Inclusão científica

As novas tecnologias têm papel fundamental para a evolução da ciência, pois permitiram que pesquisas que antigamente não eram possíveis de serem realizadas, agora passam a existir e também buscar resultados mais apurados e precisos com a utilização de recursos tecnológicos.

Destaca-se também que atualmente as pesquisas científicas estão gerando um volume maior de dados, seja pela utilização de dispositivos tecnológicos mais avançados ou apenas em razão do seu escopo. Porém, essa situação acarreta em um novo desafio: Qual ambiente tem capacidade computacional em larga escala para processar um grande volume de dados com baixo custo?

Há determinadas pesquisas que precisam de um ambiente computacional com alta capacidade para processar os dados obtidos com o objetivo de tratar informações, executar simulações e até mesmo chegar aos resultados finais. Entretanto, em muitos casos os computadores tradicionais utilizados em laboratórios de pesquisas já não são suficientes para processar de forma eficiente um grande volume de dados, exigindo assim a utilização de servidores com alta capacidade de processamento ou até mesmo supercomputadores

especializados.

Porém, esses recursos computacionais podem custar muito caro ou podem até mesmo não estarem disponíveis no momento requerido para viabilizar uma determinada pesquisa. Esses desafios para obter um ambiente computacional de alta capacidade de processamento com baixo custo e de forma rápida foram os grandes estimuladores para o surgimento da tecnologia de Grid Computing, a qual foi concebida como uma alternativa para driblar o alto custo e as limitações das capacidades dos recursos computacionais nos anos 90.

Conforme já abordado nos capítulos anteriores, a tecnologia de Grid Computing tem como principal desafio integrar recursos computacionais distribuídos com o objetivo de constituir um ambiente computacional em larga escala. Em outras palavras, Grid Computing visa à formação de um supercomputador virtual composto pela capacidade excedente de diversos computadores pessoais, servidores ou qualquer outro dispositivo computacional, sem a necessidade de supercomputadores especializados, situação que torna claro a característica de baixo custo da tecnologia.

Nos últimos anos Grid Computing ganhou maior evidência na sociedade através do meio científico, principalmente por habilitar um ambiente com capacidade de processamento de dados para atender demandas de pesquisas de larga escala. Hoje em dia já é possível encontrar inúmeros projetos científicos que são realizados exclusivamente graças à utilização de Grid Computing. Se não existisse essa tecnologia, essas pesquisas certamente não teriam condições para executarem suas aplicações. O experimento do superacelerador de partículas, um grande exemplo de pesquisa que depende totalmente dessa tecnologia, será abordado em um estudo de caso adiante.

Outro ponto importante é o fato dos recursos que compõem uma infra-estrutura de

Grid Computing não precisarem pertencer exclusivamente há um único domínio. Ou seja, o

ambiente computacional pode ser composto por recursos de diversas entidades, como instituições de pesquisas, universidades, centro de computações ou até mesmo usuários finais conectados na Internet.

O modelo de computação voluntária, abordado no capítulo dois desta dissertação, tem obtido grande aprovação por parte das pesquisas científicas. O projeto SETI@HOME, lançado oficialmente em maio de 1999, foi um dos grandes marcos de Grid Computing como uma plataforma de computação voluntária composta por recursos compartilhados na Internet. Qual o preço de um supercomputador com a mesma capacidade de processamento do Grid

Computing do projeto SETI@HOME?

Esta é uma pergunta que demonstra a importância da tecnologia de Grid como a grande impulsionadora de novas pesquisas. Instituições que não têm condições financeiras para montar um ambiente computacional encontram em projetos de Grid Computing a chance de viabilizar suas pesquisas.

Seguindo a linha do SETI@HOME, surgiram outros projetos que utilizam o modelo de computação voluntária como forma de conseguir processar os seus dados. Ou seja, são projetos que não existiriam se não houvesse a tecnologia de Grid Computing e voluntários interessados em compartilhar o tempo ocioso de seus recursos computacionais. Pode-se citar como exemplo algumas pesquisas com importância fundamental para a humanidade, como projetos de investigação de dobramentos de proteínas, projetos de pesquisa contra a AIDS, entre outros.

Percebe-se assim que o conceito de colaboração em sinergia com a tecnologia de Grid

Computing tem um potencial significante para a sociedade, permitindo que novos projetos de

pesquisa sejam criados, que espaços de compartilhamento de dados sejam alavancados e que descobertas científicas sejam realizadas.

É importante citar também que a maioria dos projetos de Grid Computing tem como objetivo prover uma infra-estrutura compartilhada por várias pesquisas, graças a sua arquitetura descentralizada. O conceito de Organizações Virtuais também tem sua parcela de importância, principalmente por agrupar e coordenar as entidades que trabalham na mesma pesquisa, seja apenas compartilhando recursos computacionais ou executando aplicações em conjunto. É possível pensar cada Organização Virtual como uma pesquisa dentro de um ambiente de Grid Computing.

