Tag Archives: mole

Noi dormiamo ma lo smartphone NO!

12 Mar

Torniamo ora a parlare un po’ di tecnologia. Come sapete, ormai, nel bene o nel male, la maggior parte delle persone possiede uno smartphone. Questi piccoli strumenti nascondono al loro interno una capacita’ di calcolo impressionante se paragonata con le ridotte dimensioni, ma soprattutto, per quelli non proprio giovanissimi, se paragonata con quella dei personal computer piu’ costosi che si potevano acquistare anche solo 10 anni fa. Da un lato, questo e’ impressionante ma anche completamente comprensibile. Come sapete, l’elettronica e le capacita’ di calcolo seguono leggi esponenziali di crescita, di riduzione del prezzo e delle dimensioni dei dispositivi e l’insieme di questi parametri fa si che, di volta in volta, esca un prodotto nuovo che faccia impallidire i suoi predecessori.

Ora pero’, quanti di quelli che utilizzano uno smartphone lo utilizzano a pieno delle sue capacita’? In verita’, credo io, davvero un numero esiguo di persone riesce a sfruttare a pieno le capacita’ del proprio telefono se non facendo andare in contemporanea diversi programmi richiedenti la rete internet.

Oltre a questo poi, c’e’ un altro aspetto da considerare. Mediamente, questi piccoli oggetti sono molto energivori e le loro batterie difficilmente durano anche solo una giornata se sfruttati a pieno. Conseguenza di questo e’ che tutte le notti dobbiamo ricaricare la batteria lasciando, come spesso accade, il telefono acceso con la connessione dati o wireless accesa. Durante questa fase di standby, anche se non del tutto, il nostro dispositivo e’ fermo e la sua enorme capacita’ di calcolo non viene sfruttata.

Perche’ faccio questo preambolo iniziale?

Molto semplice, in questi giorni, su diversi giornali, e’ stata lanciata una notizia che ha suscitato il mio interesse se non altro perche’ rilancia le problematiche appena discusse. Come avrete sicuramente letto, un team di ricercatori austriaci ha trovato, almeno da come raccontano i giornali, il modo di sfruttare questa potenza di calcolo per un nobile scopo. Questo gruppo di ricerca e’ coinvolto nello studio dei dati del database Simap, un enorme catalogo contenente al suo interno la struttura di tutte le proteine conosciute. Scopo di questa ricerca e’ quello di studiare le somiglianze tra le proteine con il fine ultimo, tra i tanti altri, di poter trovare cure per alcune delle malattie piu’ critiche che riguardano il genere umano. Gestire una mole di dati cosi’ impressionante non e’ affatto semplice e richiede una capacita’ di calcolo molto elevata. Ovviamente, una capacita’ di calcolo elevata significa un costo altrettanto elevato. Per farvi capire questa relazione, pensate che il costo computazionale aumenta con il quadrato del numero di proteine contenute nel database.

Come gestire una mole cosi’ elevata di dati con costi che non siano insostenibili?

Semplice, stando a quanto riporta la notizia sui giornali, e’ stata programmata una App, uno dei piccoli programmini che girano sui nostri smartphone, che consente di sfruttare lo smartphone per analizzare questi dati. Il nome della App e’ Power Sleep appunto perche’ si tratta di una normale sveglia che puo’ essere impostata all’ora in cui desideriamo alzarci. Al contrario di una normale sveglia, Power Sleep ha pero’ una funzione aggiuntiva. Prima di andare a dormire, mettete il vostro smartphone sotto carica lasciando la connessione WiFi accesa. Non appena la batteria avra’ raggiunto la carica completa, il telefono comunichera’ con un server centrale dando inizio al vero scopo del software. Il server invia paccheti da 1Mb che vengono analizzati dal processore dello smartphone. Il tempo richiesto per questa analisi e’ compreso tra 30 e 60 minuti a seconda della potenza di calcolo. Quando il processo e’ completato, il telefono invia il risultato al server e scarica un altro pacchetto da analizzare. Questa comunicazione dura fino a quando non arriva l’ora impostata per la sveglia e il telefono e’ di nuovo disponibile completamente per l’utente.

Detta in questo modo, sembra una scoperta rivoluzionaria che ci permettera’ di contribuire senza spendere un soldo alla ricerca scientifica.

Perche’ dico “sembra”?

Molto semplice, ovviamente si tratta di un’applicazione utilissima per lo scopo della ricerca scientifica in se, ma questo genere di applicazioni non sono assolutamente una novita’. Questo processo di analisi dei dati e’ quello che viene comunemente definito “calcolo distribuito”. Si tratta di un procedimento molto semplice in cui un processo principale viene diviso in tante parti assegnate a processori diversi che poi comunicheranno il loro singolo risultato ad un server centrale. Grazie al calcolo distribuito e’ possibile sfruttare una rete di computer, o smartphone come in questo caso, invece di investire cifre spropositate in una singola macchina in cui far girare l’intera analisi. Di esempi di questo tipo ce ne sono a bizzeffe anche indietro negli anni. Sicuramente tutti avrete sentito parlare del programma SETI@Home per la ricerca di vita extraterrestre nell’universo. In questo caso, si utilizzavano radiotelescopi per cercare segnali non naturali. L’enorme mole di dati veniva analizzata da chiunque decidesse di installare un piccolo software sul proprio computer per contribuire a questa ricerca.

