Als een computer zich verveelt

Miljoenen krachtige computers doen vooral niets. Dat hoeft niet. Ze zouden zich nuttig kunnen maken, door te zoeken naar buiten- aardse intelligentie, bijvoorbeeld. Over computer sharing op wereldschaal.

HET IS EEN van de paradoxen van de digitale revolutie. Bedrijven en particulieren blijven nieuwe, nu-nog-betere computers aanschaffen, die bijna honderd procent van hun tijd werkloos zijn. Voor zover ze aan staan, zit er lang niet altijd iemand aan de werken, en bovendien vergen de meeste bezigheden aan de computer niet het uiterste van een moderne processor. Tijdens het intikken van gegevens of het schrijven van een e-mail verveelt de computer zich dood. Alleen bij activiteiten als uitgebreid rekenwerk, programma's met beeld en geluid, en bij tekstverwerken met spelling- en grammaticacontrole, moet hard worden gewerkt.

Al die werkloze rekenkracht is een Tantaluskwelling voor iemand die meer rekenwerk heeft dan zijn computer aankan. De laatste tijd ontstaan er initiatieven om luierende processoren iets nuttigs te doen te geven. Via Internet kan dat. Zo is er een organisatie genaamd Distributed.net die al enige tijd liefhebbers in staat stelt hun steentje bij te dragen aan het kraken van codes (http://www.distributed.net). De bedoeling is aan te tonen dat bepaalde door de regering van de VS gepropageerde beveiligingsstandaarden niet afdoende zijn.

Zo'n beveiliging is te vergelijken met een cijferslot: wie het juiste getal vindt kan de code ontcijferen. Bij een 56-bits beveiliging, om een recent voorbeeld te noemen, is het hoogst mogelijke getal 2 tot de macht 56, ongeveer een 1 met 17 nullen. Deze beveiligingen worden door Distributed.net aangevallen met de methode van de brute kracht: alle mogelijke getallen worden geprobeerd. Wie mee wil doen kan zich aanmelden en een programma en een portie getallen ophalen. De computer thuis gaat dan rekenen zodra hij tijd over heeft. Iedere computer, als is het een verouderd exemplaar, kan een steentje bijdragen. Tot nu toe zijn alle pogingen om een code te breken in enkele tientallen tot honderden dagen geslaagd. Daarbij waren tienduizenden vrijwilligers betrokken.

Gebrek aan rekentijd is ook een plaag voor het onderzoek naar buitenaardse intelligentie. Dat onderzoek kent een hoog risico omdat de kans dat er niets wordt gevonden tamelijk groot is. Ook wordt er vaak lacherig over gedaan, niet in de laatste plaats in het Amerikaanse Congres waar een afgevaardigde eens heeft gezegd dat astronomen maar SF-boekjes moeten kopen. Daarin zou buitenaards intelligent leven te vinden zijn voor minder geld dan het gevraagde budget. Door deze factoren moet SETI-onderzoek (Search for ExtraTerrestrial Intelligence) worden gedaan met een minimaal budget. Gegevens worden verzameld door bij ander sterrenkundig onderzoek 'mee te luisteren', vooral op de radiotelescoop van Arecibo in de VS. Veel medewerkers werken voor SETI in hun vrije tijd terwijl ze de kost verdienen bij andere projecten. Voor de supercomputer die nodig zou zijn om de verzamelde data te analyseren is geen geld.

SETI-onderzoek bestaat uit het zoeken in radiosignalen uit het heelal naar patronen, die toe te schrijven zouden kunnen zijn aan een beschaving elders in de ruimte. Meestal wordt gekozen voor de golflengte van 21 centimeter ofwel een frequentie van 1420,4 Megahertz. Omdat atomair waterstof, het meest voorkomende element in het heelal, op deze golflengte straling uitzendt, vinden astronomen dat het voor een buitenaardse beschaving een logische keuze zou zijn om hier te gaan uitzenden.

KEUZES

Bij het analyseren van door een radiotelescoop opgevangen signalen moeten keuzes worden gemaakt, die vooral worden ingegeven door de beperkte rekencapaciteit. Bij standaard SETI-onderzoek wordt door de computer een bandbreedte bekeken van 100 MHz, dus van 1320 tot 1520 MHz. Andere keuzes betreffen de verhouding tussen signaal en ruis (hoe ver moet een signaal boven het achtergrondlawaai uit steken wil het worden opgemerkt) en het onderscheidend vermogen in de tijd (hoe lang moet een signaal duren om in de gaten te lopen). Gewoonlijk moet bij SETI een signaal 22 keer zo sterk zijn als de achtergrondruis, en wordt gezocht naar signalen die zich herhalen na een periode tussen 1,6 en 10 seconden. Het plan van een aantal bij SETI betrokken onderzoekers is nu het publiek te betrekken bij een extra nauwkeurige analyse van een deel van de data van Arecibo.

