На прошлой неделе мне посчастливилось провести интервью с участниками проекта «Дискавери» из игры EVE Online. На нем были представители CCP Games, а также ученые и инженеры из разных уголков планеты, собравшиеся вместе для борьбы с пандемией COVID-19 путем привлечения десятков тысяч игроков.
Обращение к игрокам
Прежде всего, я хотел бы обратиться к игрокам EVE Online с просьбой. Если вы пользуетесь ботами или знаете лично тех, кто их использует — пожалуйста, не применяйте их для участия во внутриигровом проекте «Дискавери». Я не хочу осуждать вас или пытаться убеждать в неправильности использования ботов для игры. Но прошу не портить данные, необходимые для исследования. Этот проект не фейк — полученная информация действительно поможет спасти жизни людей. Причем, его данные будут актуальны и для любой следующей пандемии, которая рано или поздно опять произойдет. И если вас и ваших близких болезнь не тронула, подумайте о миллионах людей, для которых она стала трагедией.
О проекте «Дискавери»
Проект существует уже более пяти лет. Швейцарская компания MMO Science, специализирующаяся на геймификации научных данных совместно с CCP Games запустили его в 2015 году. Целью проекта было составление атласа человеческих белков — в течение двух лет «гражданские ученые» проанализировали более 33 миллиона снимков.
Далее игроки EVE Online в течение трех лет изучали данные, собранные телескопом COROT, пытаясь обнаружить экзопланеты. Здесь потрудились около 400 тысяч игроков, которые суммарно отправили почти 280 миллионов решений, часть из которых, к сожалению, была недействительна из-за ботов.
В третьем проекте начали изучать данные, которые были собраны проточными цитометрами, чтобы отследить влияние коронавируса COVID-19 на иммунную систему человека. Его запустили 15 июня 2020 года при финансовой поддержке фонда исследовательской программы Европейского Союза «Горизонт 2020» с участием ученых из разных концов мира и ведущего итальянского специалиста, доктора Андреа Коссарица, который сейчас находится на передовой борьбы со всемирной пандемией.
Интервью
В интервью принимали участие ученые:
Доктор Андреа Коссарица — профессор иммунологии Кильского университета, профессор патологии и заместитель декана в Университете Модены и Реджо-нель-Эмилии, президент ISAC.
Аттила Сантнер — соучредитель инициативы мультиплеерной науки Massively Multiplayer Online Science (MMOS).
Джером Вальдиспул — профессор канадского Университета Макгилла и британской Школы Компьютерных Наук в Университете Ноттингема, специалист по структурной биоинформатике и гражданским наукам.
Александр Бутяев — кандидат в области компьютерных наук, научный сотрудник и разработчик программного обеспечения в Университете Макгилла, главный программист и ассистент Джерома Вальдиспула.
Райан Бринкман — профессор медицинской генетики в канадском Университете Британской Колумбии.
А также разработчики из CCP Games:
Бергур Финнбогасон aka CCP Burger;
Дэвид Экер aka CCP Shreddy;
В начале апреля я брал интервью о втором квадранте «Затмение». В нем я спрашивал о возможности использования «вычислительной мощности» гражданских ученых EVE Online в рамках проекта Дискавери для помощи в борьбе с вирусом COVID-19. Наступила середина июня и проект уже запущен. Как это стало возможным?
Дэвид Экер aka CCP Shreddy: Как только идея была озвучена, мы сразу же сформировали новую проектную группу из трех команд. Мы прекрасно осознавали, что время тут играет очень важную роль и медлить нельзя.
Райан Бринкман: Да, проект стартовал невероятно быстро, и мы обожаем и ненавидим тебя за это, Дэвид! Мы все буквально горели или даже скорее проект был похож на неконтролируемый взрыв. Но нам удалось успешно его запустить.
Аттила Сантнер: От себя добавлю, что тут еще помогла работа с предыдущими проектами данного типа. У нас уже были готовы методы и процессы взаимодействия с CCP Games, умения стандартизировать данные, способ сбора результатов работы игроков, интерфейс для пользователей и многое другое. Труды, вложенные в предыдущие два проекта, сегодня однозначно окупились.
Джером Вальдиспул: И еще помогло то, что у нашего ведущего программиста Александра Бутяева были готовы некоторые наработки касательно обработки изображений и кластеризации. Все это сошлось в единое целое и позволило быстро исполнить задуманное.
Дэвид, как тебе удалось провернуть проект такого масштаба в столь сжатые сроки?
Дэвид Экер aka CCP Shreddy: Я в компании уже почти три года. Предыдущая моя работа была больше связана с контентом для игры, и проект Дискавери, конечно же, попадает в эту нишу. Мы понимали, что нам нужно запустить его с первой попытки и сделать все правильно. Моя команда как раз закончила большой проект и освободилась. Более того, некоторые люди до этого работали над предыдущими проектами Дискавери, так что было решено отдать этот проект мне. А я лишь добрал недостающих специалистов и доукомплектовал команду.
