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Articulo de referencia

SETI@home

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SETI@home ("SETI en casa") es un proyecto del Centro de Investigación SETI de Berkeley que analiza señales de radio con el objetivo de buscar indicios de inteligencia extraterrestre . Hasta marzo de 2020, funcionó como un proyecto público de computación voluntaria en línea que utilizaba la plataforma de software BOINC . Está alojado en el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California, Berkeley , y es una de las muchas actividades que se llevan a cabo como parte del esfuerzo SETI a nivel mundial .

El software SETI@home se lanzó al público el 17 de mayo de 1999, [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] convirtiéndose en el tercer uso a gran escala de computación voluntaria a través de Internet con fines de investigación, después de Great Internet Mersenne Prime Search (GIMPS) lanzado en 1996 y distributed.net en 1997. Junto con MilkyWay@home y Einstein@home , tiene como propósito principal la investigación de fenómenos en el espacio interestelar.

En marzo de 2020, el proyecto dejó de enviar nuevas tareas a los usuarios de SETI@home, poniendo fin al aspecto de computación colaborativa del proyecto. [ 9 ] En ese momento, el equipo tenía la intención de centrarse en el análisis e interpretación de los datos acumulados durante 20 años. Sin embargo, el equipo dejó abierta la posibilidad de reanudar eventualmente la computación voluntaria utilizando datos de otros radiotelescopios, como MeerKAT y FAST . [ 10 ]

A partir de noviembre de 2021, el equipo científico ha analizado los datos y eliminado las señales ruidosas ( interferencia de radiofrecuencia ) utilizando la herramienta Nebula que desarrollaron y elegirá los aproximadamente 100 multipletes con mayor puntuación para ser observados utilizando el Telescopio Esférico de Apertura de Quinientos Metros , para el cual se les han concedido 24 horas de tiempo de observación. [ 11 ]

Investigación científica

Los dos objetivos originales de SETI@home eran:

  • realizar un trabajo científico útil apoyando un análisis observacional para detectar vida inteligente fuera de la Tierra [ 12 ]
  • para demostrar la viabilidad y practicidad del concepto de "computación voluntaria" [ 13 ]

Se considera que el segundo de estos objetivos se ha logrado por completo. El entorno BOINC actual , una evolución del SETI@home original, ofrece soporte para numerosos proyectos computacionalmente intensivos en una amplia gama de disciplinas.

El primero de estos objetivos no ha arrojado resultados concluyentes hasta la fecha: no se ha detectado ninguna evidencia de señales extraterrestres mediante SETI@home. Sin embargo, la continuación del proyecto se basa en la suposición de que el análisis observacional no está mal planteado. El resto de este artículo trata específicamente sobre las observaciones y el análisis originales de SETI@home. Aún queda por explorar la gran mayoría del cielo (más del 98%), y cada punto celeste debe ser explorado repetidamente para descartar incluso un subconjunto de posibilidades.

Detalles del procedimiento

SETI@home busca posibles evidencias de transmisiones de radio de inteligencia extraterrestre utilizando datos de observación del radiotelescopio de Arecibo y el Telescopio de Green Bank . [ 14 ] Los datos se toman de forma pasiva mientras el telescopio se utiliza para otros programas científicos. Los datos se digitalizan, almacenan y envían a las instalaciones de SETI@home. Luego, los datos se dividen en pequeños fragmentos de frecuencia y tiempo, y se analizan mediante software para buscar señales, es decir, variaciones que no pueden atribuirse al ruido y que, por lo tanto, contienen información. Mediante computación voluntaria, SETI@home envía millones de fragmentos de datos para que sean analizados externamente por computadoras domésticas, y luego estas computadoras informan los resultados. De esta manera, lo que parece un problema difícil en el análisis de datos se reduce a uno razonable gracias a la ayuda de una gran comunidad en línea que utiliza recursos informáticos prestados.

El software busca cinco tipos de señales que las distinguen del ruido : [ 15 ]

Existen muchas variaciones en la forma en que una señal ETI puede verse afectada por el medio interestelar y por el movimiento relativo de su origen con respecto a la Tierra. Por lo tanto, la posible "señal" se procesa de diversas maneras (aunque no se prueban todos los métodos de detección ni todos los escenarios) para garantizar la mayor probabilidad de distinguirla del ruido centelleante ya presente en todas las direcciones del espacio exterior. Por ejemplo, es muy probable que otro planeta se mueva a una velocidad y aceleración con respecto a la Tierra, lo que modificará la frecuencia de la posible "señal" con el tiempo. El software SETI@home realiza, en cierta medida, una verificación de esto mediante el procesamiento.

