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世界社群網格

World Community Grid（WCG），中文譯名為世界社群網格[1][2]、世界共同體網格計劃或世界公共網格，是由IBM公司開創的一項基於互聯網的公益性分佈式計算項目，開始於2004年。該項目將聯合分佈於世界各地的志願者們提供的計算資源，用於一些能為全人類帶來福音的大型科學研究項目。[3]2021年9月，World Community Grid宣佈其所有權將從IBM轉移到加拿大的Krembil研究所（英語：Krembil Research Institute）。[4]

World Community Grid
開發者Krembil研究所（英語：Krembil Research Institute）
作業系統Windows，Linux，MacOS和Android
平台BOINC
類型分佈式計算
網站worldcommunitygrid.org

World Community Grid創立之初是基於 Grid.org 的平台搭建的，之後於 2007 年開始全面遷移至開源的BOINC平台。World Community Grid在底層計算平台的基礎上，為具體的計算項目提供了一個更高層次的計算平台。

截至2020年3月，World Community Grid已與452家公司和組織合作，擁有40,000多名活躍用戶，總運行時間超過200萬年。[5][6]

歷史

2003年，IBM支持了天花研究網格項目（Smallpox Research Grid Project），以研究天花的治療方法。[7]這個項目通過大規模分佈式計算，從3500萬種潛在藥物分子中篩選對治療天花有效的藥物。[8]項目在72小時內返回了100000個結果，並項目結束時成功篩選44種強效候選藥物。[9]受此啟發，IBM於2004年11月16日宣佈創建World Community Grid，目標是為處理人道主義研究而搭建技術環境。[8]

目前正在進行中的項目

隨着研究課題的增加，World Community Grid 逐漸發展成為一個醫藥、生物和環境等各種方面研究類的分佈式計算平台。目前正在該平台上運行的子項目包括：

  • FightAIDS@Home 為World Community Grid啟動的第二個項目，於2005年11月21日啟動，目前已進行到第二階段。該項目主旨在於開發能夠有效抵抗 HIV 病毒感染的化學藥物，或者新的、更有效的治療方法，以防止愛滋病病毒（HIV）攜帶者最終患上愛滋病。
  • Mapping Cancer Markers 測繪癌症標記物項目，關注於臨床應用——發現能被用於改善癌症的檢測、診斷、預後和治療的特定標記物組。[10][11]
  • Help Stop TB 對抗結核病計劃，於2016年三月啟動，用於對抗結核病，一種已經耐藥變種的細菌所造成的疾病。 這個計劃主要針對用來保護細菌的抗酸外殼來進行計算，模擬這些分子的特性以用來了解這些分子是如何保護這些細菌。
  • Smash Childhood Cancer 消滅兒童癌症[12]
  • Microbiome Immunity Project 微生物免疫項目，對細菌的相關蛋白進行研究。[12]
  • OpenPandemics 主要目標是尋找COVID-19的潛在治療方法；第二個目標是創建一個開源工具包，幫助所有科學家快速尋找未來大流行的治療方法。[13][14]

