällä vapaaehtoisten tietokoneiden ilmaisia laskentaresursseja [1] SETI - projektin vastaanottamien radiosignaalien analysointiin . Hanketta tukee UC Berkeley Space Science Laboratory ja se on osa SETI:n maailmanlaajuisia aloitteita.
SETI@home julkaistiin ensimmäisen kerran suurelle yleisölle 17. toukokuuta 1999 [2] [3] [4] . Se sijoittui sitten kolmanneksi suurimmaksi Internetin kautta hajautettua tietojenkäsittelyä käyttäväksi tutkimukseksi Mersenne Prime Search -projektin jälkeen, joka käynnistettiin vuonna 1996 ja jota Distributed.net tuki vuonna 1997. MilkyWay@homen ja Einstein@Homen ohella tämä on kolmas suuri projekti laatuaan, jonka päätavoitteena on tutkia tähtienvälisiä ilmiöitä.
Hankkeen 20 vuoden aikana kaikki saatavilla oleva data on käsitelty. 31. maaliskuuta 2020 SETI@home lopetti uusien tehtävien lähettämisen käyttäjille. Projekti on jäädytetty [5] [6] .
Yksi lähestymistapa maan ulkopuolisten sivilisaatioiden etsimiseen , SETI Radio Searches [7] , käyttää radioteleskooppeja kapeakaistaisten radiosignaalien etsimiseen avaruudesta . Oletettavasti maan ulkopuolinen sivilisaatio käyttää radioviestintää (maanpäälliset radioasemat voidaan saada kiinni läheisistä tähtijärjestelmistä hyvällä vastaanottimella). Jos radiosignaalissa on ajoittain toistuvia elementtejä, niiden havaitseminen ei ole vaikeaa laskemalla Fourier-muunnos radiovastaanottimesta tallennettavaksi . Näiden toistuvien signaalien oletetaan olevan luonteeltaan keinotekoisia, ja vastaavasti niiden havaitseminen vahvistaa epäsuorasti maan ulkopuolisen teknologian olemassaolon. Radioteleskoopin vastaanottamat signaalit koostuvat pääasiassa taivaankappaleiden, radioelektroniikan, satelliittien , tv-tornien ja tutkien tuottamasta kohinasta . Nykyaikaiset SVR-projektit (Search for Extraterrestrial Intelligence tai SETI ) radioalueella käyttävät digitaalisia tekniikoita tietojen analysointiin. Radio SETI vaatii uskomatonta prosessointitehoa, koska Fourier -muunnoksen laskeminen on erittäin resurssiintensiivistä tehtävää, ja tässä tapauksessa se kerrotaan valtavalla määrällä saapuvaa tietoa.
SETI@homen kaksi alkuperäistä tavoitetta olivat:
Uskotaan, että toinen näistä tavoitteista on saavutettu täysin. Tällä hetkellä SETI@homen kehittämä BOINC-ympäristö tarjoaa tukea monille laskennallisesti vaativille projekteille useilla eri aloilla.
Ensimmäistä näistä tavoitteista ei ole vielä saavutettu, eikä se ole tuottanut lopullisia tuloksia: SETI@home ei ole kerännyt todisteita maan ulkopuolisista tiedustelusignaaleista . Tutkimus kuitenkin jatkuu, sillä ajatukselta, että käytetty havainnointimenetelmä on oikea. Tämän artikkelin loppuosa käsittelee erityisesti SETI@homen alkuperäisiä havaintoja ja analyyseja. Suurin osa taivaasta (yli 98 %) on vielä tutkimatta, ja jokainen taivaan piste on tutkittava toistuvasti, jos on minimaalinen mahdollisuus löytää haluttu signaali.
SETI@home etsii mahdollisia todisteita radiosignaaleista maan ulkopuolisesta älykkyydestä käyttämällä Arecibo-radioteleskoopin ja Green Bank Telescope -teleskoopin havainnointitietoja [8] . Tarvittavat tiedot kerätään taustalla, kun kaukoputkia itseään käytetään muihin tieteellisiin ohjelmiin. Radioteleskoopin syötöstä [9] vastaanotettu data tallennetaan suurella tiheydellä magneettinauhalle (täyttää noin yhden 35 Gt:n DLT-nauhan päivässä).