El proceso es similar a sintonizar una radio en diferentes canales y observar el medidor de intensidad de la señal. Si la intensidad de la señal aumenta, llama la atención. Técnicamente, implica un procesamiento de señal digital extenso, principalmente transformadas discretas de Fourier a diferentes frecuencias y duraciones de modulación de frecuencia .

Resultados

Hasta la fecha, el proyecto no ha confirmado la detección de ninguna señal ETI . Sin embargo, ha identificado varios objetivos candidatos (posiciones en el cielo) donde el pico de intensidad no se explica fácilmente como puntos de ruido [ 16 ] para un análisis posterior. La señal candidata más significativa hasta la fecha se anunció el 1 de septiembre de 2004, denominada Fuente de radio SHGb02+14a .

Si bien el proyecto no ha alcanzado el objetivo principal declarado de encontrar inteligencia extraterrestre, ha demostrado a la comunidad científica que los proyectos de computación voluntaria que utilizan computadoras conectadas a Internet pueden tener éxito como herramienta de análisis viable e incluso superar a las supercomputadoras más grandes. [ 17 ] Sin embargo, no se ha demostrado que el exceso de un orden de magnitud en las computadoras utilizadas, muchas de ellas fuera del hogar (la intención original era utilizar entre 50 000 y 100 000 computadoras domésticas), [ 18 ] haya beneficiado científicamente al proyecto. (Para más información al respecto, véase la sección Desafíos más adelante). 

Tecnología

Cualquier persona con un ordenador conectado a Internet, aunque fuera de forma intermitente, podía participar en SETI@home ejecutando un programa gratuito que descargaba y analizaba datos de radiotelescopios .

Los datos de observación se registraron en discos duros SATA de 2 terabytes alimentados desde el Telescopio de Arecibo en Puerto Rico, cada uno con aproximadamente 2,5 días de observaciones, que luego se enviaron a Berkeley . [ 19 ] Arecibo no tiene una conexión a Internet de banda ancha , por lo que los datos deben enviarse por correo postal a Berkeley. [ 20 ] Una vez allí, se dividen en unidades de trabajo de 107 segundos de datos, tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia, [ 21 ] o aproximadamente 0,35 megabytes (350 kilobytes o 350 000 bytes ), que se superponen en el tiempo pero no en la frecuencia. [ 19 ] Estas unidades de trabajo luego se envían desde el servidor SETI@home a través de Internet a computadoras personales de todo el mundo para su análisis.

Los datos se integraron en una base de datos utilizando ordenadores SETI@home en Berkeley. Se rechazaron las interferencias y se aplicaron diversos algoritmos de detección de patrones para buscar las señales más interesantes.

El proyecto utilizó CUDA para el procesamiento de GPU a partir de 2015. [ 22 ]

En 2016, SETI@home comenzó a procesar datos del proyecto Breakthrough Listen . [ 23 ]

Software

El gestor de BOINC trabajando en el proyecto SETI@home (v 7.6.22)
Captura de pantalla del salvapantallas clásico de SETI@home (v3.07)

El software informático para voluntarios SETI@home se ejecutaba como protector de pantalla o de forma continua mientras el usuario trabajaba, aprovechando un tiempo de procesador que de otro modo quedaría sin usar.

La plataforma de software inicial, ahora conocida como "SETI@home Classic", estuvo en funcionamiento desde el 17 de mayo de 1999 hasta el 15 de diciembre de 2005. Este programa solo era capaz de ejecutar SETI@home; fue reemplazado por Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), que también permite a los usuarios contribuir a otros proyectos de computación voluntaria al mismo tiempo que ejecutan SETI@home. La plataforma BOINC también permitía probar más tipos de señales.

La discontinuación de la plataforma SETI@home Classic hizo que los ordenadores Macintosh más antiguos que ejecutaban el sistema operativo Mac OS clásico (anterior a diciembre de 2001) no fueran aptos para participar en el proyecto.

