0

قدرت بی پایان مغز بشری

 
A09195384934
A09195384934
کاربر طلایی3
تاریخ عضویت : اردیبهشت 1390 
تعداد پست ها : 4056

قدرت بی پایان مغز بشری

علوم شهروندی بخش تازه ای از علم است که از قدرت تشخیص مردم و پردازش ابزارهای همراه و در دسترس عموم مردم برای گردآوری اطلاعات و تحلیل حجم عظیم اطلاعات خام استفاده می کند.

نرم افزارهای جدید، این قابلیت را بیش از پیش تقویت کرده اند. «همه چیز با یک تصادف آغاز شد.» این گفته دیوید بیکر، بیوشیمیست دانشگاه واشنگتن است.

سال ۲۰۰۵ / ۱۳۸۴ بود و گروه وی مشغول انجام یک پروژه با استفاده از روش پروژه های محاسباتی توزیع شده بودند.

در این روش داوطلبان بخش کوچکی از یک نرم افزار را بارگذاری می کنند و اجازه می دهند رایانه آنها هنگامی که قاعدتا باید خاموش باشد، به صورت فوق برنامه محاسبات پروژه را انجام دهد.

برنامه بارگذاری شده مربوط به مساله بغرنج و معروف پیچ خوردن پروتئین ها بود: تعیین نحوه این که چطور یک زنجیره خطی از اسیدهای آمینه به صورت سه بعدی پیچ می خورد تا میزان تنش و کرنش داخلی خود را به حداقل برساند.

به این ترتیب می توان شکل طبیعی احتمالی پروتئین ها را مشخص کرد. در صورت تمایل شرکت کنندگان در این پروژه می توانستند هنگامی که رایانه آنها مشغول پیچ و تاب دادن به پروتئین ها بود تا ساختار موردنظر را به دست آورد، تغییر شکل پروتئین را به شکل اسکرین سیور رایانه خود مشاهده کنند.

به گفته بیکر هزاران نفر برای اجرای این پروژه که Rosetta@home نامیده می شد ثبت نام کردند.

این تعداد داوطلب مایه افتخار بود، اما آن چه باعث شگفتی شد، این بود که داوطلبان پروژه روزتا خیلی زود گلایه های خود را نسبت به پیشرفت فوق العاده کند تصاویر نمایشگرها آغاز کردند.

بیکر می گوید: «مردم خطاب به ما می گفتند که ما به راحتی می توانیم تشخیص دهیم که به این روش چطور می توان بهترین ساختار را به دست آورد.»

به گفته بیکر چنین مساله ای کاملا معلوم بود. حتی یک پروتئین کوچک می تواند صدها اسید آمینه داشته باشد، بنابراین رایانه ها مجبور هستند از میان هزاران درجه آزادی ممکن به آهستگی پیش بروند تا به یک وضعیت انرژی بهینه برسند.

اما انسان به برکت داشتن استعداد نتیجه گیری در خصوص ساختارهای فضایی، اغلب می تواند راه حل را به صورت حسی پیدا کند.

● توانایی برتر انسانی

با درک چنین شانس غیرمنتظره ای، بیکر از تعدادی از همکاران خود در زمینه علوم رایانه کمک گرفت.

در اواسط سال ۲۰۰۸ / ۱۳۸۷ آنها توانستند نسخه جدید برنامه روزتا را تولید کنند که نه تنها به کاربران اجازه می داد در محاسبات پروژه همکاری کنند، بلکه به آنها این انگیزه را می داد که از طریق شرکت در یک بازی آنلاین، خودشان نیز محاسبات را انجام دهند.

در بازی Foldit که به همین منظور خلق شده بود، بازیکنان از طریق خم کردن و پیچاندن پروتئین ها با یکدیگر به رقابت، همکاری، خلق و توسعه استراتژی و البته جمع آوری امتیازهای بازی و رفتن به مراحل بالاتر می پرداختند.