Nel caso di Power Sleep, i ricercatori austriaci si sono affidati ad una societa’ che si occupa proprio di calcolo distribuito e si chiama BOINC. Vi riporto anche il link alla loro pagina italiana in cui compare, proprio in prima pagina, una descrizione sul funzionamento e sull’importanza del calcolo distribuito:

BOINC Italia

Come potete leggere, esistono decine di applicazioni per il calcolo distribuito gestite da BOINC e molte di queste riguardano proprio analisi scientifiche dei dati. Il perche’ di questo e’ facilmente comprensibile, le applicazioni scientifiche sono quelle che producono la maggior mole di dati e che richiederebbero super-computer sempre piu’ potenti per la loro analisi. Grazie a BOINC e al calcolo distribuito, e’ possibile sfruttare a titolo gratuito computer, smartphone e tablet privati per velocizzare il calcolo e risparmiare notevoli capitali che incidono fortemente sul costo della ricerca. Visto che lo abbiamo citato, BOINC nacque qualche anno fa proprio per gestire il progetto SETI@Home. Tra i programmi disponibili ora trovate ad esempio: LHC@Home per l’analisi dei dati del collisore LHC del CERN, Orbit@Home per l’analisi delle traiettorie degli asteroidi vicini alla Terra, Einstein@Home per la ricerca di onde gravitazionali e cosi’ via. Per una lista piu’ completa dei programmi scientifici di calcolo distribuito potete far riferimento alla pagina di Wikipedia che ne parla:

Wiki, esempi calcolo distribuito

Concludendo, al solito la notizia e’ stata data sui maggiori giornali con toni enfatici volti piu’ a impressionare che non ha mostrare l’importanza scientifica di applicazioni di questo tipo. Esempi di calcolo distribuito ce ne sono tantissimi e molti di questi sfruttano il servizio BOINC per dialogare con gli utenti che volontariamente decidono di sostenere un programma piuttosto che un altro. Power Sleep ha sicuramente un nobile scopo se pensiamo all’importanza del mantenimento del database Simap e per i risultati che ricerche di questo tipo dovrebbero portare per l’intero genere umano.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

Annunci

Quale mistero si nasconde sotto Seattle?

6 Gen

In questi ultimi giorni, moltissimi giornali e siti internet hanno riportato la notizia di un imprevisto stop ai lavori di costruzione di una nuova arteria stradale nei pressi di Seattle. Certo, detto in questo modo, la notizia non sembrerebbe assolutamente straordinaria, se non altro perche’ la fermata dei lavori e’ avvenuta negli Stati Uniti invece che in Italia dove siamo abituati.

Tralasciando facili ironie, veniamo al cuore della notizia.I lavori in questione sono relativi alla costosissima opera di realizzazione della nuova State Route 99 necessaria per allegerire il carico veicolare sulle vecchie arterie. La nuova statale viaggera’ sotto terra nei pressi di Seattle richiedendo la realizzazione di un tunnel di 3 Km il cui costo e’ intorno ai 6 miliardi di dollari.

Questo e’ un progetto del tunnel preso direttamente dal sito dell’azienda che sta realizzando la grande opera:

Progetto del tunnel sotterraneo della Route 99

Progetto del tunnel sotterraneo della Route 99

Prima domanda: come si realizza uno scavo di questo tipo? Ovviamente, non con pala e piccone. Per opere di questo tipo, si utilizzano grandi talpe in grado di perforare il terreno e consolidare il percorso gia’ fatto. Ovviamente, la grandezza della talpa deve essere dimensionata in base al tunnel che si vuole scavare, cosi come la sua parte tagliente. Cosa significa questo? Semplice, in base alla durezza e alla composizione del terreno, si dovra’ pensare una testa diversa in modo tale da poter frantumare i diversi strati interessati.

Per la realizzazione della Route 99, si e’ scelto di realizzare la piu’ grande talpa mai costruita e chiamata Bertha. Si tratta di una macchina TBM, cioe’ Tunnel Boring Machine, con un diametro di 17.45 metri ed una lunghezza che sfiora i 100 metri. Ecco una foto della spaventosa macchina:

La TBM Bertha della Hitachi Zosen

La TBM Bertha della Hitachi Zosen

Prima di andare avanti, e’ necessario specificare meglio alcuni punti su cui diversi siti e giornali hanno commesso errori. Prima di tutto, alcuni suppongono che il nome Bertha sia stato scelto per ricordare il micidiale Cannone Berta utilizzato durante la seconda guerra mondiale per bombardare Parigi. Questo non e’ assolutamente vero. Andando sul sito della ditta costruttice di Bertha, la giapponese Hitachi Zosen:

Hitachi Zosen Bertha

Trovate che il nome e’ stato suggerito da uno studente di una suola elementare di Washington in seguito ad un concorso appositamente indetto.

