DreamLab

DreamLabは、現在インペリアル・カレッジ・ロンドンとボーダフォン財団が運営するiOS,・Android向けのスマートフォンアプリで、スマートフォンからボランティア・コンピューティングに参加することを目的とする。

歴史

ボランティア・コンピューティングとは分散コンピューティングの一種で、スーパーコンピューターなどの多くの計算リソースを要する研究・解析に対し、研究者に協力する一般のコンピューターユーザーが自身のパソコンの処理能力の一部を、パソコンを使用していない空き時間を中心に研究のために提供し、多くのユーザーのコンピューターで膨大な計算量を少しずつ分担することで、スパコンを長時間占有すること無しに大量の計算処理を要する研究課題を解決する取り組みである。

パソコン向けのボランティア・コンピューティングのプロジェクトとしてBOINCやFolding@homeなどがあり、こうしたプロジェクトでは専用のフリーソフトウェアを計算に使用するコンピューターに一般ユーザーがインストールしいくつかの設定をするだけで、研究機関からの計算課題の受け取り・計算処理・計算結果の報告を全て自動でバックグラウンドで行ってくれる。

しかし、スマートフォンの計算処理能力も飛躍的に向上する中で、その空き時間の計算リソースをボランティア・コンピューティングに生かすためのプロジェクトが無かった。

2015年にボーダフォン財団の支援を受け、オーストラリア・シドニーのがSoCで計算するスマートフォンの向けのボランティア・コンピューティングアプリとしてDreamLabを2年間かけて開発し、研究所が行っているがん研究のAIアルゴリズム計算を、アプリをインストールした一般ユーザーのスマートフォンに分散させて行った。アプリはスマートフォンを充電中かつユーザーが操作していない時間に計算を行うため、夜間のユーザーの就寝中に計算を行うことを念頭におき"Dream Lab"と命名された。

2018年からはこのアプリ・研究はイギリスのインペリアル・カレッジ・ロンドンに引き継がれ、アプリ内で「Drug Repositioning Using Grids of Smartphones (DRUGS)」というプロジェクトが、大量の患者の健康診断結果を解析することで、既存・新しい治療薬をがん治療に生かす最適な方法などを探すことを目的に始まった。このアプリをインストールしてがん研究をサポートしようという呼びかけは、スターウォーズシリーズなどで知られるイギリスの俳優ジョン・ボイエガによってもなされた。この研究結果は翌年2019年にイギリスのオープンアクセス論文誌Scientific Reportsに掲載され、がんに罹患する可能性を30～40%減少させるかもしれない抗がん性を示す分子を食物に含まれる物質中から発見したと報告された。この研究では約8000種類の食品に含まれる物質の特性が、実験室・動物実験・培養細胞での研究においてがんに有効である分子についての情報を含むデータベースと比較された。

2019年7月までに、このアプリは 83,000回インストールされ、延べ1000 万回以上の計算が実行された。2020年5月の時点でインストール数は49万人を超え、2021年6月には100万回を超えた。2023年現在アプリのインストール回数は250万回以上に達し、毎晩およそ25万人のユーザーがアクティブとなっている。

操作方法と現在の稼働状況 
プロジェクトに参加するには、アカウント登録などは必要なく、アプリケーションをスマートフォンのOSごとのアプリショップからインストールするだけでよい。アプリを始めて起動する際に、参加するプロジェクトを後述の数種類の中から選択する必要があるが、これは後から何回でも変更ができる。端末がインターネットに接続され、さらに充電器に接続されている時に計算開始が選択でき、計算中であっても充電をやめたりDreamlabアプリをバックグラウンドにすると計算は中断される。そのため、就寝前など長時間スマートフォンを使用せず充電するタイミングでの起動を想定している。2回目以降の起動時は前回までの計算をコンティニューするかを選択すると計算が始まる。

アプリのユーザーは設定から、Wi-Fi非接続時のデータの送受信に携帯回線を使用するかを選択できるが、2020年9月1日からは、もしユーザーのスマートフォンがボーダフォンと契約していれば、DreamLabの稼働の際のデータ送受信量の料金は無料となっている。また、アプリを起動して計算をさせていても、アラームなどその他のスマートフォンのバックグラウンドで起動しているアプリケーションはそのまま動作する。なお、端末温度が上がるとアプリは自動で計算を中断するので、より計算量の多い高スペックモデルの端末の場合市販の冷却装置と併用することで長時間の連続稼働ができ成果が上がる。

端末それぞれのこれまでの計算の実績・全世界におけるプロジェクトごとの計算量の総計や、現在のペースでプロジェクトの計算が完了するまでの推定日数などを閲覧することもできる。

10万台のスマートフォンがDreamLabをインストールし、毎晩6時間だけ起動させ続けるだけで、3か月でインペリアル・カレッジ・ロンドンが保有する全てのスーパーコンピューターをはじめとする計算機の年間出力に達し、、8コアCPUプロセッサ搭載の最新鋭のパソコンで同じ計算をさせると少なくとも300年以上を要する。

このアプリは現在、がんやCovid-19の治療法研究のプロジェクトが稼働しており、さらに熱帯地方のサイクロンのモデリングプロジェクトの準備が行われている

サイクロンのプロジェクトの目的は気候変動のリスクへ備えることであり、その他の医療プロジェクトの目的は、それぞれのプロジェクトのフェーズ1として既存の薬や食品に含まれる分子からCOVID-19やがん等の患者にとって有用な物質を探し、フェーズ2として見つけた物質の組み合わせを最適化し治療法につなげることである。

プロジェクトの一覧 
Colona-AI - 上述のDRUGSのCovid-19バージョンで、Covid-19に有用な物質をDRUGS同様既存の医薬品や食品から発見する。現在フェーズ5で、インペリアル・カレッジ・ロンドンが主導する。
Long Covid - Covid-AIの、Long COVIDと呼ばれるコロナ後遺症に有用な物質を探すバージョン。現在フェーズ1で、インペリアル・カレッジ・ロンドンが主導する。
Cell Identity Hunter - 腫瘍を起こす細胞の生態系を特徴化する。現在フェーズ2で、イタリア分子腫瘍研究所(IFOM)のAIRCチームが主導する。
Tropycal Cyclone Modelling - 現在準備中で(Coming-Soon)選択できない。インペリアル・カレッジ・ロンドンが主導する。
なおDRUGSは、一区切りがついた段階で現在は行われていない。

関連項目 
 ボランティア・コンピューティング
 Folding@home
 BOINC

脚注

外部リンク 
 DreamLab App (Google Playstore)
 DreamLab App (Apple Appstore)
 Human Genomicsでの紹介論文

アプリケーションソフト
医学研究
タンパク質構造
携帯電話アプリ
バイオインフォマティクスソフトウェア
分散コンピューティングプロジェクト
インペリアル・カレッジ・ロンドン