5.3.2 Foldit

Foldit je prekrasan otvoren poziv jer omogućava ne-stručnjacima da učestvuju na način koji je zabavno.

Netflix nagradu, dok evokativnim i jasno, ne ilustriraju čitav niz projekata otvorenog poziva. Na primjer, u Netflix nagradu većina ozbiljnih učesnici su imali godina treninga u statistici i mašinsko učenje. Ali, projekti otvoreni poziv da se uključe učesnike koji nemaju formalno obrazovanje, kao što je ilustruje Foldit, proteina sklapanje igra.

Protein sklapanje je proces kroz koji lanac aminokiselina poprima svoj oblik. Uz bolje razumijevanje ovog procesa, biolozi mogli dizajnirati proteina sa specifičnim oblicima koji se može koristiti kao lijek. Pojednostavljivanje dosta, proteini imaju tendenciju da se preseli u najniži konfiguraciju energije, konfiguraciju koja balansira različite guranja i povlači unutar proteina (slika 5.7). Dakle, ako je istraživač želi da predvidi šta obliku u kojem je protein će saviti, rješenje zvuči jednostavno: samo pokušati sve moguće konfiguracije, izračunati svoju energiju, a predviđaju da će protein saviti u najniži konfiguraciju energije. Na žalost, ovo brute force pristup koji uključuje pokušavaju sve moguće konfiguracije je računski nemoguće jer postoje milijarde i milijarde potencijalnih konfiguracije. Čak i sa najmoćnijih kompjutera dostupan danas-i u doglednoj budućnosti brute force se jednostavno ne ide na posao. Stoga, biolozi su razvili mnoge pametan algoritme za efikasno traženje za najnižu konfiguraciju energije. Ali, bez obzira na ogromne količine znanstvenih i računarske truda, ovi algoritmi su još uvijek daleko od savršenog.

Slika 5.7: Protein sklapanje. Slika je nastala i stavljen u javno vlasništvo od strane DrKjaergaard. Izvor: Wikimedia Commons.

Slika 5.7: Protein sklapanje. Slika je nastala i stavljen u javno vlasništvo od strane "DrKjaergaard". Izvor: Wikimedia Commons .

David Baker i njegova istraživačka grupa na Sveučilištu u Washingtonu su bili dio zajednice naučnika koji rade na razvoju bolje računarske pristupa proteina sklapanje. Da biste pratili šta se dešava dok su njihovi algoritmi su lomljenja daleko, Baker i njegova grupa povremeno gledanje screen-saver koji vizualizirana napredak svoje algoritme. Dok gledate ove vizualizacije, Baker je počeo da se pita da li bi bilo moguće za ljude da pomognu u tom procesu, i tako je počela Foldit, kreativan i prekrasan otvoren poziv (Hand 2010) .

Foldit pretvara proces proteina sklapanje u igra koja se može igrati bilo ko. Iz perspektive igrača, čini Foldit kao puzzle (Slika 5.8). Igrači su predstavljene sa trodimenzionalnu klupko strukture proteina i mogu obavljati Operacije- "štipanje", "Wiggle", "Ponovna izgradnja" To promijeniti svoj oblik. Izvođenjem ovih operacija igrača promijeniti oblik proteina, što povećava ili smanjuje njihov rezultat. Kritički je rezultat se izračunava na osnovu energetski nivo trenutne konfiguracije; niže energije konfiguracije rezultirati većim rezultatima. Drugim riječima, rezultat pomaže voditi igrače kao što tražiti niskoenergetske konfiguracije. Ova igra je moguće samo zato što baš kao predviđanje ocjena filma u Netflix nagradu proteina sklapanje je i situacija u kojoj je lakše provjeriti rješenja nego stvaraju ih.

Slika 5.8: Game ekran za Foldit.

Slika 5.8: Game ekran za Foldit.

Foldit je elegantan dizajn omogućava igračima sa malo formalnog znanja biohemije da se takmiče sa najboljim algoritama dizajniran od strane stručnjaka. Dok većina igrača nije posebno dobar u zadatak, postoji nekoliko igrača i malih timova igrača koji su izuzetne. U stvari, u head-to-head konkurenciju za predviđanje strukture 10 specifičnih proteina, igrači Foldit bili u stanju da savlada stanje-of-the-art proteina sklapanje algoritama pet puta (Cooper et al. 2010) .

Foldit i Netflix nagrade su različiti na mnogo načina, ali su oboje uključuju otvorene pozive za rješenja koja su lakše provjeriti nego stvaraju. Sada ćemo vidjeti istu strukturu u još jedan vrlo različite postavke: zakon patent. Ovaj konačni primjer problema otvorenog poziva pokazuje da se može koristiti u postavke koje nisu očito podložni kvantifikacije.