5.3.2 Foldit

Foldit прыгожы адкрыты конкурс , паколькі ён дазваляе неадмыслоўцам ўдзельнічаць у шляху , які весела.

Netflix Prize, у той час як успаміны і ясна, ня ілюструе поўны спектр адкрытых праектаў выклікаў. Напрыклад, у Netflix Prize большасць сур'ёзных удзельнікаў былі гады навучання ў галіне статыстыкі і машыннага навучання. Але, праекты з адкрытым выклікам можа таксама ўключаць удзельнікаў, якія не маюць ніякага фармальнага навучання, як гэта было праілюстравана Foldit, складваюцца гульні бялку.

Згортвання бялку ўяўляе сабой працэс, з дапамогай якога ланцуг амінакіслот прымае яго форму. З дапамогай лепшага разумення гэтага працэсу, біёлагі маглі б распрацоўваць бялкі з канкрэтнымі формамі, якія могуць быць выкарыстаны ў якасці лекі. Спрашчаючы зусім няшмат, вавёркі маюць тэндэнцыю рухацца да іх нізкай энергетычнай канфігурацыі, канфігурацыі, якая ўраўнаважвае розныя праштурхоўвае ў бялку (мал 5.7). Такім чынам, калі даследчык хоча, каб прадказаць, якую форму ў якой бялок згорнуцца, рашэнне гучыць проста: проста паспрабуйце ўсе магчымыя канфігурацыі, разлічыць свае сілы, і прадказваюць, што бялок згорнуцца ў самой нізкай энергетычнай канфігурацыі. На жаль, гэта перабор падыход, які ўключае ў сябе, спрабуючы усе магчымыя канфігурацыі вылічальная немагчыма, таму што ёсць мільярды і мільярды патэнцыйных канфігурацый. Нават пры самых магутных кампутараў, даступных сёння, і ў агляднай будучыні, грубай сілы проста не будзе працаваць. Таму біёлагі распрацавалі шмат разумных алгарытмаў для эфектыўнага пошуку самай нізкай энергетычнай канфігурацыі. Але, нягледзячы на ​​велізарную колькасць навуковых і вылічальных намаганняў, гэтыя алгарытмы ўсё яшчэ далёкія ад дасканаласці.

Малюнак 5.7: згортванне бялку. Выява было створана і змешчаныя ў грамадскае набытак "DrKjaergaard". Крыніца: Wikimedia Commons .

Дэвід Бэйкер і яго даследчая група ў Універсітэце штата Вашынгтон былі часткай супольнасці навукоўцаў, якія працуюць у распрацоўцы больш эфектыўных вылічальных падыходаў да згортвання бялку. Для таго, каб адсочваць, што адбываецца ў той час як іх алгарытмы былі згінаць прэч, Бэйкер і яго група будзе час ад часу глядзець экранную застаўку, якая візуалізуецца ход іх алгарытмаў. Ць час прагляду гэтых глядзельных вобразаў , Бэйкер пачаў задавацца пытаннем, ці будзе гэта магчыма для людзей , каб дапамагчы ў гэтым працэсе, і , такім чынам , пачаў Foldit, творчы і прыгожы адкрыты выклік (Hand 2010) .

Foldit ператварае працэс згортвання бялку ў гульню, якую можа гуляць любы жадаючы. З пункту гледжання гульца, Foldit, як уяўляецца, галаваломка (мал 5.8). Гульцы прадстаўлены з трохмернай клубка бялковай структуры і можа выканаць ажыццяўленнем аперацый "налады", "калыханне", "Rebuild", то змяніць яго форму. Пры выкананні гэтых аперацый гульцы змяняюць форму бялку, што, у сваю чаргу, павялічвае або памяншае іх кошт. Крытычна, адзнака разлічваецца на аснове энергаінфармацыйнага ўзроўню бягучай канфігурацыі; Канфігурацыі з больш нізкай энергіяй прыводзіць да больш высокім ацэнак. Іншымі словамі, ацэнка дапамагае накіроўваць гульцоў, паколькі яны шукаюць канфігурацый нізкаэнергетычных. Гэтая гульня магчымая толькі таму, гэтак жа, як прадказвалі рэйтынгі фільмаў у прэміі згортвання бялку Netflix таксама сітуацыя, калі лягчэй праверыць рашэння, чым ствараць іх.

Малюнак 5.8: Экран гульні для Foldit.

Элегантны дызайн Foldit ў дазваляе гульцам з невялікім колькасцю фармальных ведаў у галіне біяхіміі, каб канкураваць з лепшымі алгарытмаў, распрацаваных спецыялістамі. У той час як большасць гульцоў не асабліва добрыя ў задачы, ёсць некалькі гульцоў і невялікія групы гульцоў, якія з'яўляюцца выключнымі. На самай справе, у канкурэнцыі галава да галавы , каб прадказаць структуру 10 спецыфічных бялкоў, Foldit гульцы змаглі абыграць стане сучасных алгарытмы згортвання бялку ў пяць разоў (Cooper et al. 2010) і (Cooper et al. 2010) .

Foldit і прыз Netflix адрозніваюцца ў многіх адносінах, але яны абодва ўключаюць адкрытыя заклікі да рашэнняў, якія лягчэй праверыць, чым генераваць. Зараз, мы ўбачым тую ж структуру, у яшчэ адным вельмі розныя налады: патэнтнага права. Гэты апошні прыклад праблемы адкрытага выкліку паказвае, што яны таксама могуць быць выкарыстаны ў устаноўках, якія, відавочна, не паддаюцца колькаснай ацэнцы.