Четверг, 09 Май 2024, 06:18
Uchi.ucoz.ru
Меню сайта
Форма входа

Категории раздела
Административные страницы [4]
База рефератов [24]
Интересные новости [40]
Новости образования [1059]
Голые факты [0]
Новости психологии [651]
Новости медицины [1302]
Новости в сфере знаний о мозге и поведении [959]
Открытия и события
Научные открытия и др. [953]
Новости разные [232]
Железо компьютера [548]
Новости развития и воспитания детей [954]
Soft [1710]
Другое [7]
Книги и публикации [130]
Конкурсы [160]
Интервью [131]
Мероприятия [585]
Премии [135]
ЛитГазета [0]
Фестивали [207]
Персоналии [174]
Закон [33]
Здоровье и красота [29]
Кредиты и деньги [39]
Общество [83]
Веселые конкурсы [90]
Поздравления с днем рождения [194]
Поздравления на свадьбу [4]
Гороскоп по знакам зодиака [15]
Юмор в картинках [23]
День защитника Отечества [20]
Международный день Спасибо [5]
День работника прокуратуры РФ [3]
День Святого Валентина - День всех влюбленных [32]
День студента - Татьянин день [0]
Новости
Чего не хватает сайту?
500
Статистика
Зарегистрировано на сайте:
Всего: 51635


Онлайн всего: 5
Гостей: 5
Пользователей: 0
Яндекс.Метрика
Рейтинг@Mail.ru
Главная » 2012 » Ноябрь » 30 » Игры, которые двигают науку
07:44
Игры, которые двигают науку
Наука — это совсем не скучно. Данное утверждение подтверждается
существованием многочисленных игровых приложений, развлекаясь с
которыми, вы помогаете ученым. Познакомьтесь с такими программами в
нашей статье, и, возможно, вы поспособствуете решению актуальной научной
проблемы.

Шаг 1. Подготовим все необходимое для создания музыки в проекте D-touch. Сначала ...

«
»

Расчетами с помощью компьютеров
занимаются представители всех областей науки: астрономы и физики, биологи и
химики и даже искусствоведы. Очевидно, что для реализации сложных проектов
требуются мощные вычислительные ресурсы, которые должны быть задействованы не
время от времени, а постоянно — до получения результата. Конечно, в крупных
научных центрах имеются суперкомпьютеры, но их использование расписано на годы
вперед. В 1995 году, когда появилось много персональных ПК, родилась идея
привлекать к расчетам их ресурсы. Программы распределенных вычислений работают
в фоновом режиме, решая научные задачи во время простоя компьютера.

Однако существуют такие вопросы, в которых люди
ориентируются лучше самой мощной машины. Например, человек быстрее подберет
правильную структуру молекулы вещества: отфильтровать лишние конфигурации
человеку помогает более гибкое мышление, чем у работающего по алгоритмам
компьютера.

Сложность заключается в том, что вовлечь сколько-нибудь
существенное число энтузиастов и волонтеров в сугубо научный проект чрезвычайно
сложно. Однако ученые-разработчики нашли решение: они поставили на службу науке
две человеческие черты — стремление играть и желание состязаться. Так родилась
идея вычислений в игровой форме. Сегодня создатели многих проектов, где
используются распределенные вычисления, предлагают пользователям игровые формы
участия. Участникам крупных проектов предлагается посостязаться в прохождении
различных игр-головоломок, решение которых позволяет получить дополнительные
баллы или укрепить свой авторитет.

Мы представим вам несколько
наиболее интересных игровых приложений и сервисов, которые помогут совместить
приятное с общественно полезным — развлечься и помочь науке. В качестве
«пропуска» в научную игровую лабораторию требуются только компьютер с доступом
в Интернет (через него передаются данные на серверы создателей проектов) и
бесплатное приложение, которое обычно бывает выполнено в виде головоломки или
аркадной игры.

