Você sabia que seu computador pode ajudar na luta ao novo coronavírus? Nesse segundo episódio do QUARENTENA, falamos sobre um jeito de ajudar no combate a COVID-19 sem sair de casa – como recomendam as autoridades sanitárias do mundo todo. É isso mesmo, tratam-se de projetos que envolvem a computação distribuída/paralela, como o Folding@Home, Rosetta@Home e o Open Pandemics da IBM. Quem falou sobre isso foram: Sarita Bruschi, cientista da computação e professora da USP, e Benilton de Sá Carvalho, – estatístico e professor da UNICAMP.
O Quarentena é um projeto ligado ao curso de Especialização em Jornalismo Científico do Labjor/Nudecri/Unicamp e ao Lab 19, proposta de cobertura da Covid-19, dos alunos do curso. Mais informações sobre o Lab-19 em: http://www.comciencia.br/especial-sobre-a-pandemia-da-covid-19/
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E aqui vai o conteúdo completo do EPISÓDIO 02 – OK, COMPUTADOR
Carol: Ok, Google.
Google: Olá, como posso ajudar?
Carol: Play Quarentena Podcast.
Google: Tocando Quarentena Podcast.
Carol: No passado, muitas pessoas se dedicaram a imaginar um futuro para a humanidade. Nas telonas, a mensagem era muito clara: carros voadores, hologramas e até mesmo um mundo formado apenas por droids, os robôs inteligentes. Embora essa seja uma visão deturpada da realidade que conhecemos, não podemos negar o fato de que as máquinas têm evoluído e colaborado na construção de um presente repleto de facilidades. No atual cenário de pandemia, os computadores já ocupam um local de destaque. A vida em rede tem permitido que cientistas desenvolvam novos conhecimentos na batalha contra o novo coronavírus. Assim, nossos próprios computadores podem ser utilizados nas pesquisas sobre a COVID-19.
Carol: Você está ouvindo o QUARENTENA. Eu sou a Carol e no episódio de hoje falaremos sobre a tecnologia como aliada no combate ao novo coronavírus.
Carol: O conhecido autor de ficção científica, Isaac Asimov, estabelecia três leis para a robótica em seu livro “Eu, robô”, um retrato da relação tênue entre homem e máquina. A primeira falaria justamente sobre essa relação.
Google: “Primeira lei: um robô não pode ferir um ser humano ou, por omissão, permitir que um ser humano sofra algum mal”
Carol: Em um paralelo com a realidade, temos tentado cumprir a lei. No atual cenário da pandemia, o que buscamos é justamente remediar ou extinguir a doença que nos tem causado mal, usando, entre outras coisas, a computação a nosso favor. No entanto, a tecnologia precisou evoluir para chegar onde estamos hoje. Se hoje buscamos por respostas de forma mais rápida, é porque antes criamos ferramentas para isso. Sobre esse desenvolvimento da tecnologia, a cientista da computação e professora da USP, Sarita Bruschi, tem algo a nos dizer.
Sarita: Realmente são vários episódios que, ao logo da história na evolução da tecnologia, merecem um grande destaque. Eu vou destacar aqui dois que foram particularmente importantes pra evolução da área de computação distribuída, que são: as redes de computadores e a miniaturização dos componentes eletrônicos. Sem a comunicação permitida pelas redes, não seria possível transmitir os dados entre os computadores da maneira rápida, confiável e segura que temos hoje. Também sem o advento dessas redes de computadores, a gente não teria hoje essa grande rede mundial que é a Internet.
Carol: A Internet, pela qual estamos conectados agora.
Sarita: O outro advento que eu considero muito importante é em relação ao processo de fabricação do principal componente dos circuitos eletrônicos, que é o transistor.
Carol: Os transistors são uma das unidades mais básicas da eletrônica. Eles são semicondutores com duas funções principais: amplificar a corrente elétrica – como acontece com os microfones – ou funcionar como um interruptor, barrando ou liberando a passagem dessa corrente.
