Komputasi Berjamaah untuk Beras Melimpah
Komputer dan beras, sepintas, jauh sekali hubungannya. Tapi, proyek Nutritious Rice for the World (NRftW), membuat hubungan itu jelas terlihat. Proyek yang diluncurkan 15 Mei 2008 ini, melibatkan World Community Grid (WCG) – IBM dan Computational Biology Research Group (CBRG) – University of Washington.
Kepentingannya adalah untuk kemanusiaan. ‘Humanitarian research’ ini dilatarbelakangi oleh fenomena kelaparan dan malnutrisi, pengancam utama kesehatan secara global. Statistik menyebut bahwa penderita berbagai bentuk malnutrisi, mencacah hampir 30 persen penduduk dunia. Bahkan setiap tahun, 10 juta orang meninggal karena kelaparan dan penyakit terkait lainnya. Ternyata, jumlah itu melebihi angka kematian karena AIDS, TBC, dan malaria.
Dalam konteks ini, produksi beras memegang peran strategis. Sebab beras ialah makanan pokok bagi lebih dari setengah penduduk bumi. Singkatnya, ketersediaan beras kaya nutrisi dan melimpah, menjadi kebutuhan tak terelakkan.
Nutritious Rice for the World, secara garis besar, berambisi untuk memprediksi struktur protein padi. Sehingga protein-protein itu—lengkap dengan fungsinya—dapat terpetakan secara komprehensif. Hasil akhir proyek ini diharapkan akan menjadi masukan utama bagi ahli pertanian.
Tak lain ini agar mempermudah proses penyilangan dan membantu usaha untuk melahirkan benih padi unggulan. Target konkritnya ialah lahirnya benih padi superhibrid yang lebih tahan penyakit, tahan terhadap perubahan iklim, lebih kaya kandungan nutrisi, dan dapat dipanen dalam jumlah yang jauh lebih besar.
Sejak mempercepat tuntasnya pemetaan genom manusia (human genome), komputer seakan kian menyatu dengan penelitian biologi dan kimia. Tugas-tugas manual konvensional bisa diselesaikan jauh lebih cepat. Komputer yang digunakan cenderung tergolong “raksasa”, sesuai tugasnya.
Dalam proyek seperti NRftW – WCG ini, prinsipnya sangat membumi: gotong-royong. Jadi, alih-alih membuat komputer “raksasa” dari nol, komputer yang ‘sendirian’ diminta “berjamaah”. Maksudnya, menggalang sumberdaya komputasi dari komputer di seluruh dunia, dengan bantuan internet. Konsep tadi, dalam definisi yang lebih lengkap, diistilahkan sebagai grid computing.
Prediksi struktur protein dikenal kompleks dan mahal. Untuk prediksi struktur protein padi ini, dengan eksperimen laboratorium secara tradisional, menurut Dr. Ram Samudrala (peneliti utama CBRG), diperkirakan butuh waktu 200 tahun. Karena struktur protein yang harus dipelajari membilang 30.000 sampai 60.000. Melibatkan komputer, dengan proyek NRftW, waktu dua abad itu dapat “dihemat” menjadi tak lebih dari dua tahun.
Ini juga berarti bahwa prediksi struktur protein memang butuh sumberdaya komputasi yang handal dan memadai. Satu komputer saja tidak mungkin cukup. Kalaupun terpaksa disebut cukup, prosesnya akan memakan waktu sangat lama, sebelum mendapat hasil yang diharapkan.
Untuk NRftW ini saja, secara “normal” dibutuhkan waktu 30 tahun. Padahal, ukuran “normal” tadi, asumsinya sudah memanfaatkan fasilitas komputer di CBRG sendiri yang tergolong raksasa, yakni: kluster komputer dengan 320 CPU, memori RAM 173 GB, dan hard disk 35 TB.
WCG yang setara dengan superkomputer nomor 3 di dunia, mempercepat semuanya. Sebagai awalan, sebanyak lebih dari 10.000 gen akan ditelaah, dengan menghasilkan 100.000 model per gen. Waktu yang dihabiskan bukan lagi tiga dasawarsa, tapi cukup menjadi sekitar satu tahun saja. Jelas jauh lebih singkat.
Prediksi struktur proteinnya sendiri, menggunakan program Protinfo dari CBRG. Protinfo ini termasuk yang terbaik dalam kompetisi algoritma dan pemorgraman Critical Assessment of Structure Prediction (CASP) sejak tahun 1994.
Siapapun warga dunia, dapat ikut berpartisipasi. Cukup dengan “menyumbang” komputer rumahan/kantoran yang dimiliki. Syarat utamanya hanya satu: terhubung ke jaringan internet. Selanjutnya, tinggal mendaftar sebagai anggota, lalu mengunduh dan menginstall software yang diperlukan. Kemudian, dengan sedikit langkah tambahan, dapat segera menjadi bagian dari proyek kemanusiaan ini.
