World Community Grid/Nutritious Rice for the World – Planet 3DNow! Distributed Computing Wiki

Steckbrief
Kategorie:	Biologie
Betreiber:	IBM und University of Washington
Nationalität:	USA
Start:	Mai 2008
Ende:	April 2010
Status:	Stabil
Checkpoints:	Ja
Webseite:	www.worldcommunitygrid.org
Anmelde-URL:	http://www.worldcommunitygrid.org/
Clients
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Nutritious Rice for the World wird von der Computational Biology Research Group der Universität von Washington betrieben und nutzt die Plattform des World Community Grid. Das Projekt möchte die Proteinstruktur des Reises erforschen um so den Reisbauern dabei zu helfen, Reissorten zu finden, die höhere Erträge ermöglichen, nahrhafter und außerdem widerstandsfähiger gegen Krankheiten und Schädlingsbefall sind. Leider sind Hunger und Unterernährung eines der größten Probleme weltweit. Annähernd 30% der Weltbevölkerung sind von Unterernährung bedroht, jährlich verhungern 10 Millionen Menschen oder sterben durch Hunger verursachte Krankheiten. Reis zählt zu den wichtigsten Getreidearten und bildet die Nahrungsgrundlage für mehr als die Hälfte der Erdbevölkerung. Nutritious Rice for the World möchte im Endeffekt die Lebensqualität einiger Milliarden Menschen verbessern.

Projektbeschreibung

Bisher wurden neue Reissorten durch die Kreuzung aus anderen Stämmen gewonnen. Diese hybriden Sorten weisen durchaus bessere Eigenschaften auf, allerdings sind die Möglichkeiten der Züchtung beschränkt. Die verschiedenen Sorten müssen den gleichen Phänotypen haben, damit sie gekreuzt werden können. Mit den herkömmlichen Methoden bleiben viele möglicherweise vorteilhafte Kombinationen unberücksichtigt. Da mittlerweile aber das vollständige Reis-Genom entschlüsselt ist, wandert der Fokus auf die Gene, welche gewünschten Merkmale des Reises wie hoher Ertrag, Widerstand gegen Krankheiten oder auch den Nährgehalt beeinflussen. Die Merkmale hängen von komplizierten biochemischen Interaktionen der einzelnen Teilproteine ab. Die Bestimmung der Proteine und das Verständnis ihrer Eigenschaften und Interaktionen gibt Landwirten die Chance, gewünschte Merkmale in einer höher entwickelten Ebene zu beeinflussen, indem sie geschicktere Anwärter für die Querzüchtung wählen. Das Wissen um die Struktur kann Einblicke geben, in welche Weise die Proteine die Biochemie der Reissorten beeinflussen. Im Rahmen des Projekts wird die Software Protinfo genutzt (von der Computational Biology Research Group entwickelt), um dreidimensionale Modelle der zehntausenden Reisproteine zu erstellen. Diese Modelle werden anschließend verwendet, um die Funktion und die Rolle eines jeden Proteins zu entschlüsseln. Die verfügbare Rechenleistung des WCG wird genutzt um von über 10.000 Genen jeweils 100.000 Modelle zu erstellen. Die Erzeugung dieser Milliarde von Modellen würde mit den Systemen der Computational Biology Research Group ca. 30 Jahren in Anspruch nehmen. Mit Hilfe des World Community Grid hofft man die Modelle in gut einem Jahr durchzurechnen.

Erfolge des Projekts

Anfang April 2010 wurde das Projekt abgeschlossen. In der aktiven Zeit wurden 29,56 Mio. WUs gerechnet, die gesamte Rechenzeit beläuft sich auf 25761 Jahre und 138 Tage.

Das Forscherteam hat bereits mit der Analyse der Ergebnisse begonnen und kann dabei auf Terabyte an Daten zurückgreifen.

Dieser Abschnitt ist ausbaufähig. Falls dir weitere nennenswerte Erfolge des Projekts bekannt sind, kannst du sie hier eintragen.

Planet 3DNow!

Da Planet 3DNow! schon seit dem 11.06.2005 mit einem eigenen Team am World Community Grid teilnimmt, wurde auch Nutritious Rice for the World seit dessen Beginn gerechnet.

Das DC-Team von Planet 3DNow! berechnete 22.965 WUs und brachte dafür 19 Jahre und 104 Tage an CPU-Zeit auf.

Teilnahme

Das Projekt läuft unter dem Dach des World Community Grid. WCG wird über die BOINC-Plattform betrieben, die URL zur Anmeldung lautet http://www.worldcommunitygrid.org. Bei der Account-Erstellung ist zu beachten, dass WCG keine Sonderzeichen und Umlaute im Passwort akzeptiert. Im Gegensatz zu den meisten (allen anderen?) Projekten wird der Benutzer nicht über die E-Mail-Adresse identizifiert, sondern über den Benutzernamen. Da unter dem Metaprojekt World Community Grid verschiedene Projekte vereint sind, kann jeder Teilnehmer für sich entscheiden, welche Projekten er unterstützen möchte. Um für Nutritious Rice for the World zu rechnen, muss im Profil unter "My Projects" der entsprechende Haken gesetzt werden.

Besonderheiten

Alle Projekte unter dem Dach von World Community Grid unterstützen Checkpoints.
Die Deadline, innerhalb der die Berechnung abgeschlossen und vollständig zurückgemeldet werden muss, beträgt zehn Tage.
Die Laufzeiten betragen immer rund sieben Stunden, unabhängig von der Ausstattung des Rechners.
Die Speicherbelastung der WUs liegt bei rund acht MByte.
Das Quorum für Nutritious Rice for the World beträgt min. 10, jede Work-Unit wird aber 19x ausgeliefert. Bedingt durch die Art der Umsetzung dieses Projekts, wird bei jeder einzelnen Berechnung ein anderes Ergebnis produziert.
Creditvergabe: Die Creditvergabe für Nutritious Rice for the World wird auf eine ganz andere Art vorgenommen als bei anderen Projekten des World Community Grid. Jede WU wird auf jedem Rechner sieben Stunden lang berechnet, ein schneller Rechner kann in dieser Zeit vielleicht 1000 Strukturvorhersagen treffen und 450 Credits claimen, während ein langsamer Rechner auf 160 Vorhersagen kommt und 80 Credits claimed. WCG ermittelt den durchschnittlichen Claimed Credit pro Strukturvorhersage (in unserem Beispiel also 0,475) und multipliziert ihn mit den getroffenen Vorhersagen. So bekommt der schnelle 475, der langsame Rechner 76 Granted Credits.
Nutritious Rice for the World eignet sich hervorragend für ältere Rechner und Systeme die nur wenige Stunden am Tag laufen. Kennzeichnend ist der minimalen Speicherbedarf und die fixe WU-Dauer in Einheit mit der langen Deadline von zehn Tagen.