SETI@home estaba disponible para la consola Sony PlayStation 3. [ 24 ]

El 3 de mayo de 2006, se empezó a distribuir la nueva versión de SETI@home, denominada "SETI@home Enhanced". Dado que los ordenadores contaban con la potencia necesaria para realizar tareas computacionales más exigentes que al inicio del proyecto, esta nueva versión era dos veces más sensible a las señales gaussianas y a ciertos tipos de señales pulsadas que el software original de SETI@home (BOINC). Esta nueva aplicación se había optimizado hasta el punto de que funcionaba más rápido en algunas unidades de trabajo que las versiones anteriores. Sin embargo, algunas unidades de trabajo (las mejores, desde un punto de vista científico) tardaban bastante más.

Además, algunas distribuciones de las aplicaciones SETI@home estaban optimizadas para un tipo particular de CPU . Se las denominaba "ejecutables optimizados" y se había comprobado que funcionaban más rápido en sistemas específicos para esa CPU. A partir de 2007La mayoría de estas aplicaciones estaban optimizadas para procesadores Intel y sus conjuntos de instrucciones correspondientes . [ 25 ]

Los resultados del procesamiento de datos se transmitían automáticamente la siguiente vez que el ordenador se conectaba a Internet; también se le podía indicar que se conectara a Internet cuando fuera necesario.

Estadística

Con más de 5,2  millones de participantes en todo el mundo, el proyecto fue el proyecto de computación voluntaria con mayor número de participantes hasta la fecha . La intención original de SETI@home era utilizar entre 50 000 y 100 000 ordenadores domésticos. [ 18 ] Desde su lanzamiento el 17 de mayo de 1999, el proyecto ha registrado más de dos millones de años de tiempo de computación acumulado. El 26 de septiembre de 2001, SETI@home había realizado un total de 10²¹ operaciones de coma flotante . Fue reconocido por la edición de 2008 de los Récords Mundiales Guinness como el mayor cálculo de la historia. [ 26 ] Con más de 145 000 ordenadores activos en el sistema (1,4 millones en total) en 233 países, a fecha de 23 de junio de 2013   , SETI@home tenía la capacidad de calcular más de 668 teraFLOPS . [ 27 ] En comparación, la computadora Tianhe-2 , que al 23 de junio de 2013  Era la supercomputadora más rápida del mundo , capaz de calcular 33,86 petaFLOPS (aproximadamente 50 veces mayor).

Proyectar el futuro

Había planes para obtener datos del Observatorio Parkes en Australia para analizar el hemisferio sur. [ 28 ] Sin embargo, al 3 de junio de 2018  Estos planes no se mencionaron en el sitio web del proyecto. Otros planes incluyen un registrador de datos multihaz, un verificador de persistencia de tiempo cercano y Astropulse (una aplicación que utiliza desdispersión coherente para buscar señales pulsadas). [ 29 ] Astropulse se asociará con el SETI@home original para detectar otras fuentes, como púlsares de rotación rápida, agujeros negros primordiales en explosión o fenómenos astrofísicos aún desconocidos. [ 30 ] Las pruebas beta de la versión final de lanzamiento público de Astropulse se completaron en julio de 2008, y la distribución de unidades de trabajo a máquinas de mayor especificación capaces de procesar las unidades de trabajo más intensivas en CPU comenzó a mediados de julio de 2008.

El 31 de marzo de 2020, la UC Berkeley dejó de enviar nuevos datos para que los clientes de SETI@Home los procesaran, dando por finalizado el esfuerzo por el momento. El programa declaró que se encontraban en un punto de "rendimiento decreciente" con el procesamiento voluntario y que necesitaban suspender el esfuerzo mientras procesaban los resultados. [ 31 ]

Aspecto competitivo

Los usuarios de SETI@home no tardaron en competir entre sí para procesar el mayor número posible de unidades de trabajo. Se formaron equipos para aunar los esfuerzos de los usuarios individuales. La competencia continuó y se intensificó con la introducción de BOINC.

Como en cualquier competición, se han realizado intentos de "engañar" al sistema y reclamar el mérito de un trabajo no realizado. Para combatir el fraude, el sistema SETI@home envía cada unidad de trabajo a varios ordenadores, un valor conocido como "replicación inicial" (actualmente 2 ). El crédito se concede únicamente por cada unidad de trabajo devuelta una vez que se ha obtenido un número mínimo de resultados y estos coinciden, un valor conocido como "quórum mínimo" (actualmente 2 ). Si, debido a errores de cálculo o a intentos de fraude mediante el envío de datos falsos, no hay suficientes resultados coincidentes, se envían más unidades de trabajo idénticas hasta alcanzar el quórum mínimo. El crédito final concedido a todas las máquinas que devolvieron el resultado correcto es el mismo y corresponde al menor de los valores reclamados por cada máquina.

