Поиск раковых клеток, модификация РНК и изучение бактерий

Как пользователи помогают исследователям с помощью гражданско-научных игр.

Редакция DTF подготовила перевод материала, в котором разработчик Клэр Баэрт (Claire Baert) описала виды гражданско-научных игр (citizen science games) и подходы к их разработке.

Определение и классификация

Гражданско-научные игры — это проекты, в которых игроки помогают решать научные проблемы через геймплей. Профессор Кэрен Шриер (Karen Schrier) в своей книге «Научные игры» (Knowledge games) предложила первую классификацию этого вида игр.

Цель первого типа гражданско-научных проектов — собирать информацию об игроках. Они предлагают разным пользователям решать одни и те же задачи и собирают статистические данные о том, какой выбор делают игроки, как быстро, как они интерпретируют показанные им изображения.

Например, в Apetopia игроки должны выбирать, через какие ворота проходить, в зависимости от их цвета. Решения записываются и обрабатываются нейросетью, которая помогает ученым лучше понять, как люди воспринимают цвета.

Гражданско-научные игры второго типа представляют сложные вычислительные задачи в упрощенной форме. Игроки находят решение, помогая ученым справляться с проблемами, на борьбу с которыми могли бы уйти десятилетия.

В частности, Quantum Moves пользователи помогают оптимизировать квантовые компьютеры, передвигая по экрану волну. В Foldit игроки занимаются фолдингом белка, помогая биологам найти лучшие варианты их структуры.

Казуальные и хардкорные

Некоторые гражданско-научные игры могут быть очень сложными: требовать внушительного багажа знаний или предлагать задачи, на решение которых требуются долгие часы.

Например, в EteRNA, в которой нужно складывать молекулы РНК, регулярно появляются новые уровни, но чтобы добраться до них, новичок должен пройти 120 головоломок и заработать десять инструментов. На это может потребоваться несколько недель.

Но бывают и проекты, более дружелюбные к новым игрокам. Справившись с минутным обучением в мобильной Colony B, пользователь приступает к рисованию кругов вокруг скоплений бактерий. Информация об этих скоплениях позволяет ученым узнать больше о том, как связан микробиом человека с его болезнями. Внести свой вклад в исследование могут даже те игроки, которые впервые запустили приложение.

От подопытных до экспертов

Пользователи в гражданско-научных играх выступают в роли либо подопытных, либо ученых. В Sea Hero Quest игроки генерируют огромное количество данных об умственных процессах человека во время ориентирования в пространстве, что помогает разрабатывать тесты на определение деменции.

А в Stall Catchers игроки не генерируют, но анализируют информацию. Они ищут закупоренные кровеносные сосуды в мозге. Находя их, пользователи помогают изучать болезнь Альцгеймера.

В Reverse The Odds игроки рассматривают раковые клетки, содействуя исследованиям, призванным определить лучшие процедуры для разных случаев болезни. Эту работу можно было бы выполнить и в лабораториях, но она заняла бы огромное количество времени.

Игроки делают то же самое, что и мы. Они определяют, есть ли в образцах клетки опухоли, сколько из них находится на протеине, и насколько их наличие опасно.

В некоторых случаях игроки даже становятся экспертами в научной области проекта. Бенджамин Кип (Benjamin Keep), один из разработчиков EteRNA, рассказывает, что одной из задач в игре было создание молекул РНК, идентифицирующих туберкулез. Профессиональные исследователи в лаборатории не смогли реализовать исправно работающую молекулу, а игрокам это удалось.

Опыт волонтеров в изучении и интерпретации лабораторных данных, построении теории, создании компьютерных моделей приводит к появлению у них уникальной квалификации, смежной с познаниями профессиональных ученых.

Подходы к разработке

Соединить науку и игры можно тремя способами. Первый — разработать игру вокруг определенной проблемы. Геймплей в таком случае будет решать эту проблему. Второй — игрофицировать (gamificate) научную задачу. Тогда в проекте не будет геймплея как такового, но к проблеме будут добавлены элементы игры.

Наименее популярный подход — разделение игры и научной проблемы. Первой игрой, выполненной таким способом, является Reverse The Odds. В ней игрок должен помогать красочным существам, «оддсам» (Odds), выжить. Он может проходить мини-игры, развивать и улучшать место жительства существ.

Для всех действий игроку требуются зелья. Они восстанавливаются со временем, но их также можно зарабатывать, заходя в лабораторию и изучая образцы с раковыми клетками.

EVE Online

Все перечисленные выше игры бесплатны, их существование зависит от грантов, благотворительности, финансирования и дотаций. У ученых редко есть бюджеты на продвижение своих игр. Чаще всего их аудитория соответствует правилу 90-9-1, согласно которому, небольшой процент игроков делает большую часть работы.

Всё это сподвигло бизнесмена Аттилу Сзантнера (Attila Szantner) и его друга Бернарда Реваза (Bernard Revaz) создать компанию Massively Multiplayer Online Science (MMOS), чтобы соединить науку и мейнстримные игры.

Совместно с разработчиками EVE Online они запустили Project Discovery, который привлекает игроков к изучению научных данных. Это первый гражданско-научный проект, идеально интегрированный в успешную MMO-игру.

Пользователи EVE уже помогли создать миллионы научных классификаций, пользуясь теми же инструментами, что и астрономы в Женевском университете и биологи из Human Protein Atlas.