Staré smartfóny Google ožívajú ako dátové centrá pre IoT

Výpočtový výkon potrebný pre umelú inteligenciu si zvyčajne vyžaduje rozsiahle a nákladné dátové centrá. Vedci však hľadajú spôsoby, ako distribuovať zložité úlohy medzi dostupné zariadenia s menším výkonom, čím zvyšujú flexibilitu a uľahčujú používanie, najmä pre IoT aplikácie.

Výpočtový výkon potrebný pre trénovanie modelov umelej inteligencie je enormný, čo bežne znamená nutnosť využitia rozsiahlych a drahých dátových centier. Vedci však hľadajú alternatívne riešenia. Jednou z možností je distribúcia komplexných výpočtových úloh medzi množstvo cenovo dostupných zariadení s nižším výkonom. Tento prístup sa ukazuje ako obzvlášť výhodný pre aplikácie internetu vecí (IoT), ktoré potrebujú spracovávať dáta na odľahlých a neobvyklých miestach.

Nedávny experiment estónskych inžinierov preukázal, že aj 15-ročné smartfóny, upravené na vzájomnú spoluprácu ako jeden celok, dokážu s prekvapivou ľahkosťou zvládať mnohé z týchto úloh, vrátane rozpoznávania obrazu. Výskumníci sú presvedčení, že tento prístup by mohol výrazne znížiť náklady na IoT výpočty a zároveň otvoriť nové možnosti recyklácie elektroniky, čím by sa prispelo k riešeniu narastajúceho globálneho problému elektronického odpadu.

"Smartfóny sú skutočne dobre navrhnuté pre vysokoenergetické spracovanie," hovorí Huber Flores, docent pre rozsiahle výpočty na Univerzite v Tartu v Estónsku. "Sú tiež optimalizované proti prehrievaniu a efektívne zvládajú náročné aplikácie na spracovanie dát." Flores a jeho kolegovia publikovali svoje výsledky v článku publikovanom v IEEE Pervasive Computing.

Komentár redakcie: Zaujímavý koncept využitia starých smartfónov na dátové centrá by mohol predstavovať zaujímavú alternatívu pre menšie spoločnosti alebo projekty s obmedzeným rozpočtom. Aj napriek limitáciám, ide o krok správnym smerom v snahe o znižovanie elektronického odpadu.

**Ako postaviť dátové centrum zo starých telefónov**

Staré smartfóny sa môžu zdať ako nepravdepodobná voľba pre kolaboratívne výpočty: ich batérie sa rýchlo vybíjajú a ich zastarané operačné systémy majú množstvo bezpečnostných zraniteľností. Tieto nedostatky sa však dajú prekonať. Aj 15-ročné smartfóny disponujú výkonnými procesormi a rýchlou operačnou pamäťou, vďaka čomu prekonávajú populárne IoT zariadenia, ako je Raspberry Pi, tvrdí Flores – najmä ak sú nastavené na vzájomnú spoluprácu. Tieto dátové centrá založené na smartfónoch môžu spúšťať algoritmy rozpoznávania obrazu, hostovať webové stránky alebo spracovávať firemné dáta. Opätovné použitie starých smartfónov by tak mohlo pomôcť znížiť náklady na IoT projekty a zároveň riešiť problém narastajúceho elektronického odpadu.

WEEE Forum, medzinárodné združenie propagujúce zodpovednosť za elektronický odpad, odhaduje, že ročne sa vyhodí približne 5,3 miliardy mobilných telefónov. V súčasnosti sú možnosti ich opätovného použitia alebo recyklácie obmedzené. V lepšom prípade sú elektronické zariadenia odoslané do zariadení na spracovanie odpadu, kde sú zbavené drahých kovov, ako je zlato alebo paládium, ktoré je možné opätovne predať a použiť. Zvyšok sa spáli alebo uloží na skládky, kde do životného prostredia unikajú toxické chemikálie.

