Helfen Sie der medizinischen Forschung mit Folding@home auf Raspberry Pi

Folding@Home ist ein beliebtes verteiltes Computerprojekt, das die parallele Rechenleistung von Millionen von Haushaltscomputern weltweit nutzt. Das Projekt simuliert die Proteindynamik, einschließlich des Prozesses der Proteinfaltung und der Bewegungen von Proteinen, die an einer Vielzahl von Krankheiten beteiligt sind.

In jüngerer Zeit hat sich Folding@home darauf konzentriert, SARS-CoV-2/COVID-19 zu verstehen und neue Therapien zu entwickeln. Möchten Sie mit einem bescheidenen Raspberry Pi mitmachen, um lebenswichtige medizinische Forschung zu unterstützen? Wir zeigen Ihnen wie.

Bereiten Sie sich auf das Falten vor

Obwohl außer Ihrem Raspberry Pi-Computer keine externe Hardware benötigt wird, um an dem Projekt teilzunehmen, gibt es einige Anforderungen, z. B. die Verwendung eines Raspberry Pi-Modells mit einem 64-Bit-Prozessor und mindestens 1 GB RAM (da Folding@home ca des Arbeitsspeichers). Dies kann eines der folgenden Modelle sein:

• Raspberry Pi-Modell 4B
• Raspberry Pi 400
• Raspberry Pi-Modell 3B
• Raspberry Pi-Modell 3B+
• Raspberry Pi-Rechenmodul 4

Schritt 1: Installieren Sie Raspberry Pi OS 64-Bit

Da es sich bei der Folding@home-Software für Raspberry Pi um ein 64-Bit-Paket handelt, benötigen Sie zum Ausführen eine 64-Bit-Version des Raspberry Pi OS.

Die 64-Bit-Version des Betriebssystems ist im Raspberry Pi Imager-Tool noch nicht verfügbar, das nur Standard-32-Bit-Betriebssystemoptionen bietet. Auf einem anderen Computer müssen Sie also die ZIP-Datei für die neueste vollständige 64-Bit-Desktopversion herunterladen (oder die 64-Bit-Lite-Version, wenn Sie keinen Desktop benötigen).

Flashen Sie nun das Betriebssystem-Image auf eine microSD-Karte, die an Ihren Computer angeschlossen ist. Wenn Sie es noch nicht installiert haben, laden Sie das Raspberry Pi Imager-Tool herunter. Öffnen Sie das Tool und gehen Sie wie folgt vor:

• Klicken Sie auf Betriebssystem auswählen , gehen Sie dann zum Ende des Dropdown-Menüs und wählen Sie Benutzerdefiniert verwenden.
• Wählen Sie die heruntergeladene 64-Bit-Raspberry Pi OS-Image-Datei aus.
• Klicken Sie auf Speicher auswählen und wählen Sie Ihre angeschlossene microSD-Karte aus (normalerweise mit dem Namen "Generic Storage Device Media").
• Klicken Sie auf Schreiben , um das Bild auf die microSD-Karte zu schreiben. Beachten Sie, dass dadurch alle darauf vorhandenen Daten gelöscht werden.

Sobald dies erledigt ist, werfen Sie die microSD-Karte aus und entfernen Sie sie, legen Sie sie in Ihren Raspberry Pi ein und starten Sie ihn. Stellen Sie in der Desktop-Version „Willkommensassistent“ sicher, dass Sie eine Verbindung zu Ihrem WLAN-Router herstellen.

Schritt 2: Folding@home auf Raspberry Pi installieren

Öffnen Sie ein Terminal-Fenster und geben Sie den folgenden Befehl ein, um das Folding@home-Client-Paket herunterzuladen und als fahclient.deb zu speichern :

 wget https://download.foldingathome.org/releases/public/release/fahclient/debian-stable-arm64/v7.6/fahclient_7.6.21_arm64.deb -O fahclient.deb

Hinweis: Die Version 7.6.21 ist zum Zeitpunkt des Schreibens die neueste, aber Sie können die neueste Release-Version auf derFolding@home-Seite für alternative Downloads überprüfen.

Jetzt müssen Sie das heruntergeladene Paket mit dem folgenden Befehl installieren:

 sudo dpkg -i --force-depnds fahclient.deb

Schritt 3: Konfigurieren Sie den Folding@home-Client

Nachdem Sie den Installationsbefehl in Schritt 2 eingegeben haben, wird ein Folding@home-Konfigurationsbildschirm angezeigt und Sie werden aufgefordert, einen Benutzernamen, eine Teamnummer und ein Kennwort einzugeben. Machen Sie sich keine Sorgen über die letzten beiden, es sei denn, Sie sind bereits einem der Teams beigetreten, die Folding@home betreiben. Der Benutzername kann nach Belieben anonym bleiben oder sich einen ausdenken und dann Punkte für das Falten sammeln.