Sarita: Com a evolução do processo de fabricação, foi possível diminuir os componentes eletrônicos e, consequentemente, aumentar o poder de processamento, colocando mais transistors em um determinado espaço. Hoje é possível que um circuito eletrônico de milímetros quadrados forneça uma capacidade de processamento muito grande.
Carol: Ou seja, a tecnologia como conhecemos hoje nos deu um maior poder computacional. Conseguimos colocar cada vez mais dispositivos eletrônicos em espaços cada vez menores.
Sarita: Esses dois episódios juntos são, pra mim, a base do que se tem hoje na computação distribuída, que é o poder computacional e a comunicação.
Carol: Estabelecidos nesse presente, comandamos as máquinas. Programamos e instruímos essas ferramentas para executar as tarefas que desejamos.
Google: “Segunda lei: um robô deve obedecer às ordens que lhe sejam dadas por seres humanos, exceto nos casos em que tais ordens contrariem a Primeira Lei”
Carol: A ordem da vez tem sido empregar o computador no combate à determinadas doenças. Projetos como o Folding@Home e o Rosetta@Home, por exemplo, permitem que qualquer pessoa do mundo ofereça seu computador para determinar estruturas de proteínas. Esse tipo de trabalho tem um valor enorme: pode ajudar na cura de várias doenças. Para participar, basta instalar um programa específico e pronto! Enquanto você navega, seu PC colabora com o projeto. Outra iniciativa similar é a Open Pandemics da IBM, na qual os computadores podem ser usados para executar experimentos virtuais. Esses experimentos buscam por compostos químicos que ajudem no tratamento da COVID-19. Em todos os projetos, há uma mesma lógica: vários computadores juntos formando um supercomputador.
Sarita: A computação distribuída é uma área da computação que estuda os sistemas distribuídos. Um sistema distribuído é composto por vários componentes que estão localizados em computadores diferentes e têm a capacidade de se comunicar e coordenar suas ações com o objetivo de dar impressão ao usuário de que ele é um sistema único, ou seja, apesar do usuário achar que é um sistema único, na verdade o processamento de alguma requisição pode estar sendo executado em um outro computador que o usuário nem sabe que existe.
Carol: São tarefas distribuídas entre vários computadores, mas que dão a impressão de serem executadas por um só.
Sarita: Existem duas maneiras que os sistemas distribuídos podem funcionar: na primeira delas, todos os computadores trabalham pra atingir um objetivo comum, e o usuário final vê esse resultado.
Carol: Que é o que acontece com projetos que tentam resolver problemas relacionados à estrutura molecular de proteínas, genoma humano ou até mesmo a previsão do tempo.
Sarita: No primeiro caso, a gente tem o que pode chamar de computação paralela, onde uma grande quantidade de processamento é necessária pra resolução de um único problema. Esse problema é então divido em partes, que são executadas paralelamente pelo sistema de maneira coordenada, e o usuário vê esse resultado final desse processamento.
Carol: No caso dos projetos como o Folding ou o Rosetta@Home, a gente trabalha nas estruturas das proteínas com os nossos computadores dentro de casa. Mas quem tem o resultado final é o pesquisador que conduz o estudo.
Sarita: Na segunda, cada computador tem seu próprio usuário final e o sistema distribuído ele vai facilitar algum tipo de compartilhamento de recursos ou algum outro serviço como, por exemplo, o serviço de comunicação. No segundo caso, a gente tem o que a gente chama de computação distribuída propriamente dita, onde a principal característica é o compartilhamento de recursos, que pode ser tanto o software como o hardware.
Carol: Lembrando que o hardware é o conjunto de peças que compõe o computador, ou seja, a parte física. Já os softwares são os programas da máquina, como os aplicativos e o sistema operacional. Em um exemplo simples, é como se o hardware fosse o seu cérebro, e o software os seus pensamentos.
Sarita: Exemplo desse caso é a computação em nuvem e o oferecimento de serviços. Algumas empresas fornecem softwares como serviços – como o DropBox, Google Drive, Netflix – e outras empresas fornecem infraestrutura como serviço – como a Amazon, Web services e a Microsoft Azure.