Виртуальная
химическая лаборатория: Foldit

<div style="text-align: center;">$IMAGE1$</div>

Играть в Foldit так же увлекательно, как и в другие игры-головоломки, но при этом вы помогаете искать лекарство от СПИД

Что отличает современные компьютерные игры? Конечно же,
это и красивая графика, и обучающие миссии, и возможность кооперативной игры
через Интернет. Всеми этими чертами обладает и приложение Foldit (есть на CHIP
DVD). Оно представляет собой игру-головоломку, цель которой заключается в
создании молекулы белка со стабильной формой. Результаты каждой игры
используются при создании лекарств от болезней, связанных с нарушением
нормальной функции белка, — коровьего бешенства, рака, болезни Альцгеймера и
ряда других. Осенью этого года сообщество игроков Foldit решило задачу, над
которой ученые бились многие годы, — им удалось раскрыть структуру протеинов
вируса M-PMV. Это стало большим шагом вперед в деле создания лекарства от ВИЧ.

Интерфейс приложения позволяет крутить, гнуть и
встряхивать трехмерную структуру белка. За удачные решения игроку начисляются
очки. Все действо сопровождается фейерверками и звуковыми эффектами. Игровой
процесс не уступает по увлекательности многим казуальным играм. Поскольку
приложение кросс-платформенное, попробовать помочь биохимикам могут
пользователи Windows, Mac OS X и Linux.

Сделай
сам: музыкальный интерфейс
D-touch (www.d-touch.org) —
проект, созданный для исследования человеко-машинных интерфейсов и основанный
на анализе поведенческих сценариев. Он представляет собой систему распознавания
образов на основе обычной веб-камеры, объединенной с музыкальной программой.
Кубики-маркеры, размещенные на поле со специальной
разметкой, интерпретируются программным обеспечением как музыкальные
инструменты (сейчас доступна барабанная установка и секвенсер). Переставляя эти
маркеры в режиме реального времени, можно изменять ритмический рисунок,
записывать семплы и размещать их в произвольном месте композиции.

Сборка собственной «компьютерноаналоговой» музыкальной
установки подкупает своей простотой. Вам потребуются веб-камера с хорошим
разрешением, установленное приложение, распечатки маркеров и игрового поля и
час времени. Распечатайте на белой бумаге выкройки (они есть на CHIP DVD в
разделе «Бонус | Наука»). Вырежьте маркеры и склейте из них прямоугольные
блоки. Затем установите программное обеспечениеанализатор, подсоедините
веб-камеру и активируйте ее в настройках клиента. Включенную камеру необходимо
направить на поле, на котором вы будете расставлять и перемещать маркеры.
Программа-клиент будет интерпретировать эти перемещения и создавать на их
основе музыкальные лупы (зацикленные фрагменты).

Творческий
подход: сортируем звездное небо

<div style="text-align: center;">$IMAGE2$</div>

Если вы понимаете, чем одна туманность визуально отличается от другой, вы можете помочь астрофизикам в рамках проекта Zooniverse

Коллективная работа возможна не только при расшифровке
научных головоломок, но и при решении прикладных задач. Например, в рамках Zooniverse (www.zooniverse.org)
собраны десять подпроектов, направленных на изучение конкретных вопросов из
области астрономии, климата и археологии. Суть помощи «коллективного разума»
состоит в сортировке и классификации большого объема графических изображений,
собранного при помощи научного оборудования. Например, одно из заданий содержит
снимки галактик, сделанные телескопом «Хаббл». Привлекает в сервисе то, что не
надо устанавливать никаких клиентских приложений — достаточно
зарегистрироваться на главном сайте проекта. Далее пользователю предлагаются
фотографии, снятые телескопом, на которых он может выбрать интересующую его
область, после чего начать рассматривать артефакты и отвечать на вопросы
системы о том, на что они похожи, какими характеристиками обладают и т. д. Накопленный
массив данных передается ученым и позволяет упорядочить информацию о коллекции.
На сегодняшний день совместными усилиями двух миллионов участников проекта было
обработано более 400 000 изображений.

