5.3.2 Foldit
Foldit je hra na skladanie bielkovín, ktorá umožňuje non-expertov zúčastňovať sa na zábavu.
Cena Netflix, zatiaľ čo je evokatívna a jasná, nezobrazuje celý rad projektov otvorených hovorov. Napríklad v cene Netflix väčšina vážnych účastníkov absolvovala roky školení v oblasti štatistiky a strojového učenia. Ale projekty otvorenej výzvy môžu zahŕňať aj účastníkov, ktorí nemajú formálny tréning, ako to dokázala Foldit, hra na skladanie bielkovín.
Zloženie bielkovín je proces, ktorým reťazec aminokyselín nadobúda svoj tvar. S lepším pochopením tohto procesu by biológovia mohli navrhnúť bielkoviny so špecifickými tvarmi, ktoré by mohli byť použité ako lieky. Zjednodušuje sa to pomerne málo, bielkoviny majú tendenciu prejsť na svoju najnižšiu energetickú konfiguráciu, konfiguráciu, ktorá vyrovnáva rôzne tlaky a ťahá do proteínu (obrázok 5.7). Ak teda výskumník chce predpovedať tvar, do ktorého sa bude bielkovina sklopiť, riešenie znie jednoducho: jednoducho vyskúšajte všetky možné konfigurácie, vypočítajte ich energiu a predpokladajte, že proteín sa preloží do najnižšej energetickej konfigurácie. Bohužiaľ, skúšanie všetkých možných konfigurácií je výpočtovo nemožné, pretože existujú miliardy a miliardy potenciálnych konfigurácií. Dokonca aj s najsilnejšími počítačmi, ktoré sú k dispozícii dnes - a v blízkej budúcnosti - hrubá sila práve nebude fungovať. Preto biológovia vyvinuli veľa šikovných algoritmov na efektívne vyhľadávanie najnižšej energetickej konfigurácie. Ale napriek obrovskému množstvu vedeckého a výpočtového úsilia sú tieto algoritmy ďaleko od dokonalosti.
Obrázok 5.7: Skladanie bielkovín. Obrázok so súhlasom "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .
David Baker a jeho výskumná skupina na univerzite vo Washingtone boli súčasťou spoločenstva vedcov, ktorí pracovali na vytváraní výpočtových prístupov k zloženiu bielkovín. V jednom projekte Baker a kolegovia vyvinuli systém, ktorý dovoľoval dobrovoľníkom darovať nepoužívaný čas na svojich počítačoch, aby pomohli pri simulácii zloženia bielkovín. Na oplátku sa dobrovoľníci mohli pozerať na šetrič obrazovky, ktorý zobrazuje zloženie bielkovín, ktoré sa deje na ich počítači. Niekoľko z týchto dobrovoľníkov napísal Bakerovi a kolegom, že si myslí, že by mohli zlepšiť výkonnosť počítača, ak by sa mohli zapojiť do výpočtu. A tak začala Foldit (Hand 2010) .
Foldit premenuje proces skladania bielkovín na hru, ktorú môže hrať niekto. Z pohľadu hráča sa Foldit javí ako hádanka (obrázok 5.8). Hráči sú prezentovaní s trojrozmerným spletencom štruktúry bielkovín a môžu vykonávať operácie - "vyladiť", "otáčať sa", "opätovne", ktoré menia svoj tvar. Týmito operáciami hráči zmenia tvar proteínu, čo zvyšuje alebo znižuje skóre. Kriticky sa skóre vypočíta na základe úrovne energie aktuálnej konfigurácie; nižšie energetické konfigurácie vedú k vyšším skóre. Inými slovami, skóre pomáha hráčom pri hľadaní nízkoenergetických konfigurácií. Táto hra je možná len preto, že - rovnako ako predpovedanie hodnotenia filmu v zložení Netflix-cena bielkovín je tiež situácia, v ktorej je jednoduchšie kontrolovať riešenia, ako generovať.
Obrázok 5.8: Obrazovka hry pre Foldit. Reprodukcia je povolená na adrese http://www.fold.it.
Elegantný dizajn Folditu umožňuje hráčom s malou formálnou znalosťou biochémie konkurovať najlepším algoritmom navrhnutým odborníkmi. Zatiaľ čo väčšina hráčov nie je v tejto úlohe mimoriadne dobrá, existuje niekoľko individuálnych hráčov a malých tímov hráčov, ktorí sú výnimoční. V skutočnosti v súťaži medzi hráčmi Folditu a najmodernejšími algoritmami hráči vytvorili lepšie riešenia pre 5 z 10 bielkovín (Cooper et al. 2010) .
Foldit a cena Netflix sa líšia mnohými spôsobmi, ale obe zahŕňajú otvorené výzvy na riešenia, ktoré sú ľahšie kontrolovateľné než generovanie. Teraz uvidíme rovnakú štruktúru v ešte ďalšom veľmi odlišnom prostredí: patentové právo. Tento konečný príklad otvoreného problému hovorov ukazuje, že tento prístup možno použiť aj v nastaveniach, ktoré nie sú zrejme kvantifikovateľné.