Tiedot jaetaan sitten pieniksi paloiksi taajuuden ja ajan mukaan ja analysoidaan ohjelmiston avulla etsiessään signaaleja – muunnelmia, joita ei voida katsoa johtuvan melusta ja jotka siksi sisältävät tietoa. Käsittelyn aikana kunkin nauhan data jaetaan [10] 33 000 lohkoon, joista kukin on 1049 600 tavua, mikä on 1,7 sekuntia tallennusaikaa kaukoputkesta. Sitten 48 lohkoa muunnetaan 256 laskentatehtäväksi, jotka lähetetään vähintään 1024 projektin osallistujien tietokoneelle.
SETI@home lähettää hajautetun tietojenkäsittelyn avulla miljoonia tietoja analysoitavaksi paikallisiin kotitietokoneisiin, jotka sitten raportoivat tulokset. Prosessoinnin jälkeen tulokset lähetetään projektin osallistujan tietokoneelta BOINC -ohjelmistolla Kalifornian Berkeleyn ( USA ) yliopiston Space Sciences Laboratorylle (SSL) .
Jokainen Internet -yhteyden omaavan henkilökohtaisen tietokoneen käyttäjä voi muodostaa yhteyden projektiin (tämä lähestymistapa antaa ennennäkemättömän laskentatehon johtuen tietojenkäsittelyyn osallistuvien tietokoneiden suuresta määrästä). Näin ollen data-analyysin vaikea ongelma johtuu lainattujen tietokoneresurssien järkevästä käytöstä suuren Internet-yhteisön avulla.
Ohjelmisto etsii viittä erilaista signaalia, jotka erottavat ne kohinasta [11] :
On olemassa monia vaihtoehtoja, kuinka tähtienvälinen väliaine voi vaikuttaa maan ulkopuolisen älyn signaaliin, samoin kuin sen alkuperän liikkeet suhteessa maahan. Siten mahdollista "signaalia" käsitellään monin tavoin (vaikkakaan ei ehdottomasti kaikilla ilmaisumenetelmillä tai -skenaarioilla), jotta saadaan suurin todennäköisyys erottaa se välkkyvästä melusta, joka on jo olemassa kaikissa ulkoavaruuden suunnissa. Esimerkiksi toinen planeetta todennäköisesti liikkuu nopeudella ja kiihtyvyydellä suhteessa Maahan, ja tämä muuttaa mahdollisen "signaalin" taajuutta. SETI@home suorittaa jossain määrin tämän tarkistamisen käsittelemällä "signaalia".
Prosessi on hieman samanlainen kuin radion virittäminen eri kanaville, mutta sinun on katsottava signaalin voimakkuusmittaria. Jos signaalin voimakkuus kasvaa, se herättää huomion. Teknisesti se sisältää paljon digitaalista signaalinkäsittelyä, enimmäkseen diskreettejä Fourier-muunnoksia erilaisilla lineaarisilla taajuusmodulaatioilla.
Aiemmissa SETI Radio Searches [12] -projekteissa radioteleskoopeihin asennettuja erikoistuneita supertietokoneita käytettiin analysoimaan valtavaa määrää saapuvaa tietoa . Vuonna 1994 [13] David Gedy UC Berkeley SERENDIP -ohjelmasta [14] ehdotti [15] virtuaalisen supertietokoneen käyttöä, joka koostuu suuresta määrästä Internet- yhteensopivia PC :itä ja järjesti SETI@home-projektin testatakseen tätä ideaa. David Gedyn ja Craig Kasnoffin Seattlesta kehittämä tiedesuunnitelma esiteltiin viidennessä kansainvälisessä bioastronomian konferenssissa heinäkuussa 1996 [16] .
Projektia rahoittaa pääasiassa Planetary Society , voittoa tavoittelematon järjestö, joka on omistautunut aurinkokunnan tutkimiseen ja maan ulkopuolisen älykkyyden etsimiseen. Planetary Society on SETI@homen pääsponsori. Hankkeen osallistujien lahjoitukset [19] ja sponsorien ilmainen laitteiden siirto ovat myös suuri panos. Lisäksi on olemassa rahoituskuitit tavaroiden myynnistä, joilla on projektiattribuutit [20] .
