Propostas atribuídas ano letico 2025/2026

Nos últimos anos, os projectos de computação voluntária de larga escala, também designados por Desktop Grid, têm conhecido um assinalável sucesso, com vários projectos a agregarem centenas de milhares de computadores pessoais. Por exemplo, mais de 200,000 computadores são disponibilizados pelos respectivos donos para a pesquisa de sinais de vida extraterrestre inteligente através do popular projecto SETI@home . Para o laboratório SETI, esse voluntariado permite o acesso a uma máquina distribuída de enormes dimensões a custos muito reduzidos. Outros exemplos incluem aplicações mais orientada para a investigação científica, tais como o Rosetta@home  para a previsão da estrutura tridimensional de proteínas, ou diversos projectos para a pesquisa de compostos químicos com potencial farmacológico dirigidos a diversas doenças.

Muitos dos projectos de computação voluntária assentam na plataforma BOINC, tirando partido das várias funcionalidades que esta oferece . Para tal, cada utilizador que pretende disponibilizar os seus recursos instala o BOINC nas respectivas máquinas, e associa-se aos projectos de computação voluntária existente. O BOINC encarrega-se de descarregar as aplicações dos projectos seleccionados e de as executar.

O projecto Ibercivis é uma plataforma de computação voluntária que procura aproximar a investigação científica de grupos Ibero-Americanos, que necessitem de recursos computacionais grandes, dos cidadãos que possuam computadores e que estejam disponíveis para doar o tempo em que não utilizam as suas máquinas. Um dos projectos que tem utilizado os recursos existentes na plataforma Ibercivis é o “Amiloide”. Este nome advém das doenças amilóides. As doenças amilóides neurodegenerativas constituem um grupo de doenças que incluem entre outras a doença de Alzheimer, a doença de Parkinson, a Polineuropatia Amilóide Familiar (PAF, também conhecida por Paramiloidose ou “doença dos pezinhos”), e ainda doenças como as encefalopatias espongiformes bovina (vulgarmente conhecida por “Doença das Vacas Loucas”) ou humana (Doença de Creutzfeldt-Jakob). Todas estas patologias são caracterizadas pela formação de agregados e fibras de proteínas (a substância amilóide), tóxicos para as células do sistema nervoso, e portanto responsáveis pela neurodegeneração observada nos pacientes . Actualmente, o projecto “Amiloide” pesquisa entre bibliotecas de milhões de compostos aqueles que possam funcionar como agentes farmacológicos no combate à Paramiloidose. De facto, a cada computador voluntário é enviado um pacote constituído por ficheiros de entrada e código para execução da aplicação que determina poses e energias de interação entre a proteína alvo (Transtirretina) e cada um de cerca de 2,300,000 compostos.

Neste contexto, o principal objectivo deste Estágio é o de desenvolver técnicas que permitam reduzir a redundância na computação oferecida pelos voluntários. O projecto Amiloide servirá de fio condutor a todo o trabalho, uma vez que servirá como caso de uso real para todas as soluções que o estagiário venha a desenvolver. Os projectos BOINC envolvem um grau elevado de redundância, que pode ter origem em vários factores, dos quais o estagiário deverá resolver dois: (1)   repetição do mesmo cálculo por múltiplos clientes para efeitos de validação de resultados por comparação e (2)   perda de checkpoints escritos localmente por clientes que saem da rede.

O desfecho ideal para o primeiro problema seria o de determinar, com uma elevada probabilidade, se uma resposta está correcta ou não, independentemente do tipo de problemas. Na prática, e dada a dificuldade final deste objectivo será satisfatório encontrar uma técnica aplicável ao projecto Amiloide em particular.

A resolução do segundo problema proposto — perda de checkpoints – passará por conceber um mecanismo que possibilite a partilha de checkpoints entre clientes BOINC diferentes, de tal forma que a disponibilidade daqueles não dependa da continuidade dos voluntários. Este mecanismo, deverá ser simples e flexível, de forma a ser robusto e deverá ser capaz de enfrentar todos os problemas típicos de um sistema distribuído de tão larga escala como este: portos inacessíveis atrás de firewalls e esquemas de NAT, recursos altamente voláteis, dados eventualmente manipulados ou infectados, etc. 

Uma tarefa que estará também associada a este Estágio será a de iniciar e manter projectos de computação BOINC, dentro da plataforma Ibercivis, de tal forma que seja possível experimentar na prática e em larga escala as soluções a desenvolver e aperfeiçoar pelo estagiário.

Sites a Consultar

http://setiathome.ssl.berkeley.edu/ 

http://boinc.bakerlab.org/rosetta/ 

http://boincstats.com 

  

http://www.ibercivis.pt/index.php.

http://www.ibercivis.pt/index.php?module=public&section=channels&action=view&id_channel=3&id_subchannel=122.