<div style="text-align: center;">$IMAGE3$</div>

Тренировки в написании научно-фантастических сценариев в Improviso помогают создать совершенных роботов-андроидов

В научных целях пользователей могут попросить принять
участие в научных симуляторах, проверяя их поведенческие реакции. На это
ориентированы построены игры The Restaurant Game (короткая ссылка для загрузки
— www.bit.ly/u8IDrS), Improviso (www.bit.ly/gCyxPI) и Play Mars Escape (www.bit.ly/9Q5EU7), которые
представляют собой тренажеры искусственного интеллекта. В первом случае от
игрока требуется сыграть в «посещение ресторана», вступая в диалог с
компьютером (в роли официанта или посетителя) и создавая одну из множества
ситуаций, связанных с обслуживанием клиента. Во второй игре пользователи
коллективно пишут сценарий научно-фантастического фильма. В третьем случае
игроки разделяются на «людей» и «роботов» и, взаимодействуя во время игровой сессии,
координируют свои поступки, убегая с планеты. Все три игры имеют раунды по
десять минут, данные из которых отправляются ученым для улучшения моделирования
робототехники.

Генетические
головоломки: складываем ДНК из кубиков

<div style="text-align: center;">$IMAGE4$</div>

Phylo. Путем складывания головоломки можно решить проблемы мутаций генов

Phylo () — еще одна интерактивная игра
для желающих приобщиться к науке в развлекательной форме. Приложение,
напоминающее «Тетрис», направлено на исследование генома человека и способов
организации ДНК и РНК белка живых существ (человека и животных). С его помощью
выявляются общие закономерности и мутации в эволюции, а также изучается
возникновение таких заболеваний, как рак груди.

Программа загружает разноцветные квадраты на поле,
представляющие собой зашифрованные данные, которые нужно передвигать по
ячейкам. В приложении есть специальный обучающий режим, вводящий пользователя в
курс дела, а также несколько уровней сложности самой игры. Задача —
расшифровать генетические головоломки, которые будут отправлены в UCSC Genome Browser
(genome.ucsc.edu) для дальнейшего изучения биологами.
В обозримом будущем это приложение будет выпущено и для мобильных платформ —
iPhone и Android.

Распределенные
вычисления: суперкомпьютер на дому
До красивых интерактивных игр, которые внешне похожи на
обычные казуальные и аркадные программы, существовали (и до сих пор существуют)
проекты, основанные на использовании мощностей домашних компьютеров по всему
миру. Установленные приложения работают под видом скринсейвера в момент простоя
ПК, загружая из Интернета задания и отсылая результаты их выполнения.

SETI@Home. Первым из такого рода проектов стал
SETI@Home. Все заинтересованные пользователи ПК могли принять посильное участие
в поиске внеземных цивилизаций, скачав на свои компьютеры небольшое клиентское
приложение, которое обрабатывает математические модели по расчету
радиосигналов.

В 1995 году Дэвид Геди, создатель проекта по поиску
сигналов от инопланетных разумных существ, предложил не приобретать для
обработки данных суперкомпьютер, а объединить вычислительные возможности персональных
ПК, подключенных к Интернету. В итоге 17 мая того года стартовал самый
известный проект распределенных вычислений SETI@Home, успешно проработавший до
конца апреля 2011-го, когда энтузиасты-астрономы из-за проблем с
финансированием отключили ретранслятор, который обеспечивал работу проекта.

Тем не менее для проекта SETI@Home ученым удалось привлечь
впечатляющие ресурсы: объединенные в сеть персональные ПК обычных пользователей
выдавали производительность до 15 терафлопс. Стоимость проекта составила около $500
000, при том что в случае покупки суперкомпьютера аналогичной мощности
организаторам пришлось бы потратить $110 млн. Такая экономия достигается прежде
всего за счет отсутствия платы (не только арендной) за помещения, где
устанавливается научное оборудование, а также более простой разработки ПО. Если
для суперкомпьютеров оно пишется на специальных языках программирования, то в
случае с обычными пользовательскими машинами вполне достаточно приложений,
созданных на основе широко распространенного C/C++.