Итак Аттила, это уже твой третий совместный проект с CCP Games, правильно?
Аттила Сантнер: Да. Сама идея по привлечению игроков к науке появилась в 2014 году. Мы обратились к CCP Games и они сразу же заинтересовались. Меньше чем за год нам удалось запустить первый проект. На самом деле, это был своего рода прыжок веры. Никто до этого не занимался ничем подобным и мы не знали, каким же будет результат.
А сколько за эти пять лет было сделано и отправлено решений?
Аттила Сантнер: Более 300 миллионов решений на 400 тысяч участников. И даже несмотря на то, что мы видели некоторую активность ботоводов, результаты все равно впечатляющие.
Кстати говоря, играете ли вы сами в видеоигры? Можно ли назвать вас геймерами?
Аттила Сантнер: Я, как рожденный в 1973 году, конечно же, уже отношусь к поколению, выросшему на видеоиграх, и они стали частью моей жизни. У меня был Commodore 64. В EVE я играл, когда начали сотрудничество с CCP Games, чтобы лучше понимать игроков и общаться с ними на их языке.
Райан Бринкман: Я был подписан на журнал PC Gamer годами. Хайлайтом всего этого стал момент, когда PC Gamer освещал наш проект — я сказал себе: «Все, это пик моей карьеры!». Принимать в этом участие было круто.
Андреа Коссарица: Лет сорок назад я играл в Пакмана. Когда Райан связался со мной и рассказал о проекте, я был очарован игрой и идеей стать частью всего этого. И я благодарен CCP за данную возможность. Теперь в игре есть мой аватар, встречающий всех игроков. 
Джером Вальдиспул: Я тоже увлекаюсь в видеоиграми. Еще в институтские времена я всегда задавался вопросом: «как же обосновать причину, по которой я могу играть в видеоигры?». Я пытался найти какой-то полезный повод для этого. Думаю, что это и сподвигло нас работать над геймификацией науки. Кстати, до того, как начался карантин, мы с Алексом частенько играли в игры на большом экране прямо в лаборатории.
Александр Бутяев: Да, когда мы встретились с Джеромом для написания докторской диссертации, его первым вопросом было: «Играю ли я в игры?».
Из игрового обучения я понял, что игрокам предстоит работать с данными, собранными при помощи проточного цитометра. Им необходимо строить границы вокруг групп точек. Это же кластерный анализ?
Райан Бринкман: Да, все верно.
А расскажите побольше про проточный цитометр, что это за технология?
Райан Бринкман: Про проточный цитометр может рассказать Андреа, так как он — президент лидирующего международного сообщества по цитометрии ISAC.
Андреа Коссарица: В ISAC у нас несколько сотен участников из 44 стран. Как у ведущей организации в этой области, у нас есть контакты со множеством компаний, в том числе производящих оборудование, и мы создаем стандарты для анализа. На самом деле, для многих простых людей, да что уж говорить, даже врачей, проточная цитометрия — нечто малознакомое, хотя она с нами уже давно. К примеру, моя жена — врач. Как мы знаем, за врача выйдет замуж только другой врач хе-хе :) Так вот, даже она имеет весьма общее представление о том, как это работает. А ведь за таким анализом стоит целая армия людей, начиная от подготовки пациента для забора крови, и заканчивая настройкой и управлением оборудованием, софтом, анализом и т.д.
Как давно изобрели проточный цитометр и какова сфера его применения?
Андреа Коссарица: Он изобретен уже давно и благодаря ему в конце девяностых ученые нашли метод борьбы с некоторыми опухолями, при котором вместо непосредственной атаки на клетки опухоли были разработаны различные ингибиторы, помогающие моделировать поведение некоторых клеток иммунной системы человека. И это лишь один пример из множества.
Джером Вальдиспул: От себя добавлю, что когда Райан мне показал эти приборы, оказалось что они изобретены десятки лет назад. Но что примечательно, сегодня, благодаря новым технологиям (прим. редакции: имеются в виду технологии обработки данных) мы можем совершенно по-другому рассматривать изучение и лечение болезней. И такие проекты, как «Дискавери», открывают новые границы для науки.
Как именно проточный цитометр используется для работы с клетками крови пациентов, заболевших COVID-19?
Андреа Коссарица: Он показывает реакцию организма, точнее, его иммунной системы, на вирус. Это позволяет понять, какое лечение лучше подходит и вообще лучше разобраться в заболевании. Кстати говоря, проект «Дискавери» позволит бороться не только с конкретно этим вирусом, ведь он точно не последний в нашей истории. Так что, данные, полученные с этого проекта, пригодятся и в будущем. В частности, для создание эффективных вакцин. Каждая компания сейчас будет утверждать, что их вакцина лучше, и нужно иметь возможность измерять их эффективность. Игроки EVE Online помогут быстро проводить подобные анализы.
