5.3.2 Foldit
Foldit este un joc pliabil de proteine care permite non-experților să participe într-un mod care este distractiv.
Premiul Netflix, în timp ce este evocator și clar, nu ilustrează întreaga gamă de proiecte de apeluri deschise. De exemplu, în premiul Netflix, majoritatea participanților serioși au avut ani de instruire în domeniul statisticii și al învățării în mașină. Dar, proiectele de apel deschise pot implica și participanți care nu au pregătire formală, așa cum a fost ilustrat de Foldit, un joc pliabil de proteine.
Pliarea proteinelor este procesul prin care un lanț de aminoacizi își ia forma. Cu o mai buna intelegere a acestui proces, biologii ar putea proiecta proteine cu forme specifice care ar putea fi folosite ca medicamente. Simplificând destul de puțin, proteinele tind să se deplaseze la cea mai mică configurație a energiei, o configurație care echilibrează diferitele împingeri și trage în interiorul proteinei (figura 5.7). Deci, dacă un cercetător dorește să prezică forma în care o proteină se va arunca, soluția va fi simplă: încercați doar toate configurațiile posibile, calculați energiile și previzionați că proteina va fi pusă în configurația cu cea mai mică energie. Din păcate, încercarea tuturor configurațiilor posibile este imposibilă din punct de vedere computațional, deoarece există miliarde și miliarde de configurații potențiale. Chiar și cu cele mai puternice computere disponibile astăzi - și în viitorul apropiat - forța bruta nu va funcționa. Prin urmare, biologii au dezvoltat mulți algoritmi inteligenți pentru a căuta în mod eficient configurația cu cea mai mică energie. Dar, în ciuda eforturilor științifice și computaționale, aceste algoritmi sunt încă departe de a fi perfecte.
Figura 5.7: Plierea proteinei. Imagine de la "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .
David Baker si grupul sau de cercetare de la Universitatea din Washington au facut parte din comunitatea de oameni de stiinta care lucreaza pentru a crea abordari computaționale pentru plierea proteinelor. Într-un proiect, Baker și colegii lui au dezvoltat un sistem care le-a permis voluntarilor să doneze timp neutilizat pe computerele lor pentru a ajuta la plierea proteinelor simulate. În schimb, voluntarii puteau urmări un screensaver care arăta plierea proteinei care se întâmplase pe calculatorul lor. Câțiva dintre acești voluntari au scris lui Baker și colegilor săi spunând că ei credeau că ar putea îmbunătăți performanța computerului dacă s-ar putea implica în calcul. Și astfel a început Foldit (Hand 2010) .
Foldit transformă procesul de pliere a proteinelor într-un joc care poate fi jucat de oricine. Din perspectiva jucătorului, Foldit pare să fie un puzzle (figura 5.8). Jucătorii sunt prezenți într-o încurcătură tridimensională a structurii proteice și pot efectua operațiuni - "tweak", "wiggle", "rebuild" - care își schimbă forma. Prin efectuarea acestor operațiuni, jucătorii modifică forma proteinei, care la rândul ei crește sau scade scorul. Critic, scorul este calculat pe baza nivelului de energie al configurației curente; configurațiile cu consum redus de energie generează scoruri mai mari. Cu alte cuvinte, scorul ajută ghidul jucătorilor în căutarea unor configurații cu consum redus de energie. Acest joc este posibil numai pentru că, la fel ca și prezicerea ratingurilor filmului în pliul de proteine Netflix, este de asemenea o situație în care este mai ușor să verificați soluțiile decât să le generați.
Figura 5.8: Ecran de joc pentru Foldit. Reprodus cu permisiunea de la http://www.fold.it.
Designul elegant al Foldit permite jucătorilor cu cunoștințe formale de biochimie să concureze cu cei mai buni algoritmi proiectați de experți. În timp ce majoritatea jucătorilor nu sunt deosebit de buni la această activitate, există câțiva jucători individuali și mici echipe de jucători care sunt excepționali. De fapt, într-o competiție cap-la-cap între jucători Foldit și algoritmi de ultimă generație, jucătorii au creat soluții mai bune pentru 5 din 10 proteine (Cooper et al. 2010) .
Foldit și premiul Netflix sunt diferite în multe feluri, dar ambele implică apeluri deschise pentru soluții mai ușor de verificat decât de generare. Acum, vom vedea aceeași structură într-un alt cadru foarte diferit: legea brevetelor. Acest exemplu final al unei probleme de apel deschis arată că această abordare poate fi de asemenea utilizată în setări care nu sunt în mod evident receptive la cuantificare.
