世界中のPCをインターネット上で連携させて仮想のスーパーコンピューターをつくり、地球外知的生命体探査（SETI）に利用する「SETI@home」が、20年にわたる歴史を閉じることになった。しかし、プロジェクトは死ぬわけではない。冬眠するだけなのだと、プロジェクトの責任者は言う。
TEXT BY DANIEL OBERHAUS
00ONE/GETTY IMAGES
1995年にコンピューター科学者のデヴィッド・ゲディは、カクテルパーティーという場でもなければ生まれそうもないアイデアをもっていた。それは、世界中のパーソナルコンピューターをインターネット上でリンクさせて仮想スーパーコンピューターをつくり、それを地球外知的生命体探査（SETI）に利用するというアイデアだった。
宇宙文明の存在を示している可能性がある系外惑星上の信号は電波望遠鏡によって探査され、収集された膨大な量のデータがある。そのコンピューターネットワークなら、膨大なデータを分類できるかもしれない。
当時は分散スーパーコンピューターという発想は奇想天外だと受け取られた。しかし、それから4年のうちにゲディと同僚らは、そのアイデアを実現するソフトウェアを構築した。彼らはそのソフトウェアを「SETI@home」と名付けた。
バークレーSETIリサーチセンターの研究者は3月3日（米国時間）、3月末にSETI@homeユーザーへの新しいデータの配布を停止すると発表した。地球上のほぼすべての国の数百万人を動員した史上初の20年にわたる実験は、いま最盛期を迎えている。しかし、あらゆる実験は必ず終わりの日を迎える。
SETI@homeも例外ではない。これまでにバークレーの研究者はSETI@homeのデータのほんの一部しか分析できていない。研究者は、自分たちが収集した丸20年分の電波天文学データを分析して新しい発見を得るために、実験の一般参加部門を一時停止せざるをえなかったのだ。
「20年にわたって、プロジェクトを続行する派と研究成果を科学界に提示する派の間で争いがありました」と、SETI@homeのディレクターであるエリック・コーペラは言う。「これまでに実施したデータ分析の大半は宇宙全体ではなく、小規模なテストデータベースを対象にしているため、現時点ではまだ何も発見されていないと言い切ることさえできません」
宇宙空間のデータを多数のPCが処理
1999年5月17日にバークレーで正式に立ち上げられたSETI@homeイニシアチヴは、地球外知的生命体探査を阻む最大級の難題への対処に役立った。その難題とは雑音である。
プロの宇宙人ハンターは、衛星、テレビ局の電波やパルサーなどの宇宙物理学的現象からの干渉の嵐が吹きすさぶ、広大な宇宙に存在する微弱な電波信号を探査する業務に携わっている。これはビッグデータの問題に取り組んでいることを意味している。なぜなら、電波のガラクタで埋め尽くされた広大な海に浮かぶ地球外生命体から送信された、たった1つの信号を探しているからだ。
これらすべてのデータを選り分けるには、膨大な計算能力が必要になる。宇宙空間から得られたデータを多数のプロセッサーが処理することは、大量の信号に対する感度の高い分析を意味している。こうして世界中のパーソナルコンピューターの未使用の処理能力を借りることによって、SETI@homeは前代未聞の速さで電波望遠鏡のデータを選り分けることができた。
コンピューターがアイドル状態のときにSETI@homeプログラムは、プエルトリコのアレシボ電波望遠鏡が宇宙をスキャンして収集した信号を表すカラフルなとがった波形の広がりを表示するスクリーンセーヴァーを起動した。このソフトウェアをダウンロードした人にとって、その画面は地球外生命体が地球に電話をかけたとき、その電話を受けるのは自分のCPUかもしれないことを意味していた。
あっという間に人気となったプロジェクト
そのアイデアが人気を博すまでに時間はかからなかった。SETI@homeは、協力者である非営利の惑星協会が「史上最大の成功を収めた一般参加プロジェクト」と呼ぶ存在にまで急激に成長を遂げた。
『WIRED』US版が2000年に掲載した記事にあるように、SETI@homeの発足から数カ月のうちに、宇宙人探しをする電波望遠鏡によって生成された大量のデータを解析するために、226カ国の260万人を超える人々が余っているPCの処理能力を無償で提供するようになっていたのだ。
それらのPCは連携して毎秒およそ25兆回の計算を実行し、そのおかげでSETI@homeは当時世界最高峰だったスーパーコンピューターの2倍以上も強力な計算能力を手に入れた。
「あんなに早く成長するとは予測していませんでした」と、SETI@homeの設立を手助けし、現在はSETI@homeの主任科学者を務めているダン・ヴェルトハイマーは言う。「SETI@homeは急成長を遂げましたが、それはわたしたちは宇宙で唯一の生命体なのかという疑問が確実に人々の胸を躍らせるからだと思います。この種の深い意味をもった科学プロジェクトに人々が参加できる機会は、めったにありません」
大量のデータはテープで郵送していた
過去20年にわたってSETI@homeのスクリーンセーヴァーの大群は、アレシボで収集された数十億個の信号を解析し、地球外知的生命体によって生成された可能性が最も高いと見られる信号を選び抜いた。プログラムがそのデータを解析したあと、データはバークレーに送信され、そこでさらに処理された。その目的は、衛星、テレビ局の電波、その他の干渉源を選り分けて過去の観測値とデータを照合し、追跡調査が必要かどうかを判断することだった。
SETI@homeプログラムの初期のころは、アレシボのインターネット接続の速度が遅いため、インターネットに直接データを送り出せなかった。このためSETI@homeのチームは35ギガバイトのテープにデータを記録し、それをバークレーに郵送し、バークレーからインターネットにデータをアップロードする必要があった。現在、データは処理用のデータを扱うために数テラバイトのストレージを備えているカリフォルニア州のSETI@homeのサーヴァーへ、インターネット経由で送信されている。