Райан Бринкман: Да, у каждого человека есть некий набор клеток иммунной системы, и пробы или маркеры проточного цитометра позволяют выделить каждую из них. Мы не знаем заранее, какая клетка или какая комбинация клеток борется с заболеванием или инфекцией. Или, используя терапию, какие клетки включаются в борьбу или наоборот — выключаются. Проводя такого рода анализ, мы сможем это увидеть. Тут речь не только о COVID-19, но и о ВИЧ, раке и многих других заболеваниях.
И как игроки помогают в анализе?
Райан Бринкман: Мы снимаем огромные многомерные объемы данных, которые даже представить сложно — у них 30-40 измерений, и сейчас ученые строят гипотезы и вручную смотрят сквозь все эти измерения, создавая своего рода путь. Для игроков мы разбили эти данные на простые двухмерные фрагменты. Игроки решают локальную мини-задачу, а мы потом с помощью специальных алгоритмов собираем картину обратно.
Как вы собираетесь использовать результаты полученные в рамках этого проекта?
Райан Бринкман: Уж точно будем майнить их еще несколько лет! На самом деле, во-первых, это поможет найти лекарство от COVID-19. Во-вторых, позволит улучшить алгоритмы для машинного обучения, которые смогут автоматически кластеризовать такого рода данные в будущем.
Я из личного опыта знаю, что компьютеры уже достаточно давно умеют кластеризовать данные. Почему на этот раз это не работает и почему люди оказались точней и быстрей?
Джером Вальдиспул: Тут своего рода гештальт, слишком много критериев: иногда важна концентрация точек, иногда форма, симметрия или общая организация. Вообщем, очень разнообразно. Алгоритмы хороши в 90% случаев, но все самое интересное находится в оставшихся 10%, которые нас и интересуют. Я думаю Алекс, как главный разработчик, сможет рассказать подробнее.
Александр Бутяев: На самом деле все очень просто. Представьте книгу рецептов приготовления пищи, где везде написано «добавьте соли по своему вкусу». Никто не пишет «добавьте две ложки соли» или «три с половиной». У каждого человека есть своё понимание «сколько правильно». С кластерами примерно тоже самое, нет точного мнения.
Райан Бринкман: С точки зрения алгоритма, настоящим челенджем стало то, что тут кластеры имеют огромное количество форм, и единая модель не сможет их все описать. Глаза человека — совершенно уникальный инструмент, мы учились искать паттерны в течение миллионов лет эволюции. Таким образом, на первом этапе мы покажем сотням тысяч людей эти данные, а потом результат отдадим машине для постройки моделей и последующей обработки новых подобных данных.
В игре иногда тестируют игроков на профпригодность, замеряя точность их ответов на заранее известных кластерах. Я заметил, что пока тесты весьма однообразны. Вы планируете их расширить?
Ryan Brinkman: Как я уже уговорил, у данных огромное количество измерений. Сейчас мы условно дали только первое, потом добавим следующее и т.д. Также данные поделены на четыре уровня сложности: легкие, средние, сложные и сверхсложные. Перед запуском в последний момент мы решили убрать последний уровень сложности — он вызывал фрустрацию у тестировщиков. Мы собираемся наблюдать, как идут дела, и пока не наказываем людей за ошибки.
Дэвид Экер aka CCP Shreddy: Да, сложность растет слишком быстро и мы решили пока убрать некоторые варианты. Мы хотим убедиться, что игроки готовы перейти к таким задачам, получив достаточно знаний на предыдущих уровнях сложности.
Джером Вальдиспул: Как Райан и говорил, это работа глаз и мозга. Чем больше и дольше ты будешь работать над поиском, тем лучше ты сможешь решать те задачи, которые ранее не делал. Опыт добавит точности.
А сколько вообще пациентов участвовали в создании образцов, которые мы сейчас изучаем в игре? И планируете ли вы добавить больше?
Андреа Коссарица: На данный момент пациентов около сотни, но важно отметить, что каждый из них сдавал кровь на различных стадиях болезни, чтобы мы получили более полную картину того, что происходило с иммунной системой человека на протяжении всего заболевания и после выздоровления. Есть еще несколько сотен замороженных образцов, которых хватит для множества различных исследований. Сейчас многие клиники готовят койки и для выздоровевших людей, у которых есть остаточные симптомы пневмонии. Они также помогут лучше понять, как готовиться к пандемии в следующий раз. Еще хотел бы отметить, что сейчас в мире нет ни одного эксперта по пандемии. Не осталось в живых никого, кто мог бы рассказать о том, как проходила предыдущая пандемия 1918 года (прим. редакции: Испанский грипп), да и степень возможности сбора информации в те времена нельзя сравнивать. Так что, всему приходится учится, и мы должны быть готовы к следующей вспышке.
