5.3.2 Фолдит

Фолдит је игра са преплетањем протеина која омогућава не-стручњацима да учествују на начин који је забаван.

Награда Нетфлика, иако евокативна и јасна, не илуструје читав низ пројеката отворених позива. На пример, у Нетфликовој награди већина озбиљних учесника имала је године обуке у статистици и машинском учењу. Међутим, пројекти отвореног позива могу укључити и учеснике који немају формалну обуку, као што је илустровано Фолдит-ом, преклопна игра.

Проклизавање протеина је процес кроз који ланац амино киселина преузима свој облик. Са бољим разумевањем овог процеса, биолози могу дизајнирати протеине са специфичним облицима који се могу користити као лекови. Поједноставши мало, протеини се прелажу на своју најнижу енергетску конфигурацију, конфигурацију која балансира различите гужве и повлачи унутар протеина (слика 5.7). Дакле, ако истраживач жели да предвиди облик у који ће протеина преклапати, решење звучи једноставно: само пробајте све могуће конфигурације, израчунајте њихове енергије и предвидите да ће протеина преклопити у најнижу енергетску конфигурацију. Нажалост, покушавање свих могућих конфигурација је рачунско немогуће јер постоје милијарде и милијарде потенцијалних конфигурација. Чак и са најмоћнијим компјутерима доступним данас - иу догледној будућности - бруте силе једноставно неће радити. Према томе, биолози су развили многе паметне алгоритме како би ефикасно тражили најнижу енергетску конфигурацију. Али, упркос великим количинама научних и рачунских напора, ови алгоритми су и даље далеко од савршенства.

Слика 5.7: Прекидање протеина. Имаге цоуртеси оф ДрКјаергаард / Викимедиа Цоммонс.

Слика 5.7: Прекидање протеина. Имаге цоуртеси оф "ДрКјаергаард" / Викимедиа Цоммонс .

Давид Бакер и његова истраживачка група на Универзитету у Вашингтону били су део заједнице научника који су радили на креирању рачунских приступа преклапању протеина. У једном пројекту, Бакер и колеге су развили систем који је омогућио волонтерима да донирају неискоришћено време на својим компјутерима како би помогли у преклапању симулације протеина. Заузврат, волонтери су могли да гледају скринсејвер који показује преклапање протеина које се дешавало на њиховом рачунару. Неколико од тих добровољаца писало је Бакеру и колегама који су рекли да мисле да би могли побољшати перформансе рачунара ако би били могли да се укључе у израчунавање. И тако је започео Фолдит (Hand 2010) .

Фолдит претвара процес уклањања протеина у игру коју може играти било ко. Из перспективе играча, чини се да је Фолдит слагалица (слика 5.8). Играчи су представљени тродимензионалним танглеом структуре протеина и могу обављати операције - "твеак", "виггле", "ребуилд" - који мења свој облик. Извођењем ових операција играчи мењају облик протеина, који заузврат повећава или смањује њихов резултат. Критично, оцена се израчунава на основу нивоа енергије тренутне конфигурације; конфигурације ниже енергије резултирају вишим оцјенама. Другим речима, резултат помаже играчима у тражењу ниских енергетских конфигурација. Ова игра је могућа само зато што - као што је и предвиђање рејтинга филмова у склопу Нетфлик награде-протеина такође је ситуација у којој је лакше провјерити рјешења него их генерирати.

Слика 5.8: Игра екрана за Фолдит. Поновљено уз дозволу од хттп://ввв.фолд.ит.

Слика 5.8: Игра екрана за Фолдит. Поновљено уз дозволу од хттп://ввв.фолд.ит.

Фолдитов елегантни дизајн омогућава играчима са мало формалног знања о биокемији да се такмиче са најбољим алгоритмима дизајнираним од стране стручњака. Иако већина играча није нарочито добра у задатку, постоји неколико појединачних играча и мали играчи који су изузетни. Заправо, у конкуренцији између главе и главе између Фолдит играча и најсавременијих алгоритама, играчи су створили боља решења за 5 од 10 протеина (Cooper et al. 2010) .

Фолдит и Нетфлик награда су различити на различите начине, али оба укључују отворене позиве за решења која су лакша за проверу него за генерисање. Сада ћемо видети исту структуру у још једном другачијем окружењу: патентни закон. Овај коначни примјер проблема отвореног позива показује да се овај приступ може користити иу поставкама које нису очигледно подложне квантификацији.