Asiakasohjelmisto on avoimen lähdekoodin [21] ( GNU General Public License ) ja jokainen projektista kiinnostunut voi osallistua paitsi laskelmiin myös ohjelmiston kehittämiseen ja testaamiseen. Siksi asiakasohjelmisto on saatavana useimmille suosituille käyttöjärjestelmille ja suoritintyypeille .
Projekti oli 17. joulukuuta 2012 mennessä suosituin BOINC-alustalla [22] - projektin osallistujien kokonaismäärä on yli 1,4 miljoonaa [23] . Projekti oli 25. maaliskuuta 2012 viidennellä sijalla laskelmien määrässä päivässä 1,6 peta - flopilla .Folding@home , PrimeGrid , DistRTGen ja MilkyWay@home takana .
Tuloksia käytetään myös muiden tähtitieteellisten kohteiden tutkimiseen [24] .
Jatkoa ja lisäystä SETI@Home-projektille on AstroPulse (Beta) -projekti [25] ( astronominen tutkimus ).
AstroPulse (Beta) sisältää asiakkaita [26] GNU/Linuxille ( mukaan lukien 64-bittiset versiot) ja Microsoft Windowsille .
27. tammikuuta 2009 julkistettiin uuden avoimen lähdekoodin projektin [27] [28] - setiQuest [29] luominen . Sen odotetaan perustuvan SETI@Home-lähdekoodeihin, jotka julkaistaan yhteisölle avoimella lisenssillä vuoden 2010 toisella neljänneksellä .
Pääkohteelle on tunnistettu vain muutamia epätavallisia radiosignaaleja , joista tunnetuin on SHGb02+14a-radiosignaali . SETI@home osoitti kuitenkin tiedeyhteisölle, että Internetiin kytkettyjä tietokoneita käyttävät hajautetut laskentaprojektit voivat olla tehokas analyysityökalu, joka jopa ylittää jotkin maailman parhaista supertietokoneista [30] [31] .
Heinäkuussa 2008 SETI@home-alustalla käynnistettiin asiaan liittyvä Astropulse -projekti, joka keskittyi enemmän muiden radiosignaalilähteiden, kuten ikimustien aukkojen , nopeasti pyörivien pulsareiden ja toistaiseksi tuntemattomien astrofysikaalisten ilmiöiden tunnistamiseen [32] .
On ehdotettu, että yksi tapa havaita nopeita radiopurskeita voisi olla SETI@homen kaltaisten projektien ja niiden data-arkistojen käyttö [33] .
Hankkeessa on tiettyjä kannattavuusongelmia.
Jokaisessa pitkän aikavälin hankkeessa on tekijöitä, jotka voivat johtaa sen valmistumiseen. Jotkut niistä on kuvattu alla.
SETI@home sai tietonsa Arecibon observatoriosta, jota ylläpitää National Astronomical and Ionospheric Center ja jota operoi SRI International .
Observatorion toimintabudjetin pienentäminen loi rahoitusvajeen, jota ei täydennetty sellaisista lähteistä kuin yksityiset lahjoittajat, NASA , muut merentakaiset tutkimuslaitokset ja yksityiset voittoa tavoittelemattomat organisaatiot, kuten SETI@home. 10. elokuuta 2020 kaukoputken peili vaurioitui vakavasti katkenneesta kaapelista, joka puhalsi noin 30 metrin pituisen reiän. 7.11.2020 yksi kaukoputken pääteräksistä tukikaapeleista katkesi ja rikkoi osan peilistä. National Science Foundation ilmoitti 19. marraskuuta 2020 Arecibon observatorion pääradioteleskoopin sulkemisesta. Radioteleskooppi romahti 1.12.2020 tukirakenteen kulumisen seurauksena.
Pitkällä aikavälillä monet SETI-projektin osallistujat voisivat kuitenkin ottaa Arecibon toiminnot haltuunsa mikä tahansa käyttökelpoinen radioteleskooppi, koska kaikki projektin järjestelmät ovat maantieteellisesti siirrettävissä.
Kun hanke käynnistettiin, vaihtoehtoja tietokoneajan siirtämiselle tutkimusprojekteihin ei ollut juurikaan. Nykyään on kuitenkin monia muita projekteja, jotka kilpailevat tästä ajasta.