已經完成的項目

  • OpenZika 對抗茲卡病毒[15]
  • Outsmart Ebola Together 共同抗擊伊波拉病毒[10]
  • Human Proteome Folding–Phase 1（人類蛋白質組摺疊 – 第一階段）項目為World Community Grid啟動的第一個項目，於2004年11月16日啟動，該項目主要是用來模擬蛋白質摺疊的過程，目的在於指引研究人員對於由蛋白質錯誤摺疊所引起的疾病進行一系列更為深入的研究。該項目於2006年7月18日結束，並已經在Bioinformatics、The Journal of Experimental Medicine、PLoS Biology Journal、Cell等相關期刊上發表研究成果。
  • Help Defeat Cancer（對抗癌症）項目於2006年6月19日啟動。該項目利用World Community Grid的集體計算能力，幫助研究人員更快速地分析大量的癌症微組織陣列樣本，並使用更為廣泛的生物標誌和色素進行實驗，提高識別的精確度和靈敏性，以同時完成多項實驗，使研究人員發現和跟蹤可測量參數中細微的變化，從而促進預後線索的發現。最終目的在於可以推動癌症生物學、藥物研製和治療方案的發展。該項目於2007年4月結束，並已在Wiley InterScience、IEEE Xplore等相關期刊上發表研究成果。
  • Genome Comparison（基因組比較）項目於2006年11月21日啟動。該項目的主要目標是對所有預測的蛋白質序列首次進行「窮舉式」成對比較，以獲得將要使用的相似性索引和標準化的基因本體論，作為說明者社群的參考存儲庫，以便為生物學家提供免費的數據源。該項目已於2007年7月21日結束。
  • Help Cure Muscular Dystrophy - Phase １（治療肌肉萎縮症 – 第一階段）項目於2006年12月19日啟動。該項目由Décrypthon（由法國肌肉萎縮症協會(AFM)、法國國家科學研究中心(CNRS)和IBM的研究人員合作）發起，利用World Community Grid分析研究4萬多種結構已知的蛋白質分子之間的相互作用，特別關注在神經肌肉疾病方面起作用的蛋白質。該項目所產生的信息數據庫將可幫助研究人員設計分子以抑制或增強特定高分子的結合，希望能發現治療肌肉萎縮症及其他神經肌肉疾病的更好方法。該項目的用戶端是使用United Devices的裝置來作運算，並未使用到BOINC。該項目已於2007年6月11日結束第一階段的運算。
  • Discovering Dengue Drugs – Together（發現治療登革熱的藥物 – 齊心協力）項目於2007年8月21日啟動。該項目的任務是發現有希望對抗登革熱、丙型肝炎、西尼羅河病以及黃熱病等病毒的藥物的線索，利用World Community Grid強大的計算能力來完成發現這些線索所需的基於結構的藥物發現計算。該項目已於2009年8月11日完成第一階段的計算，並分析第一階段的結果數據以準備隨後的第二階段研究。[16]
  • The Clean Energy Project（清潔能源計劃）於2008年12月5日啟動，目前已進行到第二階段。清潔能源計劃的任務是尋找可用於下一代太陽能電池和未來儲能設備的新材料。藉助 World Community Grid 的算力，研究人員可以計算數以萬計有機材料的電子屬性——數量遠超能在實驗室中測試的材料種類，並確定最有希望用於開發低成本太陽能技術的材料。[17]
  • Influenza Antiviral Drug Search（搜尋抗流感病毒藥物）於2009年5月5日啟動。該項目的任務是找到可以阻止流感病毒傳染的新藥。研究上將重點關注在具有抗藥性的流感病毒，以及新出現的流感病毒。其目的在於找出並確定最有可能的化合物，並將有助於加速開發能夠控制季節性感冒爆發、未來感冒流行甚至大規模爆發的新療法。該項目已於2009年10月22日完成第一階段的計算，目前正在分析第一階段的結果數據以準備將來的第二階段研究。
  • Nutritious Rice for the World（全球營養水稻）項目於2008年5月12日啟動。該項目的目的是預測主要水稻品種的蛋白質結構。旨在幫助農民種植出具有更高產量、防病蟲害能力更強並具有各種生物學營養物質的水稻品種，從而為饑荒問題嚴重地區的人民帶來福音。在2010年4月13日，World Community Grid官方正式宣佈全球營養水稻計劃於2010年4月6日完成全部的計算。
  • Computing for Sustainable Water（永續水源計算）項目於2012年4月17日啟動，由維吉尼亞大學主持，為World Community Grid的第21個項目。此項計劃主要目的在於研究人類活動在重要分水嶺上所產生的影響，並深入關注在有助於此種重要水資源復育、健康和永續性的行動。該項目已於2012年10月17日結束。[18]