Het idee is afkomstig van David Gedye, directeur van een bedrijf in computerspelletjes in Seattle, die op zoek was naar een manier om met behulp van de computer het publiek bij een groot wetenschappelijk en educatief project te betrekken. De speurtocht naar buitenaards leven leek hem geknipt daarvoor, omdat het sterk tot de verbeelding spreekt. De computers van mensen thuis, vond Gedye, konden in hun 'vrije tijd' wel wat astronomisch rekenwerk doen. Hij vond een bondgenoot in Woodruff Sullivan, astronoom aan de universiteit van Washington (Seattle), die in 1996 schreef: "Met 50.000 deelnemers zal de rekenkracht die van een supercomputer benaderen." Inmiddels loopt er een project onder de naam SETI@home ('SETI at home') en is de werving van vrijwilligers begonnen via een site op het World Wide Web (http://setiathome.ssl.berkeley.edu). Studenten schrijven software voor de systemen Windows, Macintosh en Unix. Eind dit jaar moeten de eerste honderd pioniers de programmatuur gaan testen. Projectleider Dan Werthimer hoopt in april 1999 van start te kunnen gaan. Ironisch genoeg is geld op het ogenblik het voornaamste probleem: er zijn duizend magneetbanden nodig van 100 dollar per stuk, om de data op te zetten. Dus behalve om tijd op andermans computer vraagt de Website van SETI@home op het ogenblik ook gewoon om geld.

Het is de bedoeling dat een deelnemer het programma ophaalt via Internet, met de eerste 'hap' data ter grootte van een kwart Megabyte. Dit bestand is een opname van 50 seconden lang en 20 kHz 'breed'. Het programma bekijkt dan 400.000 combinaties van frequentie en bandbreedte op patronen die mogelijk een buitenaardse oorsprong hebben. Het resultaat wordt aan SETI@home geretourneerd bij het ophalen van het volgende te analyseren bestand.

De vrijwilliger kan zelf kiezen of het programma permanent actief is (dat wil zeggen zolang de computer aan staat) en dus alle vrije capaciteit van de processor gebruikt, of alleen werkt wanneer de gebruiker enige tijd helemaal niets doet. Er is een combinatie mogelijk met een screensaver (een scherm dat automatisch verschijnt wanneer de gebruiker zijn computer een aantal minuten met rust laat), en het scherm van deze screensaver kan naar keuze verschillende plaatjes laten zien, bijvoorbeeld een wereldkaart waarop elke vrijwilliger met een stipje is aangegeven of een plaatje van dat deel van de hemel waar de data vandaan komen.

Met de 100.000 deelnemers die zich al hebben gemeld wil SETI@home een band van 2 MHz bekijken, waarbij het signaal maar twee keer zo sterk hoeft te zijn als de ruis, en de periode van een eventueel buitenaards bericht tussen een vijfduizendste en tien seconden moet liggen. Allemaal veel gedetailleerder dan het gebruikelijke SETI-werk, afgezien van de geringere bandbreedte.

Een vrijwilliger zal tijdens het verwerken van de data kunnen zien wat het programma aantreft. Of er ook sprake is van een authentieke boodschap zal pas duidelijk worden nadat een mogelijk veelbelovend signaal door SETI in Berkeley terdege is geanalyseerd. In de meeste gevallen zal teleurstelling volgen: tot nog toe zijn vermeende uitzendingen altijd te verklaren geweest door menselijke of sterrenkundige oorzaken. Omdat de oorspronkelijke data er altijd bij gehaald kunnen worden hoeft niemand te proberen een boodschap te vervalsen. "Negatieve resultaten controleren we niet allemaal", aldus Werthimer, "maar in de software wordt een dosis foutcontrole ingebouwd om ervoor te zorgen dat er geen ongelukken gebeuren. Als iemand een echt buitenaards signaal vindt maken we bekend wie het is geweest en zo iemand kan aardig beroemd worden, lijkt me."

VRIJWILLIGERS

Ook dichter bij huis wordt 'gedistribueerd rekenen' in de praktijk gebracht. De Utrechtse hogeschoolstudent Remy de Ruysscher wil op deze manier een over de hele wereld uitgesmeerde schaakcomputer tot stand brengen. Omdat gedistribueerd rekenen bijzonder complex is en het werken met vrijwilligers geen snelle resultaten garandeert (een vrijwilliger kan met vakantie gaan, het project vergeten, of zijn computer voor iets anders nodig hebben), denkt De Ruysscher in eerste instantie aan het analyseren van midden- en eindspelstudies. Maar zijn ambitie is wel degelijk de sterkste schaakcomputer ter wereld te bouwen.

Gedistribueerd rekenen biedt ook een interessant commercieel perspectief. Niets belet een ondernemend individu zich op te werpen als makelaar in rekentijd: via Internet capaciteit inhuren op werkloze computers en deze verkopen aan personen of instanties die een rekenklus te doen hebben, maar daar geen computer voor willen aanschaffen met alle zorgen van dien. De opdrachtgever is goedkoper uit en de makelaar verdient er een boterham aan. De vrijwilliger heeft opeens verplichtingen, maar als de vergoeding ligt boven de kosten voor elektra kan hij met de computer die er toch staat slapend geld verdienen.