Algunos usuarios han instalado y ejecutado SETI@home en ordenadores de sus lugares de trabajo; un acto conocido como "Borging", en referencia a los Borg de Star Trek , impulsados ​​por la asimilación . En algunos casos, los usuarios de SETI@home han hecho un mal uso de los recursos de la empresa para obtener resultados de la unidad de trabajo, y al menos dos personas han sido despedidas por ejecutar SETI@home en un sistema de producción empresarial. [ 32 ] Existe un hilo en el grupo de noticias alt.sci.seti que lleva el título "Alguien despedido por el salvapantallas SETI" [ 33 ] y que se inició el 14 de septiembre de 1999.

Otros usuarios reúnen grandes cantidades de equipos en casa para crear "granjas SETI", que normalmente consisten en varias computadoras compuestas únicamente por una placa base , una CPU , RAM y una fuente de alimentación , dispuestas en estantes como estaciones de trabajo sin disco que ejecutan Linux o versiones antiguas de Microsoft Windows "sin monitor". [ 34 ]

Desafíos

Cierre del Observatorio de Arecibo

Hasta 2020, SETI@home obtenía sus datos del Observatorio de Arecibo , operado por el Centro Nacional de Astronomía e Ionosfera y administrado por SRI International .

La disminución del presupuesto operativo del observatorio ha generado un déficit de fondos que no se ha podido cubrir con otras fuentes, como donantes privados, la NASA , otras instituciones de investigación extranjeras ni organizaciones privadas sin ánimo de lucro como SETI@home.

Sin embargo, en las perspectivas generales a largo plazo que tienen muchos de los involucrados en el proyecto SETI, cualquier radiotelescopio utilizable podría reemplazar a Arecibo (que colapsó por completo en diciembre de 2020), [ 35 ] [ 36 ] ya que todos los sistemas SETI son portátiles y reubicables.

Políticas de uso de computadoras más restrictivas en las empresas

En un caso documentado, un individuo fue despedido por importar y usar explícitamente el software SETI@home en computadoras utilizadas para el estado estadounidense de Ohio. [ 37 ] En otro incidente, un director de TI escolar renunció después de que su instalación supuestamente le costara a su distrito escolar $1  millón en costos de eliminación; sin embargo, otras razones para este despido incluyeron falta de comunicación con sus superiores, no instalar software de firewall y presunto robo de equipo informático, [ 38 ] lo que llevó a un editor de ZDNet a comentar que "la tontería de la informática voluntaria fue simplemente la mejor y más obvia excusa que el distrito tenía para rescindir su contrato con causa justificada ". [ 39 ]

A fecha de 16 de octubre de 2005  , aproximadamente un tercio del procesamiento de la versión no BOINC del software se realizó en máquinas del trabajo o de la escuela. [ 40 ] Como muchas de estas computadoras otorgan privilegios reducidos a los usuarios comunes, es posible que gran parte de esto lo hayan hecho los administradores de red .

En cierta medida, esto puede verse compensado por una mejor conectividad a las máquinas domésticas y un rendimiento cada vez mayor de las computadoras domésticas, especialmente aquellas con GPU , [ 41 ] que también han beneficiado a otros proyectos de computación voluntaria como Folding@Home . [ 42 ] [ 43 ] La proliferación de dispositivos de computación móvil proporciona otro gran recurso para la computación voluntaria. Por ejemplo, en 2012, Piotr Luszczek (un antiguo estudiante de doctorado de Jack Dongarra ) presentó resultados que mostraban que un iPad 2 igualaba el rendimiento histórico de un Cray-2 (la computadora más rápida del mundo en 1985) en una prueba de rendimiento LINPACK integrada . [ 44 ]

Fondos

Actualmente, la investigación SETI no recibe financiación gubernamental y la financiación privada siempre es limitada. El Laboratorio de Ciencias Espaciales de Berkeley ha encontrado maneras de trabajar con presupuestos reducidos y el proyecto ha recibido donaciones que le han permitido extenderse mucho más allá de su duración original prevista, pero aún así tiene que competir por fondos limitados con otros proyectos SETI y otros proyectos de ciencias espaciales.