  • Human Proteome Folding–Phase 2（人類蛋白質組摺疊 – 第二階段）是第一階段的延續，於2006年6月23日啟動。這個項目的兩個主要目標是：1. 獲得特定人類蛋白質和病原體蛋白質更為精細的結構，2. 通過進一步開發 Rosetta 軟件結構預測功能，進一步提高蛋白質結構預測的準確性。因此，該項目將並行完成兩個非常重要的任務 – 一個涉及生物學領域，一個涉及生物物理學領域。
  • Help Conquer Cancer（征服癌症）項目於2007年11月1日啟動。該項目的任務是改進蛋白質X射線結晶學的結果，這不僅能夠幫助研究人員解釋人類蛋白質組的未知部分，更重要的是還能夠提高他們對癌症的產生、發展及治療的理解。
  • Help Fight Childhood Cancer（對抗兒童癌症）於2009年3月16日啟動。該任務是尋找可以抑制與成神經細胞瘤（一種最常見的兒童實體瘤）關聯的三種蛋白質的藥物。確定這些藥物後，再結合化療，也許可以大大提高該疾病的治癒率。
  • Help Cure Muscular Dystrophy - Phase 2（治療肌肉萎縮症 – 第二階段）於2009年5月12日啟動。這個項目所產生的信息數據庫將幫助研究人員設計分子以抑制或增強特定高分子的結合，希望能發現治療肌肉萎縮症及其他神經肌肉疾病的更好方法。
  • Discovering Dengue Drugs - Together - Phase 2（發現治療登革熱的藥物－齊心協力 – 第二階段）項目於2010年2月17日啟動。該項目根據先前第一階段所發現到的可能藥物線索，利用World Community Grid強大的計算能力來作篩選分析，以尋找出可以對抗登革熱、丙型肝炎、西尼羅河病以及黃熱病等病毒的藥物。
  • The Clean Energy Project（清潔能源項目）的任務是尋找可用於下一代太陽能電池以及未來儲能設備的新材料。藉助 World Community Grid 的強大計算能力，研究人員可以計算幾十萬種有機材料的電子屬性（數量是可在實驗室中測試的材料種類的數千倍），並確定最有希望用於開發低成本太陽能技術的材料。
  • Computing for Clean Water（清水計算）項目由中國北京清華大學的「微納力學與多學科交叉創新研究中心」(Centre for Novel Multidisciplinary Mechanics, CNMM)主持，於2010年9月21日啟動。此項目任務是在分子級別更深入地從根源上研究如何使水流過新型過濾材料。通過該項目所獲得的深入洞察力將指導進一步開發更高效、成本更低的水過濾設施。目前清水計算所得結果的首篇文章已經發表在主流期刊 Physical Review E（物理學評論E）上。[19]
  • Drug Search for Leishmaniasis（尋找治療利什曼病的藥物）項目於2011年9月7日啟動，係利用World Community Grid強大的計算能力來分析數百萬個可能的化學物質與目標蛋白質分子間的互相作用，以尋找出可以有效治療利什曼病的藥物。
  • GO Fight Against Malaria Project（對抗瘧疾）項目於2011年11月16日啟動，其任務在於尋找可能的藥物，以進一步開發出可以治療具抗藥性瘧疾的新藥。該項目藉由World Community Grid強大的計算能力來分析模擬數百萬個可能的化學物質與目標蛋白質分子間的互相作用，並預測它們減輕瘧疾症狀的能力，所篩選出來的最佳分子物質將會由科學家作進一步的試驗，以開發出能夠治療此類疾病的藥物。
  • Say No to Schistosoma（向血絲蟲說再見）項目於2012年2月22日啟動，為World Community Grid的第20個項目。該項目藉由World Community Grid強大的計算能力來分析模擬數百萬個可能的化學物質與目標蛋白質分子間的互相作用，藉以尋找出最可能的藥物以有效治療血絲蟲病。
  • Uncovering Genome Mysteries 揭開微生物基因組之謎，將未被研究過的微生物的基因與那些已經被研究得較為透徹的基因進行比對。基因的相似性與功能的相似性是相對應的，通過進行大量的比對，科學家能夠弄清楚每一種微生物的真面目以及它們能完成的事情。[10][20]
  • The Clean Energy Project - Phase 2（清潔能源計劃，於2008年12月5日啟動，目前已進行到第二階段）。「清潔能源項目」的任務是尋找可用於下一代太陽能電池以及未來儲能設備的新材料。藉助 World Community Grid 的強大計算能力，研究人員可以計算數以萬計有機材料的電子屬性（數量遠遠超出可在實驗室中測試的材料種類），並確定最有希望用於開發低成本太陽能技術的材料。