Наука@Home. Помимо астрофизиков
распределенные вычисления используют и другие ученые — например, математики,
ищущие простые числа Мерсенна (GIMPS) или взламывающие алгоритмы шифрования
RC5. Этим занимаются члены сообщества Distrubuted.net. Они расшифровывают
комбинации из 18 квинтиллионов чисел, которые впоследствии применяются в
64-битной версии алгоритма шифрования.

Интересен и проект Оксфордского университета
Climateprediction.net (официальный сайт расположен по такому же адресу), в
рамках которого компьютеры сети распределенных вычислений помогают
прогнозировать изменения климата на Земле до 2100 года. По результатам этого эксперимента
ученые получат представление о современной климатической модели и скорректируют
ее.

Как выбрать среди многочисленных проектов распределенных
вычислений интересный именно для вас и какое ПО использовать?

BOINC и WCG: основа
распределенных вычислений
Большинство действующих сегодня проектов
распределенных вычислений используют открытую кросс-платформенную разработку
BOINC (, русскоязычная версия доступна по адресу www.boinc.ru), созданную для проекта
SETI@Home в 2006 году. Она состоит из серверной и клиентской частей: на стороне
сервера установлены PHP-скрипты, отвечающие за обработку и регистрацию данных в
базе, а пользователи, вовлеченные в проект, инсталлируют на свой компьютер специальное
приложение, портированное на все существующие сейчас системы (Windows, Linux,
Mac, Solaris) с разрядностью как 32, так и 64 бит.

После установки клиента BOINC открывается мастер
подключения к проектам (для этого нужно просто выбрать интересующий из списка
или добавить свой URL), и пользователь либо вводит существующие логин и пароль
участника, либо, в некоторых случаях, проходит процесс регистрации прямо внутри
клиента. Запущенное приложение напоминает своим внешним видом программу для
кодирования видео. При переключении на расширенный режим открывается
пользовательский интерфейс, в котором отображается текущая информация:
загружаемые данные, активность выполнения задания, а также список всех
служебных сообщений клиента.

Альтернативным ПО для распределенных вычислений
являлся клиент WCG. Его можно скачать со страницы www.worldcommunitygrid.org. В настоящее время
поддержка большинства работающих на этой платформе проектов заявлена и в BOINC.
Для этого в последнем нужно либо выбрать подключение к WCG в мастере проектов,
либо, переключившись на расширенный режим, вручную загрузить необходимые
модули.

Пользователи Mac OS X (начиная с версии 10.4)
также могут обратиться к специальному виджету OpenMacGrid Dashboard, чтобы
принять участие в спецпроектах, организованных сообществом ученых, которые
используют Mac, — OpenMacGrid ().

Для Linux существует платформа Fedora NightLife (www.bit.ly/tWz6kn), где на
заработанные очки можно организовать собственный проект или в будущем обменять
их на реальные деньги.
Категория: Научные открытия и др. | Просмотров: 435 | Добавил: Lerka | Рейтинг: 0.0/0
| Жаловаться на материал
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Профиль
Четверг
09 Май 2024
06:18


Вы из группы: Гости
Вы уже дней на сайте
У вас: непрочитанных сообщений
Добавить статью
Прочитать сообщения
Регистрация
Вход
Улучшенный поиск
Поиск по сайту Поиск по всему интернету
Наши партнеры
Интересное
Популярное статьи
Портфолио ученика начальной школы
УХОД ЗА ВОЛОСАМИ ОЧЕНЬ ПРОСТ — ХОЧУ Я ЭТИМ ПОДЕЛИТ...
Диктанты 2 класс
Детство Л.Н. Толстого
Библиографический обзор литературы о музыке
Авторская программа элективного курса "Практи...
Контрольная работа по теме «Углеводороды»
Поиск
Главная страница
Используются технологии uCoz