Hacer que la cadena de bloques deje de desperdiciar energía al hacer que gestione la energía
Agrandar / Administrar un microgramo podría ser un caso en el que blockchain realmente sea útil. Una de las peores características de las tecnologías de cadena de bloques como la criptomoneda y las NFT es su terrible consumo de energía. Si tuviéramos que exprimir hasta la última gota de eficiencia de nuestro consumo de electricidad, la mayoría de las cadenas de bloques requieren que las computadoras realicen repetidamente cálculos sin sentido. La solución obvia es basar las cadenas de bloques en cálculos útiles, algo que tal vez tengamos que hacer de todos modos. Desafortunadamente, las matemáticas de una cadena de bloques deben tener una propiedad muy específica: la solución debe ser difícil de calcular, pero fácil de verificar. No obstante, se han identificado una serie de cálculos útiles como posibles reemplazos de los que se utilizan actualmente en muchos sistemas. Un artículo publicado esta semana agrega otra opción a esa lista. Los problemas de optimización son notoriamente intensivos desde el punto de vista computacional, pero evaluar la calidad de una solución es relativamente fácil. Y en este caso, los sistemas optimizados son pequeñas redes de energía, lo que significa que este enfoque podría compensar parcialmente parte del terrible consumo de energía de una cadena de bloques.
mejoramiento
El ejemplo clásico de un problema matemático que tiene sentido en blockchain es factorizar un número grande que es el producto de dos números primos. Es computacionalmente difícil identificar los dos números primos, pero una vez que los tienes, es trivialmente fácil confirmar el resultado de su multiplicación. Y desde la perspectiva del desperdicio de energía, realizar el cálculo no trivial es inútil a menos que conozca una situación en la que esos números importen. Los problemas de optimización son similares. Para encontrar una solución óptima, p. B. la ruta más corta que incluye varias ciudades, se deben probar todas las rutas posibles. Y con cada ciudad adicional agregada al itinerario, el número de rutas posibles aumenta dramáticamente. Sin embargo, para muchos problemas de optimización, averiguar si una ruta propuesta es eficiente es un cálculo mucho más simple, lo que significa que todas las soluciones son fáciles de verificar. Lo que es más importante, en el mundo real, los problemas de optimización surgen todo el tiempo, desde cómo exprimir la mayor cantidad de cajas en un contenedor de envío hasta la asignación de herramientas y técnicos para garantizar que el mantenimiento se realice de manera eficiente. Esta diferencia está detrás de los esfuerzos de un equipo de investigación para mover blockchains de una prueba de trabajo (PoW) como factorizar un gran número a una prueba de solución (PoSo) donde las transacciones de blockchain dan como resultado un cálculo útil. (Si se pregunta por qué PoSo terminó con esa segunda «o», suelte la letra y piense por un momento). Al elegir un problema de optimización para su cadena de bloques PoSo, los investigadores eligieron la ironía y se centraron en el suministro de energía que consumen otras cadenas . Identifican varios problemas de distribución de energía que requieren optimización: hacer coincidir la oferta y la demanda, identificar la combinación más económica de fuentes de generación, etc. También argumentan que blockchain puede tener más sentido a medida que el mercado de la energía comienza a descentralizarse un poco, con un número cada vez mayor de elementos como microrredes, techos solares, fuentes de energía intermitentes y baterías conectadas a la red más pequeñas que descentralizan las fuentes de energía conectada a la red. energía. La complejidad de administrar todo esto como una sola red centralizada crece en consecuencia, por lo que los investigadores sugieren que las pequeñas subredes podrían administrarse a sí mismas a través de optimizaciones basadas en PoSo.
¿No más Enron?
Para probar su sistema, recurren a dos pequeños sistemas de energía. Uno de ellos es la Universidad de Manchester, que posee algunas plantas combinadas de calor y electricidad, almacenamiento eléctrico y almacenamiento de calor, y algunas calderas. Averiguar cuál de estos activar en diferentes circunstancias es un problema de optimización económico, pero lo suficientemente manejable desde el punto de vista computacional como para que se pueda calcular una solución en tan solo 220 segundos. Esta solución toma un total de un segundo para verificar. Realizaron un análisis similar para un sistema que proporciona una combinación de energía, calefacción y refrigeración para un distrito de la ciudad de Suzhou, China. Una vez más, el sistema logró generar rápidamente soluciones óptimas para la asignación de recursos y fue competitivo con un sistema de gestión centralizado. El problema es que el sistema aún requiere varias computadoras para realizar cálculos y verificaciones, por lo que requiere más energía que simplemente ejecutar la optimización en un solo sistema. Sin embargo, los investigadores argumentan que la solución blockchain de PoSo ofrece un beneficio clave: es más difícil de jugar. Imagine una situación en la que el operador del sistema de gestión central quiere favorecer ciertas fuentes de generación, incluso (o especialmente) si son más caras que otras opciones. Básicamente no hay nada que pueda detenerlo. Por el contrario, en un sistema distribuido, todos los nodos individuales compiten por la mejor solución. Incluso si uno o dos nodos están comprometidos, otros sistemas optimizados deberían producir, y el proceso de verificación garantizará que se utilice uno de ellos. En general, esto parece un poco exagerado ya que no está claro con qué frecuencia ocurren las manipulaciones de los precios de la energía contra las que este sistema protegería. Aún así, es bueno ver algunas ideas concretas para usar blockchain en situaciones donde las demandas de energía no son terribles, y hay algunos resultados prácticos valiosos. Nature Energy, 2022. DOI: 10.1038/s41560-022-01027-4 (Acerca de los DOI).
