TechFusion.ruИгрыHomo Ludens 2.1: как любовь человека к играм может послужить науке

Homo Ludens 2.1: как любовь человека к играм может послужить науке

Слышали ли вы, что видеоигры разрушают психическое и физическое здоровье геймеров? О печальных последствиях азарта? И, конечно, о том, что делу время, а потехе час? Новые времена требуют новых компромиссов — и новых точек зрения


 

Пока ВОЗ строит планы по признанию зависимости от компьютерных игр психическим расстройством, методолог науки, аспирант ВШЭ Евгений Быков рассказывает, как массовая «игромания», направленная в нужное русло, приносит пользу науке и медицине.


Если вы устали от однообразных выпадов в адрес компьютерных игр за сцены жестокости и моральное разложение нации, вот куда более интересный пример критики: «Миллиарды «человеко-мозговых вычислительных петафлопс» ежедневно тратятся впустую на игры, не дающие никакого вклада в продвижение научного знания».

Кто это заявляет? Группа ученых из центра биоинформатики Университета Макгилла… которые продвигают свою собственную компьютерную игру, Phylo. В отличие от конкурентов, она использует наши петафлопс как надо: несколько тысяч человек решили более 150 тысяч паззлов, где требовалось переставлять нуклеотидные последовательности разных биологических видов.

На секунду: Phylo была анонсирована всего четверть века спустя после прорывного успеха «Тетриса», и ее результаты уже цитируются в научных публикациях. Компьютерные игры покидают свои «замкнутые» миры и смешиваются с нашим — но благодаря чему это происходит?

Медицина

via phylo.cs.mcgill.ca

Вот вы вращаете разноцветные фигурки из квадратов, чтобы они максимально плотно заполнили пространство. Ведете в бой армию орков. Подрываете танк противника или покупаете своему «симу» новую мебель. Что объединяет все эти действия? Компьютерные игры — коды, вычисляемые на наших персональных ЭВМ — предоставляют настоящую палитру виртуальностей. Ни одному из товаров прошлого не удавалось достичь столь высокой планки: вырвать нас из цепких объятий «здесь» и «сейчас». Впрочем, плата за интенсивность погружения (ее еще называют иммерсивностью) столь же высока, сколь и специфична: ресурсы нашего собственного сознания.

Виртуальность не означает «искусственность», как это часто стараются представить, противопоставляя ее «реальности». Это скорее «подложка», предшествующая восприятию чего-либо как реальности. Упрощая: компьютерные игры нравятся нам потому, что в своей основе они затрагивают те же психические механизмы, при помощи которых у людей складывается образ реального мира. Поисковая деятельность, повышение уровня (статуса), стратегическое мышление, наслаждение эстетикой и так далее — когда мозг занят этими задачами, для него компьютерная игра не менее реальна, чем многие другие вещи в жизни. Вспомните о детских играх, убрав слово «компьютерные», чтобы оценить важность игр как таковых.

Время — делу… и потехе

Остается лишь сделать небольшой шаг: элементы, которыми «играют» в компьютерной игре, могут быть связаны с теми же цифровыми моделями, которые используются в лаборатории для исследования самых настоящих объектов. Процесс такого разделения полномочий между учеными и «гражданскими учеными», добровольцами, любителями науки, получил название геймификация. Он происходит и в других областях нашей повседневности — тем чаще, чем «гуще» доступные цифровые сети.

Для крупных лабораторий и исследовательских центров геймификация еще недостаточно обкатана. Но первые результаты и публикации уже привлекли достаточно внимания. Интересно, что три довольно успешных проекта, куда ученые сумели вовлечь десятки тысяч пользователей — из области молекулярной биологии. Проект Foldit посвящен поиску наиболее оптимальных конфигураций свертки белков. EteRNA — задачам по складыванию нуклеотидов РНК в заданные последовательности. А уже упомянутый Phylo — перестановкам участков генома для последующего сравнения таксонов.

science

via fold.it

Самый показательный случай — успех игроков Foldit в 2011. Хотя база молекул белков (которые участники пытаются свернуть к конфигурации с минимальной энергией) поистине огромна, далеко не все из этих молекул находятся в статусе открытых научных проблем. В качестве эксперимента разработчики решили устроить «вброс», и предложили энтузиастам поломать голову — определить строение кристалла вируса, которое молекулярные биологи не могли установить уже 15 лет. Речь шла о ретровирусной протеазе M-PMV (у обезьян этот ретровирус вызывает СПИД).

