// Vertaling Engelstalig artikel IBM World Community Grid (NL)

IBMs virtuele supercomputer vindt aanwijzing voor proper water

 

IBMs World Community Grid helpt wetenschappers het potentieel te ontketenen om waterkwaliteit drastisch te verbeteren

 

ARMONK, NY - 06 July 2015: Volgens een paper die vandaag gepubliceerd werd in het tijdschrift Nature Nanotechnology, hebben wetenschappers een fenomeen ontdekt waardoor het gebruik van koolstofnanobuizen, bij bepaalde omstandigheden, eventueel zou kunnen leiden tot het efficiënter filteren van water met minder kosten en minder impact op het milieu.

 

Deze studie over nanobuizen – een materie die veel belofte toont voor een verscheidenheid aan technologieën – werd mogelijk gemaakt door een virtuele supercomputer gecreëerd door IBM (NYSE: IBM). Hierin kanaliseren vrijwilligers de overtollige berekeningscapaciteit van hun computers  naar wetenschappers die het gebruiken om simulaties op te zetten.

 

Koolstofnanobuizen – kleine, holle structuren gemaakt van een materie gerelateerd aan het grafiet in potloden – zijn zo dun dat ze onzuiverheden kunnen filteren uit het water dat door hen heenloopt. De wetenschappelijke wereld verwachtte eerst dat hun smalle diameters de stroming van het water zou vertragen. Verrassend genoeg wezen vroege experimenten erop dat het water niet op de verwachte manier belemmerd wordt terwijl het door de nanobuizen gaat.

 

Om te begrijpen waarom dit gebeurt, ondernam een vooraanstaand team van internationale onderzoekers, onder de leiding van wetenschappers aan de universiteit van Tsinghua, een ongeziene en enorm grote computersimulatie, mogelijk gemaakt door IBMs World Community Grid. Voorafgaande simulaties uitgevoerd in wetenschappelijke kringen waren niet in staat om het proces met realistische waterdebieten te bestuderen, aangezien dat aanzienlijk meer kostelijke computerkracht zou vergen dan normaal verkrijgbaar.

 

De nieuwe simulaties werden uitgevoerd door gebruik te maken van de enorme rekenkracht van IBMs gecrowdsourcete World Community Grid. Dit onderzoek onthulde dat onder bepaalde voorwaarden, de natuurlijke, willekeurige thermische vibraties van atomen in nanobuizen een significant effect konden hebben op het doorstromende water. De onderzoekers ontdekten dat deze vibraties, genaamd phonons, eigenlijk de mate van waterdiffusie – een soort stroming – kunnen verbeteren met meer dan 300% door de afgenomen wrijving.

 

Onderzoekers, onder de leiding van het Center for Nano and Micro Mechanics bij Tsinghua University in Peking, hebben uitgebreide simulaties uitgevoerd door gebruik te maken van de gedoneerde, overtollige verwerkingscapaciteit van IBMs World Community Grid. Dit platform maakt gebruik van drie milljoen verbonden computers van wereldwijd meer dan 700.000 'citizen-scientist' vrijwilligers. De bijna 100 milljoen berekeningen uitgevoerd voor het Computing For Clean Water project door IBMs virtuele, gecrowdsourcete supercomputer zouden USD $15 milljoen gekost hebben als ze commercieel zouden zijn verricht. Daarenboven zouden ze meer dan 37.000 jaar geduurd hebben als ze op een single-processor PC waren uitgevoerd. In plaats daarvan werd het werk voltooid zonder kosten voor de wetenschappers en in een fractie van de tijd.

 

Met dit nieuw begrip over het fenomeen hopen de onderzoekers nu de nanobuizen te optimaliseren en toe te passen om de waterzuivering en het ontzouten van zeewater te verbeteren. Aangezien de wereldwijde zoetwaterreserves aan het slinken zijn, zou een verbeterd en goedkoper zuiveringsproces de dorst kunnen stillen en de gewassen laten groeien. Bijna één milljard mensen ter wereld hebben tegenwoordig immers geen toegang tot veilig drinkwater.