Vo svojej štúdii výskumníci prepojili štyri desaťročné smartfóny Google Nexus, pričom jeden slúžil ako „hlavný“ a tri ďalšie ako „pracovníci“ na spracovanie dát. Hlavný interaguje so senzormi alebo prijíma úlohy od kontroléra a redistribuuje tieto úlohy jednotlivým pracovníkom, čím uľahčuje kolaboratívne spracovanie dát.

Počas osemhodinového experimentu pri pobreží portugalského ostrova Madeira, takéto mini-dátové centrum pripojené k vysokorozlišovacej kamere umiestnenej vo vodotesnej bubline úspešne počítalo morské živočíchy 25 metrov pod hladinou Stredozemného mora.

Výskumníci umiestnili smartfóny do 3D tlačenej rackovej konštrukcie a pripojili ich k externému zdroju energie. Potom prepísali operačné systémy smartfónov pomocou open-source Linux-based Postmarket OS, na ktorom postavili svoje jedinečné aplikácie. Celé nastavenie stálo približne 8 eur, povedal Flores, v porovnaní s viac ako 50 eurami za najnovšie základné Raspberry Pi.

"Tieto telefóny môžete získať z koša," hovorí Flores. "Stačí si kúpiť modul na reguláciu napätia, ktoré privádzate do telefónu z iného zdroja. Potom nainštalujete open-source systém na ovládanie hardvéru a prinútite smartfóny spolupracovať a máte malé dátové centrum, ktoré môže byť užitočné pre mnohé aplikácie."

Výskumníci vyvíjajú ďalšiu aplikáciu, v ktorej by dátové centrum sledovalo tok ľudí v centre mesta spracovaním meraní z infračerveného senzora. V ďalšom experimente chcú takéto dátové centrum nainštalovať na pozemného robota, ktorý by slúžil ako centrum na spracovanie dát pre roj lietajúcich dronov.

"Lietajúce drony môžu zbierať dáta pomocou kamery, ktorá monitoruje územie, a potom sa tieto dáta analyzujú na zemi pomocou týchto malých dátových centier," hovorí Flores. "Je to vlastne veľmi praktické."

Flores si myslí, že táto technológia by mohla byť užitočná aj pre spoločnosti v rannej fáze, ktoré potrebujú hostovať webové stránky alebo spúšťať dátové analýzy, ale nemajú dostatok finančných prostriedkov na prenájom priestoru v cloudových dátových centrách.

**Obmedzenia smartfónových dátových centier**

Premena starých telefónov na dátové centrá má však svoje limity, pripúšťa Flores. Bol dôvod, prečo si tím vybral telefóny Nexus pre experiment. Otvorená séria, ktorá bola ukončená v roku 2016, mala modulárny dizajn, ktorý sa dal ľahko rozobrať. Odvtedy však väčšina výrobcov prešla na výrobné prístupy, ktoré sťažujú odstraňovanie komponentov bez poškodenia smartfónu. Aj softvér sa stal viac proprietárnym a ťažšie sa prepisuje.

"Ak je príliš ťažké hacknúť a premeniť telefóny, potom sa celá vec stáva nákladnejšou," hovorí Flores.

Flores dúfa, že výskum by mohol inšpirovať regulátorov v budúcnosti, aby vyžadovali od výrobcov gadgetov, aby sa rozhodli pre prístupy k dizajnu, ktoré sú priaznivejšie pre opätovné použitie, aby sa znížil elektronický odpad.

"Je to viac o tvorcoch politík a vládach, aby to presadzovali," hovorí Flores. "Výrobcovia to neurobia, pokiaľ im to nepovedia usmernenia."

Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie je elektronický odpad globálne jedným z najrýchlejšie rastúcich tokov odpadu. Napríklad v roku 2022 bolo na celom svete zlikvidovaných 62 miliónov metrických ton starej elektroniky, pričom len približne 22 percent bolo správne recyklovaných. Elektronický odpad je významným zdrojom kontaminácie životného prostredia ťažkými kovmi, pričom do pôdy a podzemných vôd uniká olovo, kadmium a ortuť.