5.3.2 Foldit

Foldit er en smuk åben indkaldelse fordi det giver ikke-eksperter til at deltage på en måde, der er sjovt.

Netflix-prisen, mens stemningsfuld og klar, illustrerer ikke hele spektret af åbne opkald projekter. For eksempel i Netflix-prisen de fleste af de alvorlige deltagere havde års træning i statistik og machine learning. Men, kan projekter åbne opkald også involvere deltagere, der ikke har nogen formel uddannelse, som blev illustreret af Foldit, et protein foldning spil.

Proteinfoldning er den proces, hvorigennem en kæde af aminosyrer antager sin form. Med en bedre forståelse af denne proces, kan biologer designe proteiner med specifikke former, der kunne anvendes som medicin. Forenkling ganske lidt, proteiner tendens til at flytte til deres laveste energi konfiguration, en konfiguration, der balancerer de forskellige skubber og trækker i proteinet (Figur 5.7). Så hvis en forsker ønsker at forudsige, hvad form, hvori et protein vil folde, løsningen lyder simpelt: bare prøve alle mulige konfigurationer, beregne deres energi, og forudsige, at proteinet vil folde ind i laveste energi konfiguration. Desværre er dette brute force tilgang, der involverer forsøger alle mulige konfigurationer er beregningsmæssigt umuligt, fordi der er milliarder og atter milliarder af potentielle konfigurationer. Selv med de mest kraftfulde computere til rådighed i dag-og i en overskuelig fremtid-brute force er bare ikke kommer til at arbejde. Derfor har biologer udviklet mange kloge algoritmer til effektivt at søge efter den laveste energi konfiguration. Men på trods af massive mængder af videnskabelig og beregningsmæssige indsats, disse algoritmer er stadig langt fra perfekt.

Figur 5.7: Protein foldning. Billede blev skabt og placeret i det offentlige domæne ved "DrKjaergaard". Kilde: Wikimedia Commons .

David Baker og hans forskergruppe ved University of Washington var en del af samfundet af forskere, der arbejder på at udvikle bedre beregningsmæssige tilgange til proteinfoldning. For at spore, hvad der foregik, mens deres algoritmer blev tørnes væk, ville Baker og hans gruppe lejlighedsvis se en screen-saver, som visualiseres forløbet af deres algoritmer. Mens du ser disse visualiseringer, Baker begyndte at spekulere på, om det ville være muligt for mennesker at hjælpe i processen, og dermed begyndte Foldit, en kreativ og smuk åben indkaldelse (Hand 2010) .

Foldit vender processen med proteinfoldning i et spil, der kan spilles af alle. Set fra afspilleren, synes Foldit at være et puslespil (Figur 5.8). Spillere er præsenteret med et tredimensionelt virvar af proteinstruktur og kan udføre operations- "nappe", "vrikke", "genopbygge" -Det ændre sin form. Ved at udføre disse operationer spillere ændre formen af ​​proteinet, som igen stiger eller falder deres score. Kritisk, er scoren beregnet på baggrund af den energi-niveau af den aktuelle konfiguration; lavere energi konfigurationer resultere i højere score. Med andre ord, scoren hjælper vejlede spillere, som de søger efter lavenergi konfigurationer. Dette spil er kun mulig, fordi-ligesom forudsige film ratings i Netflix Prize-proteinfoldning er også en situation, hvor det er lettere at kontrollere løsninger end generere dem.

Figur 5.8: Spil skærm for Foldit.

Foldit elegante design gør det muligt spillere med lidt formel viden om biokemi til at konkurrere med de bedste algoritmer designet af eksperter. Mens de fleste spillere er ikke særlig god til opgaven, er der et par spillere og små hold af spillere, der er enestående. I virkeligheden, i en head-to-head konkurrence til at forudsige strukturen af 10 specifikke proteiner, Foldit spillere var i stand til at slå state-of-the-art protein folde algoritmer fem gange (Cooper et al. 2010) .

Foldit og Netflix prisen er forskellige på mange måder, men de begge involverer åbne indkaldelser af løsninger, som er lettere at kontrollere end generere. Nu vil vi se den samme struktur i endnu en meget anden indstilling: patentret. Dette sidste eksempel på en åben indkaldelse problem viser, at de også kan bruges i indstillinger, der ikke er åbenbart muligt at foretage en kvantificering.