Carol: A verdade é que um sistema distribuído não é fácil de ser implementado e gerenciado. Mas ele tem uma grande vantagem…
Sarita: E é possível também ter o que se chama de “escalabilidade horizontal”, que é a possibilidade de aumentar o sistema através da adição de novos computadores.
Carol: Com a COVID-19 projetos que envolvem a computação distribuída têm tomado as páginas dos jornais. Mas será que essa ideia é mesmo nova?
Sarita: Antes de se ouvir falar dos sistemas que têm sido discutidos recentemente, a computação distribuída já era utilizada em outros problemas parecidos. O primeiro sistema na linha do Rosetta@Home foi o SETI@Home, um projeto da Universidade de Berkeley nos Estados Unidos, que utilizava o poder computacional dos computadores pessoais conectados através da Internet pra fazer cálculos de busca por vida extraterrestre. Bastava o usuário fazer o download de um programa no seu computador pessoal e executar, pra depois receber os dados dos telescópios e fazer análise em busca de algum indicativo de vida extraterrestre. A primeira versão desse programa foi lançada em 1997 e até hoje está ativo.
Carol: Mas pra quem não tá a fim de achar vida alienígena, o Folding e o Rosetta@Home são projetos que se destacam na busca por curas para algumas doenças.
Sarita: Em 2007 eles entraram pro livro dos Records como a rede de computação distribuída mais poderosa do mundo. Atualmente eles possuem vários projetos que os usuários podem auxiliar na computação, mas eles estão priorizando as pesquisas relacionadas à COVID-19. A página inicial do Folding@Home apresenta a frase “I am one in a million”, pra incentivar que a plataforma chegue no objetivo de ter um milhão de colaboradores.
Carol: Eu sou uma em um milhão. E você?
Carol: Agora que sabemos que existem formas de ajudar no combate à COVID-19 usando o computador em casa, outra pergunta surge: como configurar esses programas? Quem explica pra gente é o Benilton de Sá Carvalho, estatístico e professor da UNICAMP.
Benilton: Iniciativas como o Folding@Home utilizam soluções de software que permitem o uso do seu computador pessoal, por exemplo, pra execução de tarefas bastante específicas. Então você vai até o site do projeto, faz o download dessa ferramenta, instala no computador e, ao instalar, você precisa informar ao software quais são as condições de uso que você permitiria que acontecessem no seu computador. Então, por exemplo, você pode dizer que o software pode utilizar seu computador a qualquer momento, ou, por exemplo, restringir o uso pra quando você não estiver fazendo nada no computador. E uma outra pergunta bastante clara nessa configuração é que tipo de “força”, vamos colocar assim, ou intensidade você quer que seu computador utilize: se é um processamento mais leve, um processamento mais pesado, ou um processamento mediano, vamos assim dizer.
Carol: Mas como será que o computador faz pra executar esses experimentos virtuais?
Uma vez configurado isso seu computador se conecta à rede de computação distribuída, por exemplo, da Folding@Home, e fica aguardando instruções. Essas instruções são, habitualmente, simulações. Então vamos pensar num cenário de pandemia, como a gente tem nesse momento, que pesquisadores estejam interessados em simular o que é a dinâmica da doença dentro de uma certa comunidade. E esses pesquisadores podem escrever um programa de computador que essencialmente venha a simular as ações de cada pessoa. Então ele pode escrever esse programa que pode simular como um indivíduo pode agir. Seja por interação social, seja colocar coisas como ir ao supermercado e voltar, ir ao trabalho e voltar, para que fosse possível realizar alguma inferência a respeito da doença.
Carol: Mas com muitos computadores trabalhando juntos, o resultado pode vir bem mais rápido.