На решение задачи было дано три недели. И краудсорсинг в действии проявил себя: когда у вас есть около 250 тысяч игроков, неожиданно оказывается, что задачу можно решить даже за десять дней вместо 21. Один из основных принципов Foldit — групповая работа и постоянный обмен удачными конфигурациями между участниками. Поэтому, хотя финальные шаги принадлежат всего трем игрокам (spvincent, grabhorn и mimi), они отклонили предложение войти в список соавторов в статье. Вместо этого они попросили ученых-разработчиков упомянуть игровые группы, в состав которых они входили: Void Crushers и Contenders.

Паззлы и квесты

Несколько другую схему взаимодействия демонстрирует игра EteRNA. Научным объектом, который моделируется в ней, являются уже не белки, а цепочки РНК. Причем представлены они в двумерном виде. Их надо сворачивать к заданной форме, заменяя нуклеотиды (четыре основания РНК, в игре — различных цветов). Игроку помогают два способа отображения молекулы: фактический — он показывает конфигурацию молекулы на текущий момент, и целевой — когда цепочка РНК сворачивается к нужному (в задаче) виду и подсвечивает, где нужны замены.

Игроки — а их уже почти 40 тысяч — голосуют за понравившиеся модели молекул РНК. Победителей голосования синтезируют в лаборатории, а потом сравнивают реальную конфигурации с расчетной моделью. Этой чести удостоилось более 300 соединений. Разработчики EteRNA намерены создать исчерпывающую базу правил для сверток РНК, чтобы, среди прочего, использовать эти молекулы как компоненты наноструктур.

RNA

via eternagame.org

Привлечение в научный проект тысяч участников (краудсорсинг) не ограничивается геймификацией. В поисках «прекрасных новых петафлопс», людям платят за просмотр изображений прямой кишки, чтобы они диагностировали, есть ли там полип или нет.

«Гражданских ученых» на чистом энтузиазме и без всяких игр привлекают помогать в каталогизации астрономических объектов (проект Galaxy Zoo). Или строить схему нейронных связей сетчатки (проект EyeWire). Наконец, несчастных добровольцев можно вынудить решать задачи по визуальному распознаванию, с которыми не справляется машинная обработка. Такие фрагменты текстов использует reCAPTCHA на многих сайтах.

Человек-игрок, ты не одинок

Но когда компьютерные игры становятся частью научных исследований, рождается кое-что, а вернее, кое-кто еще — и здесь таится самое интересное. Как только мощности человеческого мозга оказываются брошены на решение алгоритмических головоломок, «игроками» (т.е. теми, кто занят решением игровых задач) становятся не только люди.

В игру на равных правах вступает искусственный интеллект, учащийся собирать те же самые головоломки по наиболее удачным решениям пользователей! Начинается настоящая гонка взаимообучений — ведь как только ИИ усваивает стратегии игроков, он сам начинает производить для них более изощренные и точные задачи. Подобный подход, в частности, заложили в основу своего проекта разработчики Phylo.

Интеллектуальные ресурсы любителей компьютерных игр, самообучающихся компьютерных алгоритмов и ученых, разрабатывающих игры вместе с алгоритмами, перестают быть качественно отделены друг от друга — и этот процесс лишь усилится в ближайшем будущем. Мышление машин перестает быть непредставимым для нас, если мы заодно с ними ломаем голову над одними и теми же виртуальными объектами. Процесс познания становится в буквальном смысле распределенным: одни достижения надстраиваются над другими.

Игра

via pixabay.com

Так, успех проекта Foldit, где задачу сообща решали игроки, не состоялся бы без результатов предшествующего проекта Rosetta@Home — сети распределенных вычислений (в рамках проекта BOINC), где сверткой белков занимались… центральные процессоры сотен тысяч компьютеров по всему миру! Фактически люди отдавали свободные мощности своих машин, чтобы те решали задачи по поиску оптимальных конфигураций.

Несколько лет спустя, когда алгоритмы показали свою эффективность, эстафету приняли игроки-люди. Но не за горами время куда более гибридных интеллектов. Так что не удивляйтесь, если в один прекрасный день обнаружите себя соавтором какой-нибудь научной статьи. Наравне с ИИ, нейросетью крысы, десятком ученых и сотней других «гражданских ученых» самого различного происхождения.

Фото на обложке: PixaBay.com