Райан Бринкман: Сейчас в игре данные первых пациентов, которые собрал Андреа, но время идет, мы получаем все больше и больше образцов и планируем продолжать их добавление. Научное сообщество в курсе этого проекта, в том числе благодаря публикациям в топовых научных журналах, и к нам обращается все больше заинтересованных ученых.
Говоря о научных публикациях, как относятся научные журналы к открытости данных? Я знаю, для них это всегда было больным вопросом.
Андреа Коссарица: Просто фантастично! Сейчас многие журналы требуют раскрыть данные, чтобы другие ученые могли их проверить или использовать. Это было невозможно представить до пандемии. Закрытость научного сообщества всегда была проблемой, мы сидели со своими знаниями как в башне из слоновой кости (прим. редакции: «как в башне из слоновой кости» — метафора замкнутости, самоизоляции, оторванности от жизни). И я последние несколько лет пытаюсь говорить с простыми людьми, объяснять, что такое наука, что я делаю и для чего. Хочу быть открытым.
Райан Бринкман: Сейчас мы живем в удивительное время. Ученые делятся данными друг с другом, проходят всемирные клинические испытания лекарств и вакцин против COVID-19. Еще пару месяцев назад такое даже представить было невозможно, никогда раньше подобного не происходило.
Андреа Коссарица: И пока игроки анализируют данные за меня, я могу заняться чем-то другим, например, поиграть на гитаре! Шучу конечно, но игроки EVE Online действительно помогают прямо сейчас и я могу сфокусироваться на других вещах или просто перевести дух и набраться сил для следующего рывка.
Появятся ли результаты проекта «Дискавери» в публичном доступе?
Райан Бринкман: Да, мы выложим для общего пользования все полученные данные, так что ученые, работающие над машинным обучением, смогут свободно выполнять свою работу по поиску лучших алгоритмов, решающих такого рода задачи.
Первые два проекта «Дискавери» были достаточно абстрактными для обычного игрока, если можно так выразиться. Они решали реальные проблемы, но не сильно касались самих игроков. Новый проект же наоборот, затронул по сути каждого человека на планете. Видна ли какая-то разница в активности игровой аудитории тогда и сейчас?
Бергур Финнбогасон aka CCP Burger: Тут сложно ответить однозначно. К проекту «Атлас» люди действительно относились весьма скептично, но они все равно участвовали. С экзопланетами было проще, потому что мы делали что-то тесно связанное с тематикой игры. В новом проекте видно то, что многим людям он не безразличен, мы получаем обратную связь и благодарности. У нас также проходила благотворительная акция по сбору средств (прим. редакции: за два с небольшим месяца было собрано 135 тысяч долларов на борьбу с коронавирусом), но не все могут или готовы жертвовать деньги. Для многих этот проект — возможность поучаствовать в борьбе с пандемией и принести реальную пользу, и мы рады что можем дать ее людям.
Дэвид Экер aka CCP Shreddy: Более точно можно будет сказать через время. У нового проекта выше интерес, но мы пока не знаем, чем конкретно мотивированы игроки.
Александр Бутяев: От себя добавлю, что за девять дней мы получили 5.7 миллионов решений, это очень впечатляющее значение.
Первый проект «Дискавери» занял два года, второй — три года. Насколько быстро вы планируете увидеть значимые результаты от этого проекта?
Райан Бринкман: Наука трудна :) Сейчас начинаются испытания вакцин, поступает еще больше данных из разных источников. Да и задача не из разряда «всё, мы закончили тут». На данный момент у нас множество вопросов и мы только в начале пути. Новый проект «Дискавери» — лишь первый шаг в череде событий по изучению проблемы коронавирусной пандемии. Получая обратную связь от ученых, мы будем переходить к следующей итерации.
Андреа Коссарица: Я согласен, но наука может быть и очень быстрой, особенно, когда это важно. Вот пример: я начал лечить группу пациентов в марте, а в мае уже появились результаты, проверив которые, мы с коллегами буквально сегодня сделали публикацию. Выводы таковы, что при правильном использовании уже существующего препарата, можно снизить смертность на 75%! Невероятно, но все это сделано за каких-то четыре месяца, что очень мало для медицины. Так что, наука трудна и медленна, но если есть цель и заданы правильные вопросы, мы можем бежать, причем, очень быстро.
На этой позитивной ноте я заканчиваю. Если вы хотите помочь в борьбе с коронавирусом и будущими пандемиями, просто пройдите регистрацию по ссылке и установите игру. Летать в космосе и стрелять из лазеров при этом не обязательно :)