3月末にソフトウェアがユーザーへの新しいデータの送信を停止したあと、バークレーのSETI@homeのチームは、プログラムによって生成された未処理のデータの分析をこれから数カ月にわたって継続する予定だ。チームは小規模である。常勤の従業員は4人しかいない。
それでもチームは、SETI@homeプログラムの一般参加部門を管理すると同時に、収集されたデータに関する研究結果を発表するという業務をうまくこなそうと悪戦苦闘してきた。これまでのところ、チームはデータセットの一部しか深く分析できていない。データに含まれているものを確実に理解するには、すべてのデータを全体として見る必要がある。
「SETI@homeのヴォランティアは望遠鏡から送られる100秒分のデータにしかアクセスできないため、20年にわたる蓄積の集大成である、この全体的な概要を見ることはできません」と、ヴェルトハイマーは言う。「興味深い信号が空に見えた場合、その信号はあとからもう一度見たときにもそこに存在していなければなりません。それがわたしたちがこれから探すものです」
後継となるプロジェクトも？
SETI@homeの実験の一般参加部門は終了間近かもしれないが、コーペラによれば、プロジェクトは死ぬわけではない。冬眠するだけだ。データの分析が完了したら、南アフリカのMeerKATアレイや中国のFAST望遠鏡などのほかの望遠鏡からのデータを使用して、SETI@homeを再開させる可能性があるとコーペラは言う。
コーペラは、プログラムの第1ヴァージョンの後継プログラムを準備するには、おそらく1年以上かかるだろうと言っている。そして、その可能性を排除してはいない。
一方、地球外の通信観測プロジェクト「ブレイクスルー・リッスン」は、大規模な一般参加型のSETIプロジェクトを受け継ぐ予定だ。ロシアの億万長者ユーリ・ミルナーからの1億ドルの寄付金によって2015年に設立されたブレイクスルー・リッスンは、地球外知的生命体の兆候を探査するために大量の電波データを収集し、分析することに専念している。
SETI@homeと同様に、ブレイクスルーもバークレーSETIリサーチセンターが主導している。だが、ブレイクスルーがその太いパイプから大量のデータを放出したら、すべてのデータを選り分けて探査するSETI@homeのような分散コンピューティングプログラムは過大な負荷を強いられるだろう。
その代わりにブレイクスルーは、ウェストヴァージニア州のグリーンバンク望遠鏡が擁する膨大なGPUのバンクを使用する。こうして高度な探査アルゴリズムを実行し、データを解析しているのだ。
「この種の新しいアルゴリズムを開発し、それを現場に持ち込むことは、現在この問題を解決するうえでまさにうってつけの方法です」と、グリーンバンク望遠鏡でブレイクスルー・リッスンのプロジェクト科学者を務めているスティーヴ・クロフトは言う。「インターネット経由で個人ユーザーの力を借りる方法は、もはや実行可能ではありません」
いまやデータ処理は現場で実施する時代
ブレイクスルー・リッスンに貢献している世界中の望遠鏡は、毎日100テラバイトを超える生データを生成している。そのデータの分析のために自分のコンピューターを無償で提供してくれる十分な数の人がいたとしても、望遠鏡のインターネット接続は十分な速度でデータをインターネットに送り出すことができない。クロフトが言うように、いまや「データの場にコンピューターを持ち込み」、できるだけ多くの電波信号の処理を現場で行う時代なのだ。
SETI@homeと比較したブレイクスルーの相違点は、分析の感度を犠牲にして、データ規模の拡大に重点を置いていることにある。ブレイクスルーは数十億個の周波数と数百万個の星にまたがる信号を探索しているが、ブレイクスルーが定めた探索パラメーターの範囲外にある人工的な信号を認識できるだけの設備をもっていない。
それでもブレイクスルーは、SETI@homeに見習って、なるべく多くの探索データを一般人が利用できるようにしている。2月にブレイクスルー・イニシアチヴは、誰もがデータを利用して知的生命体の信号の探索を行えるように、桁外れとも言える2ペタバイトのデータをオンラインで放出した。
クラウドコンピューティングの先駆け
ブレイクスルー・イニシアチヴは同時に、クラウドへのデータ分析作業の移行にも取り組んでいるとクロフトは言う。クラウドに移行すれば、宇宙人探し用の特注のハードウェアやアルゴリズムを自前で構築することなく、高度な機械学習アルゴリズムをデータに適用できるようになる。
「SETI@homeは、ほかの人々のコンピューターで処理を進めた点で、クラウドコンピューティングのある種の先駆けでした」と、クロフトは言う。「クラウドコンピューティングは、それに化粧を施したヴァージョンにすぎません」
史上最大規模の2つのSETI探査プログラムがデータ分析への一般人の貢献を活用したという事実は、地球外知的生命体の探査の未来にとっていい兆候だ。地球外生命体からの通信があるとすれば、それは個人間の会話ではなく、種全体の間で行われる会話になるだろう。
SETI@homeは、銀河系の隣人とつながりをもつための史上初の地球規模の取り組みだった。現在のわたしたちは、誰かがわたしたちにメッセージを残したのかどうかを確認するために、ひたすらデータをふるいにかけ続けるしかない。
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March 06, 2020 at 04:30PM
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