En una solicitud de donaciones del 16 de diciembre de 2007, SETI@home expuso su modesta situación actual e instó a donar los 476.000 dólares necesarios para continuar sus actividades en 2008.

Clientes no oficiales

Varias personas y empresas realizaron cambios no oficiales en la parte distribuida del software para intentar obtener resultados más rápidos, pero esto comprometió la integridad de todos los resultados. [ 45 ] Como resultado, el software tuvo que actualizarse para facilitar la detección de dichos cambios y descubrir clientes no fiables. BOINC se ejecutará en clientes no oficiales; sin embargo, no se permiten clientes que devuelvan datos diferentes y, por lo tanto, incorrectos, para evitar la corrupción de la base de datos de resultados. BOINC se basa en la verificación cruzada para validar los datos [ 46 ] , pero es necesario identificar a los clientes no fiables para evitar situaciones en las que dos de ellos informen los mismos datos inválidos y, por lo tanto, corrompan la base de datos. Un cliente no oficial muy popular (lunatic) permite a los usuarios aprovechar las características especiales proporcionadas por sus procesadores, como SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 , SSE4.1 y AVX , para permitir un procesamiento más rápido.

Fallos de hardware y de base de datos

SETI@home es un banco de pruebas para el desarrollo de BOINC y otras tecnologías de hardware y software (bases de datos). Bajo las cargas de procesamiento de SETI@home, estas tecnologías experimentales pueden presentar mayores dificultades de lo previsto, ya que las bases de datos SETI no cuentan con datos contables y comerciales ni estructuras relacionales típicas. El uso no tradicional de bases de datos suele implicar mayores gastos generales de procesamiento y riesgo de corrupción o fallo total de la base de datos. Los fallos de hardware, software y bases de datos pueden provocar (y de hecho provocan) una disminución en la participación en el proyecto.

El proyecto ha tenido que interrumpirse varias veces para migrar a nuevas bases de datos capaces de gestionar conjuntos de datos más grandes. Los fallos de hardware han demostrado ser una causa importante de las interrupciones del proyecto, ya que suelen ir acompañados de corrupción de la base de datos.

Véase también

Referencias

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  2. ↑ "DownloadOther – BOINC" . boinc.berkeley.edu . Archivado del original el 3 de enero de 2023. Consultado el 3 de enero de 2023 .
  3. ↑ "Adaptación y optimización de SETI@home" . setiathome.berkeley.edu . Archivado del original el 3 de enero de 2023. Consultado el 3 de enero de 2023 .
  4. 1 2 3 4 "Estadísticas detalladas – SETI@Home" . Estadísticas de BOINC . Archivado del original el 4 de enero de 2015. Recuperado el 5 de marzo de 2020 .
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  6. ↑ Nemiroff, R.; Bonnell, J., eds. (17 de mayo de 1999). "Cómo buscar extraterrestres" . Imagen astronómica del día . NASA . Consultado el 6 de octubre de 2006 .
  7. ↑ "SETI@home Clásico: En Memoria" . 15 de diciembre de 2005. Archivado del original el 8 de marzo de 2007. Consultado el 6 de octubre de 2006 .
  8. ↑ "¡Buscando ET!" . Net Talk Live! . Archivado del original el 15 de agosto de 2000 . Consultado el 12 de enero de 2022 .
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  11. ↑ "Nuevas zonas, un hito y próximos pasos" . setiathome.berkeley.edu . Archivado del original el 27 de noviembre de 2021. Consultado el 27 de noviembre de 2021 .
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Lecturas adicionales

  • Carrigan, Richard A. Jr. (2003). "El hacker definitivo: las señales SETI podrían necesitar ser descontaminadas". Bioastronomía 2002: Vida entre las estrellas . 213. Sociedad Astronómica del Pacífico: 519. Bibcode : 2004IAUS..213..519C .
  • Sample, Ian (25 de noviembre de 2005). "Científicos, estén alerta..." The Guardian . Londres . Recuperado el 25 de noviembre de 2005 .
  • Scoles, Sarah (23 de mayo de 2017). "Una breve historia de SETI@Home" . The Atlantic.
  • Sitio web oficial