5.3.2 Foldit

Foldit ўяўляе сабой бялок , згортванне гульня , якая дазваляе не-экспертаў для ўдзелу ў шляху , які з'яўляецца забавай.

Netflix Prize, у той час як успаміны і ясна, ня ілюструе поўны спектр адкрытых праектаў выклікаў. Напрыклад, у Netflix Prize большасць сур'ёзных удзельнікаў былі гады навучання ў галіне статыстыкі і машыннага навучання. Але, праекты з адкрытым выклікам можа таксама ўключаць удзельнікаў, якія не маюць ніякага фармальнага навучання, як гэта было праілюстравана Foldit, бялкова-складаны гульні.

Бялок складванне ўяўляе сабой працэс, з дапамогай якога ланцуг амінакіслот займае ад яго формы. З лепшым разуменнем гэтага працэсу, біёлагі маглі б распрацаваць бялкі з пэўнымі формамі, якія могуць быць выкарыстаны ў якасці лекавых сродкаў. Спрашчаючы зусім няшмат, вавёркі, як правіла, каб перайсці да іх канфігурацыі з найменшай энергіяй, канфігурацыі, якая ўраўнаважвае розныя штуршкі і выцягвае ўнутры бялку (малюнак 5.7). Так, калі даследчык хоча прадказаць форму, у якую вавёркі скінуць, рашэнне гучыць проста: паспрабаваць усе магчымыя канфігурацыі, разлічыць свае сілы, і прадказаць, што бялок згорнецца ў канфігурацыю з наималейшей энергіяй. На жаль, спрабуючы усе магчымыя канфігурацыі вылічальная немагчыма, таму што ёсць мільярды і мільярды патэнцыйных канфігурацый. Нават пры самых магутных кампутараў, даступных сёння, і ў агляднай будучыні, грубай сілы проста не будзе працаваць. Такім чынам, біёлагі распрацавалі шмат разумных алгарытмаў для эфектыўнага пошуку канфігурацыі з найменшай энергіяй. Але, нягледзячы на ​​велізарную колькасць навуковых і вылічальных намаганняў, гэтыя алгарытмы ўсё яшчэ далёкія ад дасканаласці.

Малюнак 5.7: Бялок складання. Малюнак прадастаўлена DrKjaergaard / Wikimedia Commons.

Малюнак 5.7: Бялок складання. Малюнак прадастаўлена «DrKjaergaard» / Wikimedia Commons .

Дэвід Бэйкер і яго даследчая група ў Універсітэце штата Вашынгтон былі часткай супольнасці навукоўцаў, якія працуюць над стварэннем вылічальных падыходаў да згортвання бялку. У адным праекце, Бэйкер і яго калегі распрацавалі сістэму, якая дазволіла добраахвотнікам ахвяраваць невыкарыстоўваемую час на іх кампутарах, каб дапамагчы бялку мадэлявання складання. У сваю чаргу, добраахвотнікі маглі назіраць застаўку з указаннем згортванне бялкоў, што адбывалася на іх кампутары. Некаторыя з гэтых добраахвотнікаў пісаў Бэйкер і яго калегі кажуць, што яны думкі, што яны маглі б палепшыць на прадукцыйнасць кампутара, калі яны маглі б удзельнічаць у разліку. І такім чынам пачаў Foldit (Hand 2010) .

Foldit ператварае працэс згортвання бялку ў гульню, якая можа быць прайграная любым. З пункту гледжання гульца, Foldit, як уяўляецца, галаваломка (малюнак 5.8). Гульцы прадстаўленыя трохмерны перапляценне структуры бялку і могуць выконваць ажыццяўленне аперацый "налада», «калыханне», «аднавіць», то змяніць яго форму. Пры выкананні гэтых аперацый гульцы змяніць форму бялку, які ў сваю чаргу павялічвае або памяншае іх кошт. Крытычна, ацэнка вылічаецца на аснове ўзроўню энергіі бягучай канфігурацыі; Канфігурацыі з больш нізкай энергіяй прыводзяць да больш высокім балам. Іншымі словамі, ацэнка дапамагае накіроўваць гульцоў, паколькі яны шукаюць канфігурацый нізкаэнергетычных. Гэтая гульня магчымая толькі таму, як і прадказвалі рэйтынгі фільмаў у прэміі згортвання бялку Netflix таксама сітуацыя, калі лягчэй праверыць рашэння, чым ствараць іх.

Малюнак 5.8: Экран гульні для Foldit. Прайграваецца з дазволу http://www.fold.it.

Малюнак 5.8: Экран гульні для Foldit. Прайграваецца з дазволу http://www.fold.it.

Элегантны дызайн Foldit ў дазваляе гульцам з невялікім колькасцю фармальных ведаў у галіне біяхіміі, каб канкураваць з лепшымі алгарытмамі, распрацаваных спецыялістамі. У той час як большасць гульцоў не асабліва добрыя ў задачы, ёсць некалькі асобных гульцоў і невялікія групы гульцоў, якія з'яўляюцца выключнымі. На самай справе, у канкурэнцыі галава да галавы паміж гульцамі Foldit і дзяржавай у самых сучасных алгарытмаў, гульцы стварылі лепшыя рашэнні для 5 з 10 бялкоў (Cooper et al. 2010) і (Cooper et al. 2010) , (Cooper et al. 2010) .

Foldit і прыз Netflix адрозніваецца ў многіх адносінах, але яны абодва ўключаюць адкрытыя заклікі рашэнняў, якія лягчэй праверыць, чым генераваць. Зараз, мы ўбачым тую ж структуру, у яшчэ адным вельмі розныя налады: патэнтнага права. Гэты апошні прыклад задачы адкрытага выкліку паказвае, што гэты падыход можа быць выкарыстаны ва ўмовах, якія, відавочна, не паддаюцца колькаснай ацэнцы.