Altro appunto importante, alcuni suppongono che Bertha non sia la piu’ grande talpa al mondo, ma che sia seconda a quella dell’azienda Herrenknecht con un diametro di 19.25 metri. Anche questo e’ sbagliato. Questa TBM e’ solo a livello di progetto ed e’ stata pensata per la realizzazione di un tunnel nei pressi di San Pietroburgo. Ad oggi, pero’, questa TBM e’ ancora in fase di progetto, lasciando il trono della grandezza a Bertha. Per darvi un’idea delle dimensioni e dei progetti in cui queste macchine sono utilizzate, vi segnalo una pagina contenente una tabella di raffronto davvero molto interessante:

Tunnel Talk Comparison

Fatte queste doverose precisazioni, veniamo alla notizia vera e propria che ha richiamato la nostra attenzione.

Come anticipato, Bertha e’ al lavoro per la realizzazione del Tunnel. Solo pochi giorni fa, lo scavo e’ stato interrotto perche’ la TBM ha incontrato un ostacolo lungo il suo percorso che le impedisce di andare avanti.

Di cosa si tratta?

La notizia e’ proprio questa, ad oggi nessuno sa di cosa si tratta.

Anche se sembra assurdo, come una vera talpa, una TBM non e’ provvista di telecamere nella parte rotante. Allo stato attuale, il misterioso ostacolo impedisce pero’ l’avanzata della macchina. Per poter determinare la natura dell’oggetto e’ necessario pressurizzare la sezione del tunnel, far indietreggiare la macchina e poi far scendere una squadra di tecnici. Ovviamente, nelle condizioni del tratto, la squadra potra’ lavorare solo pochi minuti prima di tornare all’aria aperta.

Cosa potrebbe essere questo oggetto?

Come potete immaginare, su questo punto si sono scatenate la fantasie piu’ assurde e a volte ridicole. Per prima cosa, c’e’ chi parla di un antico veliero affondato nei pressi del porto di Seattle, chi parla dei resti di un’antichissima citta’ risalente a tempi remoti. Alcuni parlano addirittura di resti di metalli e attrezzature risalenti al periodo del proibizionismo. In tutto questo, non mancano poi le ipotesi piu’ grottesche: sono i resti di un velivolo alieno precipitato sulla Terra, no, addirittura di una citta’ aliena sotterranea, di piu’, dell’ingresso di una base aliena posizionata sotto Seattle per controllare il genere umano.

Se pensate che le ipotesi che vi ho mostrato siano esagerate, provate a leggere sulla rete e troverete spunti anche peggiori tra i quali i resti di un robot come nel film Transformers.

Da dove nascono queste ipotesi? Semplice, un mostro come Bertha sarebbe in grado di frantumare qualsiasi cosa si trovi lungo il suo percorso. Se un oggetto e’ riuscito a bloccare l’avanzata della TBM deve essere fatto di un materiale cosi’ duro da non poter essere di origine naturale.

Ok, tiriamo un sospiro e proviamo a ragionare. Come anticipato, la scelta di una TBM deve essere fatta valutanto tanti fattori, non solo quello delle dimensioni della testa rotante. Geologicamente, il terreno sotto Seattle e’ molto particolare; praticamente possiamo immaginarlo come un budino di ghiaia, argilla e sabbia. In questi casi, il terreno risulta molto morbido da essere perforato e proprio per questo motivo Bertha e’ stata attrezzata con taglienti appositi.

Per far capire meglio il funzionamento della talpa, riportiamo un video preso direttamente dalle pagine della Hitachi Zosen su Bertha:

Ora, cosa potrebbe aver bloccato la TBM? La risposta potrebbe essere molto piu’ semplice di quelle ipotizzate: un blocco granitico, ferrite compatta, una roccia risalente ad ere geologiche e sepolta sotto il terreno di Seattle. Sicuramente ipotesi molto meno affascinanti di quelle riportate in precedenza, ma, forse, un po’ piu’ realistiche.

Ad oggi, l’operazione di esplorazione visiva non e’ stata ancora fatta ed e’ prevista entro la fine di Gennaio. Sicuramente, tenere fermi i lavori di perforazione costa molto in termini economici, per cui siamo certi che la cosa verra’ risolta in tempi molto brevi. Qualora non fosse possibile agire direttamente, i tecnici stanno gia’ valutando piani alternativi per raggiungere l’ostacolo mediante perforazione verticale. Non appena ci saranno altri aggiornamenti, torneremo su questa notizia. Chi lo sa, magari l’ostacolo potrebbe essere un disco volante abbandonato.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.