O World Community Grid (WCG, 2009) é um exemplo de ambiente compartilhado por diversas pesquisas. O projeto tem como objetivo a criação de um ambiente público de computação em grade, com base no modelo de computação voluntária, para ajudar projetos científicos benéficos para a humanidade. O World Community Grid é executado no sistema BOINC e o seu sucesso depende diretamente dos voluntários que compartilham o tempo ocioso dos seus recursos conectados na Internet.

O World Community Grid não fornece sua infra-estrutura computacional para apenas uma única pesquisa. Ao contrário, o ambiente é compartilhado por diversos projetos científicos que podem trazer algum benefício para a sociedade. Atualmente são executadas

pesquisas com foco no combate ao câncer, dengue e AIDS. Há ainda projetos sendo executados com o objetivo de desenvolver modelos climáticos mais exatos para regiões específicas da África.

É interessante destacar que o modelo de computação voluntária foi bastante importante para disseminar os benefícios que os projetos científicos podem obter utilizando a tecnologia de Grid Computing. Essa afirmação pode ser justificada pelo fato dos primeiros projetos de sucesso de Grid Computing terem focado na colaboração de voluntários conectados na Internet.

Porém, essa tecnologia ganhou evidência nos últimos anos, tornando-se alvo de estudo de pesquisas acadêmicas e também de empresas especializadas. Hoje em dia, é possível encontrar uma gama imensa de projetos que visam à constituição de um ambiente compartilhado de processamento em larga escala entre diversas instituições e universidades.

Com a tecnologia de Grid Computing as instituições podem unir forças para alavancar suas pesquisas. Uma determinada instituição que não tenha a quantidade de recursos necessária para processar os seus dados pode juntar-se com outras instituições para habilitar uma infra-estrutura computacional compartilhada, na qual todos os envolvidos colaboram para a sua formação, mas também podem usufruir de sua capacidade. Como exemplo, pode-se citar uma situação onde a universidade A e a universidade B podem criar um acordo para a construção de uma infra-estrutura computacional de Grid Computing apenas utilizando os seus recursos, sem a necessidade da colaboração de usuários conectados na Internet.

Existem também diversas iniciativas de projetos que têm como foco habilitar um ambiente comum de computação científica, onde instituições podem firmar acordos para a execução de suas aplicações em um ambiente compartilhado por diversas pesquisas. O projeto EELA-2 é uma iniciativa do EGEE para a América Latina, permitindo que universidades possam participar de um ambiente compartilhado de Grid Computing a partir de acordos firmados entre as partes, seja cooperando com recursos computacionais, aplicações ou mão- de-obra, conforme a afirmação abaixo:

O projeto EELA está aberto para qualquer organização que queira colaborar. Tornando-se um associado do projeto, seu grupo de pesquisa estará apto a utilizar a infra-estrutura de Grid em produção do EELA-2 para executar aplicações e compartilhar resultados. Além disso, a organização será intitulada para receber qualquer tipo de suporte técnico para integrar os seus recursos computacionais no Grid do EELA-2 ou para disponibilizar e executar as aplicações neste ambiente (EELA, 2008).

Pode-se observar que a tecnologia de Grid Computing tem proporcionado condições extremamente positivas para a inclusão científica. Primeiro, por permitir a criação de uma infra-estrutura computacional de larga escala para o processamento de um grande volume de dados de forma simples e com baixo custo. Segundo, por todas as partes envolvidas em uma Organização Virtual poderem acessar em conjunto as aplicações e os dados do ambiente, característica que exalta a importância da colaboração para o enriquecimento da ciência.

Os projetos de Grid Computing geralmente têm abrangência global, o que permite o envolvimento de instituições e indivíduos de diversos países. As entidades geralmente colaboram com o que têm de melhor, algumas cedendo uma quantidade maior de recursos computacionais, outras fornecendo aplicações e também têm aquelas que atuam diretamente na pesquisa.

O importante é notar que as pessoas que estão trabalhando juntas nos projetos, compartilhando o mesmo ambiente informacional, podem pertencer a diversas instituições. Consequentemente, esses indivíduos podem apresentar diferentes perfis e formações díspares (tanto culturais, quanto acadêmicas), situação que pode ser benéfica para a ciência, pois permite a formação de diversas opiniões sobre a pesquisa a partir de diversos pontos de vistas. Essas características deixam evidente que a tecnologia de Grid Computing é uma das novas formas de interação e trocas de informação que impulsionam novos conceitos de inteligência, como a própria inteligência conectiva, características muito importante para o avanço da humanidade e da ciência.