斯坦福大学的研究人员想要更多的电子游戏——用于科学研究

斯坦福大学的研究人员Rhiju Das和Ingmar Riedel-Kruse喜欢玩游戏。具体地说,他们是科学发现游戏的拥护者——这些游戏的设计目的是让任何人都能玩,并且在这样做的过程中,有助于解决科学中最难的问题。

Rhiju Das, left, and Ingmar Riedel-Kruse

Rhiju Das(左)和Ingmar Riedel-Kruse开发了一款科学发现游戏,并鼓励人们使用这类游戏来扩展生物医学研究。(图片来源:洛杉矶·西塞罗)

达斯说:“这种科学发现游戏的模式可能听起来很愚蠢或牵强附会,但在过去10年里,it’在几个不同的学科中带来了重要的科学发现。”“我们希望更多的人玩游戏,更多的人创造这些游戏,更多的人意识到这是一种合法的发现模式。”

Das和Riedel-Kruse都开发了自己的游戏。Das是生物化学副教授,他开发了一款名为Eterna的在线益智游戏,玩家可以在游戏中为基于rna的药物设计分子。埃特纳拥有超过20万名球员。这些非专家已经开始撰写他们自己的同行评议稿,并在斯坦福组织了他们自己的年度永恒大会。

Riedel-Kruse专注于教育类游戏。在这个领域,他开发了一种生物游戏,人们可以与活细胞进行有趣的互动,比如一场人们与寻光微生物踢足球的游戏。

作为他们为7月20日出版的《生物医学数据科学年度评论》(Annual review of Biomedical Data Science)撰写的一篇评论的一部分,他们估计在过去十年中已经开发了大约十几个这样的游戏。

“这些游戏在科学的基础上添加了有趣的一面,这增加了动机,也可以是教育性的,”Riedel-Kruse说。“这也是一扇窗,让我们了解科学是如何真正发挥作用的——专业科学家充满好奇心,他们会玩弄各种想法。”Riedel-Kruse最近加入了亚利桑那大学的教师队伍。

把科学带给人民

在他们的综述中,Das和Riedel-Kruse将科学发现游戏的起源追溯到19世纪,追溯到依靠志愿者的早期鸟类调查工作,这是一种现在被称为公民科学的科学。他们还认为,在线众包工作(以维基百科和亚马逊土耳其机械公司为例)和视频游戏为科学发现游戏奠定了基础。

大多数专家认为Foldit是第一款科学发现游戏。这款在线益智游戏由华盛顿大学(University of Washington)的研究人员于2008年开发,要求玩家在给定特定规则和工具的情况下,尽可能完美地折叠蛋白质。与许多此类游戏一样,它让玩家参与到一台超级计算机中,同时运行多个谜题——但它的优势是,玩家拥有人类细致入微的推理技能和适应性。Foldit背后的研究人员研究高得分的解决方案,看看玩家是否创造了新的蛋白质结构。2011年,研究人员首次解决了参与类hiv逆转录病毒复制的酶的结构。

基于同样的思路,Das和Riedel-Kruse都在致力于将熟练的游戏玩法转化为实验室的成功。通过使用Eterna, Das和他的实验室在试管中测试了玩家生成的解决方案,并将这些结果用于进一步研究和奖励游戏中的玩家。在未来,Das希望他们不仅能在试管中进行这些实验室实验,还能在Eterna玩家的指导下,用活细胞进行实验。Riedel-Kruse对远程在线控制的机器人生物实验室进行了研究,并看到了将这些系统集成到一起以实现实时实验室科学发现游戏的可能性。他还在研究如何修改他的生物游戏,使之适合在线游戏。

达斯说:“让我兴奋的是,我正在尝试创造包含其他实验模式的下一代科学发现游戏。”“你可以想象基础生物学研究的几乎所有其他方面,比如分子的电子显微镜或与细胞的实时互动,成为游戏的一部分,并导致新药物的发明。”

与实验室实验紧密结合的科学发现游戏可以达到双重目的:让人们熟悉实验室里发生的事情,同时从更多样化的人群中获得想法。

Riedel-Kruse说:“人类的创造力远远超过了传统科学界所拥有的创造力。”“大量的人可以通过规模做出巨大的智力贡献。此外,我们也有这样的例子:在大学之外,每千分之一或百万分之一的人发现了我们其他人错过的东西。”

游戏也是科学

考虑到科学发现游戏是如何发展和演变的,Das和Riedel-Kruse都渴望将它们推向更远。他们想要玩和创造这些游戏变得更简单,这样更多的人就可以为他们做出贡献。由于到目前为止,这些游戏中的大多数都是谜题,他们看到了扩展到其他类型的视频和电脑游戏的潜力。

达斯说:“有些游戏你可以组队,探索世界,进行战斗,还有实时战略游戏,比如《星际争霸》。”“还有很多类型的游戏尚未被用于科学探索游戏。”

这些研究人员还指出,不仅需要通过科学发现游戏,而且需要对这些项目本身进行研究。目前还没有关于这些游戏如何影响和教育玩家,设计它们的最佳方式,以及基于人群创造力为真人制作医疗服务的道德规范的研究。

无论他们下一步采取什么方向,Das和Riedel-Kruse的目标都是实现一个高于其他所有目标的目标:将游戏的进化作为严肃科学的潜在强大途径。

Das和Riedel-Kruse都是Stanford Bio-X的成员。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.stanford.edu/2019/07/21/contributing-science-games/