5.3.2 Foldit
Foldit е игра за преклопување на протеини која им овозможува на не-експерти да учествуваат на начин кој е забавен.
Наградата Netflix, иако евокативна и јасна, не го илустрира целиот спектар на проекти со отворен повик. На пример, во наградата Netflix, повеќето сериозни учесници имаа години на обука за статистика и машинско учење. Но, проектите за отворен повик, исто така, може да вклучат учесници кои немаат формална обука, како што беше илустрирано од Foldit, игра за преклопување на протеини.
Преклопувањето на протеините е процес преку кој синџирот на амино киселини ја зафаќа својата форма. Со подобро разбирање на овој процес, биолозите би можеле да дизајнираат протеини со специфични форми кои би можеле да се користат како лекови. Поедноставно, протеините имаат тенденција да се преселат во нивната најниска енергетска конфигурација, конфигурација која ги балансира различните туркачи и повлекува во рамките на протеинот (слика 5.7). Значи, ако истражувачот сака да ја предвиди обликот во кој протеинот ќе се преклопи, решението звучи едноставно: едноставно пробајте ги сите можни конфигурации, пресметајте ги нивните енергии и предвидуваат дека протеинот ќе се преклопи во најниската енергетска конфигурација. За жал, обидот за сите можни конфигурации е пресметано невозможно, бидејќи има милијарди и милијарди потенцијални конфигурации. Дури и со најмоќните компјутери достапни денес - и во догледна иднина - брутална сила едноставно нема да работи. Затоа, биолозите имаат развиено многу паметни алгоритми за ефикасно пребарување на најниската енергетска конфигурација. Но, и покрај огромните количини на научни и компјутерски напори, овие алгоритми сè уште се далеку од совршени.
Слика 5.7: Преклопување на протеини. Сликата е подарена од "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .
Дејвид Бејкер и неговата истражувачка група на Универзитетот во Вашингтон беа дел од заедницата на научници кои работат на создавање пресметковни пристапи за преклопување на протеините. Во еден проект, Бејкер и неговите колеги развија систем кој им овозможи на волонтерите да донираат неискористено време на нивните компјутери за да им помогнат на симулирање на протеински преклопување. За возврат, волонтерите можеа да гледаат скринсејвер кој покажува преклопување на протеините што се случуваше на нивниот компјутер. Неколку од овие волонтери напишаа на Бејкер и неговите колеги велејќи дека тие мислат дека би можеле да ги подобрат перформансите на компјутерот доколку би можеле да се вклучат во пресметката. И така започна Foldit (Hand 2010) .
Foldit го претвора процесот на протеини што се преклопуваат во игра која може да ја игра некој. Од гледна точка на играчот, Foldit се чини дека е загатка (слика 5.8). Играчите се претставени со три-димензионална замрсеност на структурата на протеини и можат да вршат операции - "tweak", "wiggle", "reconstruction" - тоа ја менува својата форма. Со извршување на овие операции, играчите ја менуваат формата на протеинот, што пак го зголемува или намалува нивниот резултат. Критично, резултатот се пресметува врз основа на нивото на енергија на моменталната конфигурација; пониските енергетски конфигурации резултираат со повисоки резултати. Со други зборови, резултатот им помага на играчите додека трагаат по ниско-енергетски конфигурации. Оваа игра е можна само затоа што - исто како и предвидувањето на рејтингот на филмот во преклопувањето на наградите на Netflix-награда, исто така е ситуација каде што е полесно да се проверат решенијата отколку да ги генерира.
Слика 5.8: Игрален екран за Foldit. Репродуцирано со дозвола од http://www.fold.it.
Елегантниот дизајн на Foldit им овозможува на играчите со малку формално познавање на биохемијата да се натпреваруваат со најдобрите алгоритми дизајнирани од експерти. Додека повеќето играчи не се особено добри во задачата, постојат неколку индивидуални играчи и мали тимови на играчи кои се исклучителни. Всушност, во натпреварот од глава до глава помеѓу играчите на Foldit и со најсовремените алгоритми, играчите создадоа подобри решенија за 5 од 10 протеини (Cooper et al. 2010) .
Foldit и наградата Netflix се различни на многу начини, но и двете вклучуваат отворени повици за решенија кои се полесни за проверка отколку генерирање. Сега, ние ќе ја видиме истата структура во уште една многу поинаква средина: закон за патенти. Овој последен пример за проблем со отворен повик покажува дека овој пристап може да се користи и во поставувања кои очигледно не се подложни на квантификација.