WCG mempersyaratkan spesifikasi komputer minimum: memori RAM 128 MB, hard disk 200 MB (50 MB free), koneksi internet berkecepatan minimum 28kbps. Sistem operasinya bisa dengan Windows 98, ME, 2000, XP, Vista, Linux, atau OS/X.
Instalasi BOINC Client, software untuk grid computingnya itu, sangat mudah. Bagi pengguna Windows, setelah mengunduh BOINC (berukuran 9.1 MB), lalu buka untuk memulai proses instalasi. Berikutnya, cukup mengikuti tombol Accept pada license agreement, Next dan seterusnya sampai tombol Install dan Finish. Intinya, seperti menginstal program sebagaimana biasa.
Setelah BOINC terinstall dan dijalankan, pengguna disediakan kotak dialog untuk Add Project. Berikutnya, akan ada daftar proyek-proyek yang bisa diikuti berbekal BOINC ini. Untuk NRftW, pilih saja World Community Grid dari daftar tadi. Sedangkan pada halaman member di WCG, pengguna dianjurkan memilih setidaknya dua proyek. Selain NRftW, dapat dipilih misalnya, Discovering Dengue Drugs – Together (DDDT).
Setelah BOINC aktif terpasang dan pengguna memilih NRftW di halaman member WCG, komputer akan dikirimi research work unit ‘unit kerja riset.’ Unit-unit inilah yang akan dijalankan oleh komputer, sampai keseluruhan prosesnya selesai. Persentase proses tadi dapat diintip dengan mengklik icon WCG BOINC Client pada taskbar di pojok kanan bawah layar monitor.
Sesuai keterangan, cara kerjanya tidak akan mengganggu performa komputer yang sedang berjalan. Artinya, selama proses tadi, pengguna dapat tetap memakai komputer tanpa harus merasa terganggu. Karena secara praktis, NRftW ini dijalankan memanfaatkan sumberdaya waktu komputasi yang sedang tak terpakai (idle).
Adapun hasil prediksi struktur proteinnya, dapat dilihat pada animasi 3D di screensaver. Sebenarnya tidak masalah walaupun tidak selalu terhubung ke internet, asalkan ada work unit yang sedang dijalankan. Baru ketika kembali terkoneksi, hasil prediksi tadi akan dikirimkan ke server WCG.
WCG sendiri, sejak diluncurkan 16 November 2004, sudah memiliki 380 ribu lebih anggota dari sekitar 200 negara di seluruh dunia. Adapun dari Indonesia, sampai tulisan ini dibuat, sudah tercatat sekitar 232 anggota. Menariknya, pengguna juga dibebaskan untuk membuat tim. Dari Indonesia, baru tercatat sebanyak 8 tim.
Setiap tim dapat beradu tantangan, saling berlomba dengan tim lain. Ukurannya dilihat dari poin yang berhasil dikumpulkan. Poin di sini, maksudnya, angka yang menunjukkan seberapa besar sumbangsih komputasi setiap (komputer) member terhadap proyek di WCG. Selain itu, tersedia juga widget dan banner yang dapat dipasang di blog atau website masing-masing anggota.
Maka dari itu, tak ada ruginya, bagi yang berkesempatan, untuk mulai ikut “berjamaah” dalam proyek ini. Toh untuk berpartisipasi, caranya mudah sekali: cukup daftar, unduh, dan install!
Referensi:1. Prediksi Struktur Protein – Computational Biology Research Group Universitas Washington [http://protinfo.compbio.washington.edu/rice/ ]
2. IBM World Community Grid “Supercomputer” to Tackle Rice Crisis [http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/24202.wss ]
3. http://tinyurl.com/nurice Halaman utama proyek Nutritious Rice for the World [url lengkap: http://www.worldcommunitygrid.org/projects_showcase/rice/viewRiceMain.do ]
4. About the Project [http://www.worldcommunitygrid.org/projects_showcase/rice/viewRiceAbout.do ]
5. http://tinyurl.com/faqrice Halaman bantuan (FAQ) proyek Nutritious Rice for the World [url lengkap: http://www.worldcommunitygrid.org/help/viewTopic.do?shortName=rice ]
6. http://tinyurl.com/prorice Sits resmi prediksi protein – Computational Biology Research Group University of Washington [url lengkap: http://protinfo.compbio.washington.edu/rice/ ]
7. http://tinyurl.com/forice Forum online seputar proyek NRftW [url lengkap: http://www.worldcommunitygrid.org/forums/wcg/listthreads?forum=321 ]
8. INDONESIA Member Statistics [http://www.worldcommunitygrid.org/stat/viewCountryStats.do?org.apache.struts.taglib.html.TOKEN=938270a9abb581a1be998676f88ded35&countryCode=ID ]
