Bit By Bit - Skep massasamewerking - 5.3.2 FoldIt
Foldit is 'n proteïenvou-spel wat nie-kundiges in staat stel om deel te neem op 'n manier wat pret is.
Die Netflix-prys, terwyl aanloklik en duidelik, illustreer nie die volle omvang van oproepprojekte nie. Byvoorbeeld, in die Netflix-prys het die meeste van die ernstige deelnemers jare lank opleiding in statistiek en masjienleer gehad. Maar, oproepprojekte kan ook deelnemers betrek wat geen formele opleiding het nie, soos deur Foldit, 'n proteïenvou-spel, geïllustreer.
Proteïen vou is die proses waardeur 'n ketting aminosure sy vorm aanneem. Met 'n beter begrip van hierdie proses kan bioloë proteïene ontwerp met spesifieke vorms wat as medisyne gebruik kan word. Eenvoudig vereenvoudig, proteïene is geneig om na hul laagste energie-opset te beweeg, 'n konfigurasie wat die verskillende stootbalke en trek binne die proteïen balanseer (figuur 5.7). Dus, as 'n navorser die vorm wil voorspel waarin 'n proteïen gaan vou, klink die oplossing eenvoudig: probeer net alle moontlike konfigurasies, bereken hul energie en voorspel dat die proteïen in die laagste energie-konfigurasie sal vou. Ongelukkig is probeer om alle moontlike konfigurasies berekenings onmoontlik omdat daar miljarde en miljarde potensiële konfigurasies is. Selfs met die mees kragtige rekenaars wat vandag beskikbaar is, en in die afsienbare toekoms, sal die brute krag net nie werk nie. Daarom het bioloë baie slim algoritmes ontwikkel om doeltreffend te soek na die laagste energie-konfigurasie. Maar ten spyte van groot hoeveelhede wetenskaplike en rekenaarwerk, is hierdie algoritmes nog ver van perfek.
Figuur 5.7: Proteïen vou. Beeld met vergunning van "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .
David Baker en sy navorsingsgroep aan die Universiteit van Washington was deel van die gemeenskap van wetenskaplikes wat die berekening van benaderings tot proteïenvouwerk bewerkstellig. In een projek het Baker en kollegas 'n stelsel ontwikkel wat vrywilligers toegelaat het om ongebruikte tyd op hul rekenaars te skenk om simulasie-proteïenvou te help. In ruil daarvoor kan die vrywilligers 'n screensaver kyk wat die proteïenvou wat op hul rekenaar gebeur, wys. Verskeie van hierdie vrywilligers het aan Baker en kollegas geskryf dat hulle gedagtes wat hulle kan verbeter op die rekenaar se prestasie as hulle kon betrokke raak by die berekening. En so begin Foldit (Hand 2010) .
Foldit maak die proses van proteïen vou in 'n speletjie wat deur enigiemand gespeel kan word. Uit die perspektief van die speler blyk Foldit 'n legkaart te wees (figuur 5.8). Spelers word aangebied met 'n driedimensionele wringkrag van proteïenstruktuur en kan operasies uitvoer - "tweak", "wiggle", "rebuild" - wat sy vorm verander. Deur hierdie bewerkings te doen, verander spelers die vorm van die proteïen, wat hul telling verhoog of verminder. Kritiek word die telling bereken op grond van die energievlak van die huidige konfigurasie; laer-energie konfigurasies lei tot hoër tellings. Met ander woorde, die telling help om die spelers te lei as hulle soek vir lae-energie-konfigurasies. Hierdie speletjie is slegs moontlik omdat-net soos om voorspellings van filmgraderings in die Netflix-prys-proteïenvou te voorspel, is dit ook makliker om oplossings na te gaan as om dit te genereer.
Figuur 5.8: Speleskerm vir Foldit. Herproduseer met toestemming van http://www.fold.it.
Foldit se elegante ontwerp stel spelers met min formele kennis van biochemie in staat om mee te ding met die beste algoritmes wat deur kundiges ontwerp is. Terwyl die meeste spelers nie besonder goed in die taak is nie, is daar 'n paar individuele spelers en klein spanne spelers wat uitsonderlik is. Trouens, in 'n kop-tot-kop kompetisie tussen Foldit-spelers en die nuutste algoritmes, het die spelers beter oplossings geskep vir 5 uit 10 proteïene (Cooper et al. 2010) .
Foldit en die Netflix-prys is op verskillende maniere verskillend, maar dit behels beide oop oproepe vir oplossings wat makliker is om te kontroleer as om te genereer. Nou sien ons dieselfde struktuur in nog 'n heel ander omgewing: patentreg. Hierdie finale voorbeeld van 'n oproep probleem toon dat hierdie benadering ook gebruik kan word in instellings wat nie duidelik kwantifiseerbaar is nie.