Sie werden dann gefragt, wie viel Ressourcen Ihres Systems anfänglich verwendet werden sollen. Wenn Sie diesen Raspberry Pi für andere Zwecke verwenden möchten, sollten Sie sich für mittel oder leicht entscheiden ; andernfalls, wenn es ausschließlich zum Falten verwendet wird, wählen Sie full .

Abschließend werden Sie gefragt, ob die Folding@home-Anwendung automatisch gestartet werden soll. Antworten Sie mit Ja und es wird beim Start automatisch als Dienst ausgeführt. Es wird als FAHClient.service zu den systemd-Diensten hinzugefügt .

Wenn Sie Ihre Folding@home-Konfiguration später ändern möchten, können Sie jederzeit die Datei /etc/fahclient/config.xml bearbeiten. Wenn Sie Folding@home jemals deinstallieren möchten, können Sie den folgenden Befehl eingeben:

 sudo dpkg -P fahclient.deb

Schritt 4: Zeigen Sie das Webinterface an

Wenn der Folding@home-Client-Dienst installiert und ausgeführt ist, können Sie jetzt eine Weboberfläche dafür anzeigen, indem Sie die Adresse https://client.foldingathome.org/ im Chromium-Webbrowser auf Ihrem Raspberry Pi aufrufen.

Dies zeigt Ihnen, wie viel von einer zugewiesenen "Arbeitseinheit" er abgeschlossen hat, wie viele Tage Ihr Raspberry Pi für die Fertigstellung benötigen sollte und die geschätzten Punkte, die Sie verdienen. Beachten Sie, dass Punkte keinen Geldwert haben und nur für Lob gedacht sind.

Es gibt Optionen, um auszuwählen, welche Krankheiten die Forschung unterstützen, wie viel Rechenleistung verwendet werden soll und wann sie verwendet werden soll. Sie können auch Ihre Identität ändern und eine Teamnummer und einen Zugangsschlüssel eingeben, wenn Sie sich später entscheiden, einem Team beizutreten.

Es gibt auch einen großen Stop Folding- Button, mit dem Sie die Folding@home-Verarbeitung jederzeit stoppen können.

Schritt 5: Kühlen Sie Ihren Raspberry Pi (optional)

Folding@home verbraucht viel Rechenleistung und daher wird der SoC (System on a Chip) Ihres Raspberry Pi hart arbeiten und wahrscheinlich eine hohe Temperatur erreichen. Sie können die Temperatur in einem Terminalfenster mit dem folgenden Befehl überprüfen:

 vcgencmd measure_temp

Der SoC unseres Raspberry Pi 4 lag im Durchschnitt bei etwa 80 ° C (176 ° F) bei mittlerer Verarbeitung für Folding@home. Der silberne SoC auf der Platine war merklich heiß, also nicht anfassen!

Ein Raspberry Pi wird seine CPU-Kerne bei 80°C drosseln, um die Temperatur niedrig zu halten. Ab 85 °C setzt er Voll-Throttling ein, auch für die GPU des SoCs.

Damit Ihr Folding@home-System mit voller Leistung arbeiten kann, sollten Sie Ihren Raspberry Pi mit passiver und/oder aktiver Kühlung in Form eines Kühlkörpers und/oder Lüfters ausstatten. Leider ist dies keine Option für einen Raspberry Pi 400.

Manchmal als Teil eines Gehäuses geliefert, wird ein Kühlkörper einfach auf dem quadratischen silbernen SoC auf dem Raspberry Pi-Board angebracht und nimmt einen Teil der Wärme davon auf.

Um die Kühlung weiter zu verbessern, können Sie einen Lüfter wie den Raspberry Pi 4 Case Fan hinzufügen, der auf den Deckel des offiziellen Gehäuses passt und an drei der GPIO-Pins des Boards angeschlossen wird. Eine weitere Option ist das Fan Shim von Pimoroni , dessen Shim reibschlüssig auf das Ende des GPIO-Headers passt. Beides trägt dazu bei, dass Ihr Raspberry Pi kühl bleibt und seine volle Verarbeitungskapazität ausschöpft.

Folding@home auf Raspberry Pi: Erfolg

Unabhängig davon, ob Sie Folding@home auf Ihrem Raspberry Pi ständig oder gelegentlich bei voller Verarbeitungskapazität oder weniger laufen lassen, tragen Sie zu wertvollen wissenschaftlichen Forschungen bei, die zur Heilung von Krankheiten beitragen können. Folding@home ist nur eines von vielen Citizen Science-Projekten weltweit, an denen Sie teilnehmen können.