نکته جالب این بود که این کار جواب داد. به تازگی بیکر و همکارانش مدارکی را منتشر کردند که نشان می داد برترین بازیکنان Foldit می توانند پیچاندن پروتئین ها را بهتر از یک رایانه انجام دهند. با همکاری یکدیگر، این بازیکنان برتر اغلب استراتژی های جدیدی را برای پیچ دادن پروتئین ها خلق می کردند.

بیکر که بخشی از بهترین تاکتیک های انسانی خلق شده را مجددا وارد الگوریتم برنامه کرده است، می گوید: «در بیرون از برنامه حجم باورنکردنی از قدرت محاسبات انسانی وجود دارد که ما مشغول سرمایه گذاری بر روی آنها و استفاده از مزایای آن هستیم.»

با مهار کردن هوش انسانی برای حل مساله، بازی Foldit مفهوم محاسبات توزیع شده را وارد مرحله جدیدی کرده است.

البته این بازی تنها نیست؛ پروژه های مختلفی در حال وارد شدن به این میدان -که گاهی از آن با عنوان تفکر توزیع شده یاد می شوند- هستند، و تعداد مقالات و کتاب هایی که در خصوص این موضوع منتشر می شوند رو به افزایش است.

میکائیل کیرنز، متخصص علوم رایانه در دانشگاه پنسیلوانیا می گوید: «ما در آغاز عصر جدیدی هستیم که در آن محاسبات بین انسان و ماشین ترکیب شده است. این رویکرد در زمینه هایی مانند حل معماهای منطقی پیچیده، زبانی و بصری توانایی بالایی دارد».

دیوید اندرسون از پیشگامان محاسبات توزیع شده تصدیق می کند که رویکرد جدید راه درازی را تا تبدیل شدن به یک چارچوب در پیش دارد.

وی می گوید: «برای بسیاری از دانشمندان شکاک، این ایده به این معناست که آنها بخشی از کنترل پروژه خود را به نوعی از دست می دهند و اهمیت نقش آنها کمرنگ می شود.»

چشمان جستجوگر

اندرو وستفال، فیزیک دان دانشگاه برکلی، تفکر توزیع شده را تقریبا حدود دو دهه پیش آغاز کرد. در آن زمان وی سرپرستی یک گروه تحقیقاتی به نام TREK را بر عهده داشت که در خصوص ردیابی تابش کیهانی کار می کرد.

پروژه TREK شامل صفحات شیشه ای مخصوصی بود که در سال ۱۹۹۱ / ۱۳۷۰ در خارج ایستگاه فضایی میر روسیه نصب شده بود.

ذرات تابش کیهانی شیارهای میکروسکوپی را بر روی شیشه ها باقی می گذاشتند که پس از بازگرداندن این شیشه ها به زمین در سال ۱۹۹۵ / ۱۳۷۴، با استفاده از مواد شیمیایی آشکارسازی شدند.

برای کشف این شیارها، وستفال تصویر صفحات را به صورت خودکار با استفاده از میکروسکوپ اسکن و ثبت کرد. اما نرم افزار تشخیص تصویر به اندازه کافی خوب نبود که بتواند این شیارها را شناسایی کند.

به همین دلیل وستفال دست به کار شد و شروع به بررسی این شیارها با استفاده از چشم کرد. وی آن زمان را این گونه به یاد می آورد: «این کار خیلی مشقت بار بود.

علی رغم این که شما نهایت سعی خود را می کنید، ذهن شما شروع به فکر کردن درباره مسائل دیگر می کند.»

این مساله در ذهن وستفال باقی ماند، تا اینکه در سال ۱۹۹۹ / ۱۳۷۸ وی به ماموریت استارداست ناسا پیوست. این ماموریت به منظور جمع آوری نمونه هایی از یک دنباله دار و بازگرداندن آنها به زمین بود.

اما هدف وستفال دنباله دار نبود، بلکه وی توجه خود را به یک سینی نمونه برداری معطوف کرده بود که در طی سال هایی که برای رسیدن به دنباله دار لازم بود، در تماس مستقیم با فضای بین ستاره ای قرار داشت. وستفال و گروهش مطمئن بودند که احتمالا بیش از ۱۰۰ قطعه میکروسکوپی از غبار بین ستاره ای به روکش ژله ای سینی چسبیده است.