Yhdessä dokumentoidussa tapauksessa henkilö erotettiin, koska se oli nimenomaisesti tuonut ja käyttänyt SETI@home-ohjelmistoa Ohion osavaltiossa käytetyissä tietokoneissa [34] .
SETI-tutkimukselle ei tällä hetkellä ole julkista rahoitusta, ja yksityinen rahoitus on aina rajallista. Berkeley Space Science Lab on löytänyt tapoja työskennellä pienillä budjeteilla, ja projekti on saanut lahjoituksia, joiden ansiosta se kasvaa huomattavasti alkuperäisen suunniteltua kestoaan pidemmälle, mutta sen on silti kilpailtava rajoitetuista varoista muiden SETI- ja muiden avaruustieteen hankkeiden kanssa.
SETI@home-lahjoituslausunnossa 16. syyskuuta 2007 yleisölle kerrottiin vaatimattomista varoista, joilla hanketta tuetaan, ja heitä kannustettiin keräämään 476 000 dollarin lahjoitus, joka tarvitaan toiminnan jatkamiseen vuonna 2008.
Useat yksityishenkilöt ja yritykset ovat tehneet epävirallisia muutoksia ohjelmiston hajautettuun osioon yrittääkseen saada nopeampia tuloksia, mutta tämä on vaarantanut kaikkien tulosten eheyden [35] . Tämän seurauksena ohjelmisto jouduttiin päivittämään, jotta tällaisten muutosten havaitseminen ja epäluotettavien asiakkaiden havaitseminen olisi helpompaa. BOINC toimii epävirallisilla asiakkailla; Erilaisia ja siksi virheellisiä tietoja palauttavia asiakkaita ei kuitenkaan sallita, mikä estää tulostietokannan vioittumisen. BOINC luottaa ristiinvalidointiin tietojen validoinnissa [36] , kun taas epäluotetut asiakkaat on tunnistettava, jotta vältetään tilanteet, joissa kaksi heistä ilmoittaa samat virheelliset tiedot ja siten turmelee tietokantaa. Erittäin suosittu epävirallinen asiakasohjelma (hullu) antaa käyttäjille mahdollisuuden käyttää prosessorien, kuten SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1 ja AVX, tarjoamia erikoisominaisuuksia nopeuttaakseen käsittelyä. Ainoa haittapuoli tässä on, että jos käyttäjä valitsee ominaisuuksia, joita hänen prosessori tai prosessorit eivät tue, huonojen tulosten ja kaatumisten mahdollisuus kasvaa huomattavasti. Ilmaiset työkalut (kuten CPU-Z) voivat kertoa käyttäjille, mitä ominaisuuksia heidän prosessorit tukevat.
SETI@home on tänään testausalusta BOINCin lisäksi myös muiden laitteisto- ja ohjelmistoteknologioiden jatkokehittämiselle. SETI@homen työmäärät huomioon ottaen nämä kokeelliset tekniikat voivat olla odotettua monimutkaisempia, koska SETI-tietokannassa ei ole tyypillisiä tunnistetietoja ja liiketoimintatietoja tai vastaavia rakenteita. Epätyypillisten tietokantojen käyttö johtaa usein suuriin prosessointikustannuksiin ja tietokannan vioittumisen riskiin, jos se kaatuu. Laitteisto-, ohjelmisto- ja tietokantavirheet voivat (ja tekevät) aiheuttaa projektien osallistumisen romahtamisen.
Projekti jouduttiin pysäyttämään useita kertoja, jotta se voisi siirtyä uusiin tietokantoihin, jotka pystyivät käsittelemään suurempia tietojoukkoja. Laitteistovika voi olla merkittävä syy projektin lopettamiseen, koska tällainen vika liittyy usein tietokannan vioittumiseen.
| Vapaaehtoiset tietojenkäsittelyprojektit | |
|---|---|
| Tähtitiede |
|
| Biologia ja lääketiede |
|
| kognitiivinen |
|
| Ilmasto |
|
| Matematiikka |
|
| Fyysinen ja tekninen |
|
| Monikäyttöinen |
|
| muu |
|
| Apuohjelmat |
|