 

Het nieuwe inzicht in dit fenomeen kan ook tot een beter begrip leiden over de wijze waarop chemicaliën en geneesmiddelen door smalle kanalen gaan in menselijke celwanden, waardoor medicijnen eventueel kunnen verbeterd worden. Met verder onderzoek zou het ook mogelijk kunnen zijn deze bevindingen toe te passen om het proces te verbeteren waarbij energie gecreëerd wordt wanneer zoet en zout water gemengd worden, een proces gekend als 'osmotische energie' of 'blauwe energie'.

 

Internationale medewerkers die bijgedragen hebben aan deze belangrijke ontdekking omvatten onder andere onderzoekers van Tsinghua University, University College London, Tel Aviv University, University of Geneva, University of Sydney, Monash University, en Xi’an Jiaotong University.

 

“Voor ons project konden simulaties van waterstroming in nanobuizen enkel uitgevoerd worden met onrealistisch hoge debietvoorwaarden,” zegt Quanshui Zheng, directeur van het Center for Nano and Micro Mechanics van Tsinghua University. “Dankzij IBMs gecrowdsourcete World Community Grid, zouden de berekeningen voor het Clean Water project zich kunnen uitstrekken tot simulaties die debietwaarden testen van maar enkele centimeters per seconde. Deze waarden zijn namelijk eigen aan de werkingsvoorwaarden van echte filters gebaseerd op nanobuizen.”

 

Het World Community Grid werd bedacht door IBM en wordt er ook door beheerd. Gehost op IBMs betrouwbare en veilige SoftLayer cloud technologie, levert het World Community Grid wetenschappers  enorm veel gratis verwerkingscapaciteit. Dit kan door gebruik te maken van de ongebruikte, overtollige cyclustijd van een aantal computers en mobiele apparaten van vrijwilligers van over de hele wereld. De World Community Grid software ontvangt, voltooit en stuurt kleine berekeningsopdrachten terug naar de wetenschappers. De samengebrachte capaciteit beschikbaar op World Community Grid heeft één van de snelste en meest krachtige virtuele supercomputers op de planeet gecreëerd, waarmee wetenschappelijk werk met honderden jaren versneld wordt.

 

De voorbije 10 jaar hebben wereldwijd ongeveer 700.000 mensen en 460 instellingen uit 80 landen de virtuele superrekenkracht van hun meer dan drie milljoen computers en mobiele apparaten bijgedragen aan het World Community Grid voor enkele levensbelangrijke projecten. Sinds de start van het programma heeft het World Community Grid bijna 24 belangrijke onderzoeksprojecten gesteund door meer dan één milljoen jaar aan berekeningstijd ter waarde van $400 milljoen te doneren aan wetenschappelijk onderzoek. Het programma heeft ook belangrijke wetenschappelijke doorbraken mogelijk gemaakt in diverse onderzoeksvelden zoals kankeronderzoek, AIDS-behandelingen, genetische mapping, zonne-energie en het behoud van ecosystemen. Tot op heden zijn meer dan 2,4 milljard taken voltooid en elke dag worden meer dan 1,5 milljoen nieuwe taken verwerkt.

 

IBM nodigt onderzoekers uit om voorstellen voor onderzoeksprojecten in te dienen om deze gratis bron te kunnen aanspreken, en het bedrijf vraagt ook aan leden van het publiek om hun ongebruikte berekeningscapaciteit te doneren aan deze inspanningen op worldcommunitygrid.org.

 

Het World Community Grid wordt mogelijk gemaakt door Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), een open source platform ontwikkeld door de University of California, Berkeley, en met de steun van de National Science Foundation. Het BOINC project delegeert de technische aspecten van 'volunteer computing'.

 

Voor meer informatie over IBMs filanthropische inspanningen, ga naar www.citizenIBM.com