این پوشش نازک از ماده مخصوصی ساخته شده بود که برای کند کردن سرعت و گیر انداختن ذرات غبار، بدون آسیب رساندن به آنها طراحی شده بود.

مانند پروژه TREK، مشکل ردیابی و پیدا کردن این ذرات بود. با این تفاوت که پروژه TREK در مقایسه با پروژه جدید خیلی آسان تر به نظر می رسید. پس از اینکه کپسول بازگشت فضاپیما در ژانویه ۲۰۰۶ / دی ماه ۱۳۸۴ به زمین بازگشت، وستفال مجددا از میکروسکوپ تصویربرداری خودکار TREK استفاده کرد تا ۱.۶ میلیون تصویر از پوشش سینی تهیه کند.

وی تخمین زد که بیش از ۱۰۰ سال طول می کشد تا یک نفر به تنهایی بتواند تمام این تصاویر را بررسی کند.

به همین دلیل در آگوست همان سال / مرداد ۱۳۸۵، آنها پروژه Stardust@home را برای استفاده از توانایی تشخیص الگو هزاران داوطلب به منظور بررسی تصاویر تعریف کردند.

اگرچه در پروژه های مشابه تنها از توان محاسباتی رایانه های داوطلبان استفاده می شد، پروژه استارداست یکی از پروژه های پیشگام تفکر توزیع شده محسوب می شود. البته این پروژه در ابتدا با مشکلات زیادی مواجه بود.

به عنوان مثال لازم بود داوطلبان آموزش هایی ببینند تا فریب ترک های پوشش شکننده یا ذرات غبار زمینی را که از ابتدا بر روی این پوشش چسبیده بودند، نخورند.

همچنین تنها برخی از داوطلبان پشتکار لازم را داشتند و دیگران خیلی زود خسته می شدند و دست از کار می کشیدند.

وستفال که به همراه اندرسون روی این پروژه کار می کرد، دریافت که آنها باید داوطلبان خود را نیز مانند ابزارهایشان واسنجی کنند.

آنها نیازمند راهی بودند که بتوانند سطوح مختلف مهارت را به هر داوطلب اختصاص دهند تا بتوان تغییر سطح مهارتی آنها را با گذشت زمان ارزیابی کرد.

به این ترتیب مشخص می شد که چه تعداد داوطلب باید به یک نتیجه گیری مشابه در خصوص یک تصویر برسند، تا بتوان نتیجه به دست آمده را تایید و قبول کرد.

● کارآگاهان کیهانی

برای بروس هادسون که یک شهروند معمولی ساکن اونتاریو بود، پروژه استارداست یک راه عالی برای پر کردن روزهای طولانی بود.

وی در سال ۲۰۰۳ / ۱۳۸۲ در اثر یک تصادف، کنترل حواس سمت راست بدنش را از دست داد.

اگرچه بازی های رایانه ای خیلی برای وی جذاب نبودند، اما تصاویر بی پایان میکروسکوپی این پروژه وی را شیفته خود کردند.

وی در این باره می گوید: «من همیشه عاشق ستارگان، سیارات و تمام اجرام آسمانی بودم.» وی تخمین می زند که حدود ۱۵ ساعت در شبانه روز را صرف بررسی تصاویر پروژه می کرد.

تلاش های وی در نهایت نتیجه داد. در مارس ۲۰۱۰ / اسفند ۱۳۸۸، وستفال در کنفرانس علوم قمری و سیاره ای هوستون اعلام کرد که هادسون نخستین ذرات احتمالی غبار ستاره ای را کشف کرده است. هادسون این ذرات را شکارچی و شباهنگ نامگذاری کرده است.

وی می گوید: «هنوز هم باورم نمی شود که این کار را انجام داده ام.»

شنبه 31 اردیبهشت 1390  6:44 PM
تشکرات از این پست
دسترسی سریع به انجمن ها