5.3.2 Foldit
Foldit je hra, která umožňuje skládání bílkovin, která umožňuje non-odborníkům účastnit se zábavné cestě.
Cena Netflix, která je evokující a jasná, nevyjadřuje celou řadu otevřených projektů volání. Například v ceně Netflixu měla většina vážných účastníků let tréninku ve statistikách a strojovém učení. Ale otevřené projekty volání mohou také zahrnovat účastníky, kteří nemají žádný formální trénink, jak dokládá Foldit, protein-skládací hra.
Složení bílkovin je proces, kterým řetězec aminokyselin přebírá svůj tvar. S lepším pochopením tohoto procesu by biologové mohli navrhnout bílkoviny se specifickými tvary, které by mohly být použity jako léky. Zcela zjednodušující je, že bílkoviny mají tendenci přesunout se do své nejnižší energetické konfigurace, konfigurace, která vyrovnává různé tlaky a táhne se v proteinu (obrázek 5.7). Pokud tedy výzkumník chce předpovědět tvar, do něhož bude bílkovina skládat, řešení zní jednoduše: zkuste všechny možné konfigurace, vypočítat jejich energii a předpovídat, že protein bude složen do konfigurace s nejnižší energií. Bohužel zkoušení všech možných konfigurací je výpočetně nemožné, protože existují miliardy a miliardy potenciálních konfigurací. Dokonce i s nejmocnějšími počítači, které jsou k dispozici dnes - av dohledné budoucnosti - hrubá síla prostě nebude fungovat. Proto biologové vyvinuli mnoho chytrých algoritmů, které efektivně vyhledávají konfiguraci s nejnižší energií. Navzdory obrovskému množství vědeckého a výpočetního úsilí jsou však tyto algoritmy stále zdaleka dokonalé.
Obrázek 5.7: Skládání proteinů. Obrázek s laskavým svolením "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .
David Baker a jeho výzkumná skupina na Washingtonské univerzitě byli součástí společenství vědců, kteří pracují na vytváření výpočetních přístupů k skládání bílkovin. V jednom projektu Baker a kolegové vyvinuli systém, který dovolil dobrovolníkům věnovat nepoužívaný čas na svých počítačích, aby pomohli simulaci skládání bílkovin. Na oplátku mohli dobrovolníci sledovat spořič obrazovky ukazující složení bílkovin, které se dělo na jejich počítači. Několik z těchto dobrovolníků napsalo Bakerovi a kolegům, že se domnívají, že by se mohli vypořádat s počítačovým výkonem, pokud by se mohli vypořádat s výpočtem. A tak začala Foldit (Hand 2010) .
Foldit proměňuje proces skládání proteinů do hry, kterou může hrát každý. Z pohledu hráče se zdá, že Foldit je hádanka (obrázek 5.8). Hráči jsou prezentováni trojdimenzionálním spletem struktury bílkovin a mohou provádět operace - "vyladit", "otáčet", "přestavět" - to změní svůj tvar. Při provádění těchto operací mění hráči tvar bílkovin, což zase zvyšuje nebo snižuje skóre. Kriticky se skóre vypočítává na základě úrovně energie aktuální konfigurace; konfigurace s nižší energií mají za následek vyšší skóre. Jinými slovy, skóre pomáhá hráčům při hledání nízkoenergetických konfigurací. Tato hra je možná jen proto, že - stejně jako předpovídání hodnocení filmů v přehledu Netflix-Protein je také situace, kdy je snadnější kontrolovat řešení než generovat.
Obrázek 5.8: Hrací obrazovka pro Foldit. Reprodukce povoleno na adrese http://www.fold.it.
Foldit elegantní design umožňuje hráčům s malou formální znalostí biochemie soutěžit s nejlepší algoritmy navržené odborníky. Zatímco většina hráčů není v tomto úkolu příliš dobrá, existuje několik individuálních hráčů a malých týmů hráčů, kteří jsou výjimeční. Ve skutečnosti v soutěži mezi hráči Foldit a nejmodernějšími algoritmy hráči vytvořili lepší řešení pro 5 z 10 proteinů (Cooper et al. 2010) .
Foldit a cena Netflixu se liší mnoha způsoby, ale obě zahrnují otevřená volání řešení, která jsou snadněji kontrolovatelná než generování. Nyní uvidíme stejnou strukturu v ještě jiném velmi odlišném prostředí: patentovém zákonu. Tento závěrečný příklad otevřeného problému s voláním ukazuje, že tento přístup lze také použít v nastaveních, která nejsou zjevně přístupná ke kvantifikaci.