目前未在進行中的項目

  • AfricanClimate@Home項目於2007年9月3日啟動，該項目的任務是為非洲的特定區域開發更為精確的氣候模型。這項研究成果將作為理解氣候在未來如何變化的基礎，以便使旨在減輕氣候變化負面影響的措施得以更好地實施。而利用World Community Grid巨大的計算能力可以用於理解和減少非洲氣候模擬過程中的不確定性。該項目已於2008年7月時完成第一階段的計算，目前正在分析第一階段的結果數據以準備將來的第二階段研究。

請參閱

參考資料

  1. ^ IBM在台灣擴大推廣WCG網格計畫. [2013-08-30]. （原始內容存檔於2009-04-09）. 
  2. ^ IBM 邀請大家加入世界社群網格(World Community Grid). [2013-08-30]. （原始內容存檔於2013-08-30）. 
  3. ^ About Us. World Community Grid. [28 July 2007]. （原始內容存檔於2022-04-19）. 
  4. ^ World Community Grid finds a new home at Krembil Research Institute. www.worldcommunitygrid.org. [2021-09-13]. （原始內容存檔於2021-09-13） （英語）. 
  5. ^ Global Statistics. World Community Grid. [2020-03-17]. （原始內容存檔於2022-04-12）. 
  6. ^ Zutter, Willy de. World Community Grid - Detailed stats | BOINCstats/BAM!. boincstats.com. [2020-03-17]. （原始內容存檔於2019-06-17）. 
  7. ^ "IBM builds grid for smallpox research" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. ComputerWeekly.com. 2003-02-06. Retrieved 2014-04-28.
  8. ^ 8.0 8.1 Computers enlisted for bioterror fight. BBC. 5 February 2003 [24 November 2008]. （原始內容存檔於2021-11-05）. 
  9. ^ Clery, Daniel. IBM Offers Free Number Crunching for Humanitarian Research Projects. Science. 2005, 308 (5723): 773a. PMID 15879179. doi:10.1126/science.308.5723.773a. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 中國分佈式計算總站. World Community Grid 项目介绍. [2016-03-12]. （原始內容存檔於2022-01-09）. 
  11. ^ 中國分佈式計算總站. 癌症挑战. [2016-03-12]. （原始內容存檔於2022-01-09）. 
  12. ^ 12.0 12.1 Research Overview. World Community Grid. [2017-11-17]. （原始內容存檔於2022-04-18）. 
  13. ^ What are the goals of OpenPandemics - COVID-19?. World Community Grid. [2020-05-15]. （原始內容存檔於2021-03-08）. 
  14. ^ BOINC 算力地球. 算力地球. 鏈聞 ChainNews. 2020-04-26 [2020-07-17]. （原始內容存檔於2020-07-19） （中文（繁體））. WCG （World Community Grid）即將開展的用於尋找新冠肺炎潛在治療方法的全新子項目 OpenPandemics 已經進入貝塔測試（Beta testing）階段，這是產品發佈前的最後一個測試。很快，志願者將能通過計算 WCG 的任務幫助對抗新冠肺炎。 
  15. ^ Opening the search for a Zika cure. World Community Grid. [2018-03-15]. （原始內容存檔於2022-04-18）. 
  16. ^ Discovering Dengue Drugs - Together - Phase 2. World Community Grid. [2021-01-01]. （原始內容存檔於2021-07-16）. 
  17. ^ The Clean Energy Project - Phase 2. Research. World Community Grid. [2021-01-01]. （原始內容存檔於2021-07-16）. 
  18. ^ 存档副本. [2013-01-02]. （原始內容存檔於2021-07-16）. 
  19. ^ 水滑过碳纳米管时的摩擦力 (PDF). [2011-04-27]. （原始內容 (PDF)存檔於2016-03-04）. 
  20. ^ 中國分佈式計算總站. 揭开微生物基因组之谜. [2016-03-12]. （原始內容存檔於2022-01-09）. 

外部連結

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