Benilton: Então vou dar um exemplo, infantil até, mas existem cenários de simulação, mesmo num ambiente de epidemia, e em um único computador, isso poderia levar coisa de 500 anos, por exemplo, de simulação contínua, sem parar. Suponhamos que nessa rede de computador, 1000 voluntários disponibilizem os seus computadores, e essa rede conta então com esses 1000 computadores. O que a gente tem no final é a possibilidade de executar essa pesquisa que inicialmente duraria 500 anos de processamento, ela acaba sendo executada em metade de um ano. Você teria aí 5, 6 meses nessa execução.
Carol: Com essa situação inédita acontecendo, muitas pessoas têm monitorado as informações pela Internet. Mas é preciso ficar atento sobre quais delas são realmente confiáveis. Como será que essa necessidade de informação vai mudar a nossa realidade daqui pra frente?
Benilton: Esse cenário de pandemia em que a gente se encontra no momento, ele está sendo um redefinidor de paradigmas, a gente vai sair disso, e vai ter um novo período de adaptação a um novo normal. E uma das coisas que tá muito clara nesse período, é que esse novo normal vai depender fortemente de acesso contínuo e transparente a dados, o que tá acontecendo, quais são as previsões, quais são as ações que podem ser tomadas a partir desses dados vão ser perguntas comuns nessa nova realidade em que a gente vai estar.
Carol: E o acesso a esses dados, como será que vai ficar?
Benilton: Isso vai trazer também a necessidade de uma democratização, vamos assim chamar, da análise de dados. Como que a gente extrai a informação a partir disso tudo, definitivamente é algo que não é de conhecimento comum.
Carol: E os meios pra fazer isso já começam a surgir…
Benilton: A gente vai ver um aumento bastante acelerado de ferramentas, de recursos e tudo mais, que façam esse tipo de interpretação dos dados pra comunicação como um todo. Não há dúvida que uma análise apropriadamente feita traga bastante benefícios, mas me preocupa também o risco em que nós podemos estar expostos se essas análises são realizadas de maneira inapropriada. Mas definitivamente a gente deve ver, num futuro bastante próximo, um aumento incrível no número de recursos, sites, dashboards, podcasts, canais de mídias sociais e tudo mais que venham discutir de maneira rotineira a análise de dados e também apresentar o que são as consequências.
Carol: É válido lembrar que os programas são os mais seguros possíveis e os dados são direcionados às empresas e universidades responsáveis.
Carol: Com a pandemia, assim como em outros momentos da história, temos desafiado o conhecimento humano e, consequentemente, aprimorado a tecnologia para isso. Estamos todos imersos num esforço coletivo para proteger a nossa tão frágil existência.
Google: “Terceira lei: um robô deve proteger sua própria existência, desde que tal proteção não entre em conflito com a Primeira e a Segunda Leis”
Carol: Ok, Google! Vocês também.
Carol: Ficção à parte, o avanço da tecnologia nos permitiu chegar à um cenário no qual, mesmo dentro de casa, podemos colaborar com esse esforço coletivo que busca por soluções para a atual pandemia. Mas somente a união de nossos esforços é que pode nos levar à um amanhã melhor do que o hoje.
Carol: Apesar da distância física, espero que a mensagem chegue até você nessa grande rede digital. Estamos juntos, mesmo cada um na sua casa. Nesse pacto coletivo, em um abraço virtual.
Carol: Eu sou a Carol e esse foi o QUARENTENA.
*Um agradecimento especial ao Octávio Augusto, da rádio Unicamp, que propôs a pauta do episódio, e ao Matheus Populim (ICMC/USP), que colaborou na revisão técnica do assunto.
Músicas e efeitos sonoros:
Secret Pocket by Holyoke – Blue Dot Sessions
Robot Code – Youtube Audio Library
Poliphonic Congas by Unicorn Heads – Youtube Audio Library
Oriel by Architect – Blue Dot Sessions
Noe noe by Castro – Blue Dot Sessions
Messenger Notification Sounds by zzwerty – Freesound
Calculating by freedomfightervictor – Freesound
Mouse click by deleted user 4772965 – Freesound
Disponíveis em:
