5.3.2 Foldit
Foldit je protein-folding igra koja omogućuje ne-stručnjacima da sudjeluju na način koji je zabavan.
Nagrada Netflix, dok je uzbudljiva i jasna, ne ilustrira cijeli niz projekata otvorenih poziva. Na primjer, u nagradi Netflix većina ozbiljnih sudionika imala je godina treniranja u statistici i strojnom učenju. No, projekti otvorenih poziva mogu uključivati i sudionike koji nemaju formalnu obuku, kao što je ilustriralo i Foldit, igra koja se proteže u bjelančevinama.
Protein presavijanje je proces kroz koji lanac aminokiselina ima svoj oblik. S boljim razumijevanjem tog procesa biolozi bi mogli oblikovati proteine s određenim oblicima koji bi se mogli koristiti kao lijekovi. Pojednostavljujući se prilično malo, bjelančevine se kreću prema najnižoj energetskoj konfiguraciji, konfiguraciji koja balansira različite gurke i povlači se unutar proteina (slika 5.7). Dakle, ako istraživač želi predvidjeti oblik u kojem će se protein baciti, rješenje zvuči jednostavno: samo pokušajte sve moguće konfiguracije, izračunajte njihove energije i predvidite da će se protein baciti u najnižu energetsku konfiguraciju. Nažalost, pokušavanje svih mogućih konfiguracija računalno je nemoguće jer postoje milijarde i milijarde potencijalnih konfiguracija. Čak i sa najmoćnijim računalima dostupnim danas - iu predvidivoj budućnosti - brutalna sila jednostavno neće raditi. Stoga biolozi razvili su mnoge pametne algoritme kako bi učinkovito tražili najnižu energetsku konfiguraciju. Ali, unatoč ogromnim količinama znanstvenih i računalnih napora, ti algoritmi još uvijek nisu savršeni.
Slika 5.7: Presavijanje proteina. Slika ljubaznošću "DrKjaergaard" / Wikimedija Commons .
David Baker i njegova istraživačka skupina na Sveučilištu u Washingtonu bili su dio zajednice znanstvenika koji rade na stvaranju računalnih pristupa prijelazu proteina. U jednom projektu, Baker i njegovi kolege razvili su sustav koji je omogućio volonterima da daju neiskorišteno vrijeme na svojim računalima kako bi pomogli simulacijskoj skupljanju proteina. Za uzvrat, volonteri su mogli gledati čuvar zaslona koji prikazuje presavijanje proteina koji se dogodio na računalu. Neki od tih dobrovoljaca pisao su Bakeru i kolegama govoreći kako misle da bi mogli poboljšati performanse računala ako bi se mogli uključiti u izračun. I tako je započeo Foldit (Hand 2010) .
Foldit okreće proces proteinskog preklapanja u igri koju može svirati bilo tko. Iz perspektive igrača, čini se da je Foldit zagonetka (slika 5.8). Igrači su predstavljeni trodimenzionalnim zamršenjem proteinske strukture i mogu obavljati operacije - "ugađanje", "šminkanje", "obnova" - koje mijenjaju oblik. Izvođenjem ovih operacija igrači mijenjaju oblik proteina, što zauzvrat povećava ili smanjuje svoj rezultat. Kritički, rezultat se izračunava na temelju energetske razine trenutne konfiguracije; niže energetske konfiguracije rezultiraju višim rezultatima. Drugim riječima, rezultat pomaže u vođenju igrača dok traže niskoenergetske konfiguracije. Ova je igra jedina moguća jer - baš kao i predviđanje ocjena filma u sklopu nagrade Netflix - proteina također je situacija u kojoj je lakše provjeriti rješenja nego ih generirati.
Slika 5.8: Zaslon za igru za Foldit. Reproducira dopuštenje tvrtke http://www.fold.it.
Elegantan dizajn Foldita omogućuje igračima malog formalnog znanja o biokemiji da se natječu s najboljim algoritmima koje su osmislili stručnjaci. Iako većina igrača nije osobito dobra u zadatku, postoji nekoliko pojedinačnih igrača i male momčadi igrača koji su izuzetni. Zapravo, u natjecanju između igrača Foldit i najsuvremenijih algoritama, igrači su stvorili bolja rješenja za 5 od 10 proteina (Cooper et al. 2010) .
Foldit i Netflix nagrada su različiti na mnoge načine, ali oboje uključuju otvorene pozive za rješenja koja su lakše provjeriti nego generirati. Sada ćemo vidjeti istu strukturu u još jednom drugačijem okruženju: patentno pravo. Ovaj konačni primjer problema s otvorenim pozivom pokazuje da se ovaj pristup može koristiti i u postavkama koje se očigledno ne mogu kvantificirati.
