Gearbox 和 MMOS 使用 AWS 来打造小游戏，帮助推进科学研究

玩电子游戏通常是为了消磨休闲时光、与朋友同乐或逃避现实。但对于热门游戏《无主之地 3》的玩家而言，却还可以为现实世界中的事业做出贡献。他们不仅能够在游戏中享受乐趣，同时还能够在现实生活中帮助科学家进行重要的人体研究。

游戏中的这个小游戏名为《无主之地科学》。在这个小游戏中，玩家将帮助绘制人类肠道微生物组图谱。这是一项是多方国际合作的成果，参与者包括游戏开发商 Gearbox Software（Gearbox）和 Massively Multiplayer Online Science（MMOS）以及麦吉尔大学和加州大学圣地亚哥分校医学院 Microsetta Initiative（TMI）的研究人员和科学家。TMI 是世界上最大的开放式人类肠道微生物组参考数据库，对来自约 2 万名参与者的 2.5 万多个样本进行了 DNA 测序。麦吉尔大学开发了生物信息学，希望通过谜题和解决方案来改进数据分析。TMI 可以应用该技术，并在完成分析后将结果用于生物医学研究。但麦吉尔大学需要在整理大量数据方面获得帮助。麦吉尔大学和致力于将公民科学活动引入电子游戏的 MMOS 共同发现了一个很好的机会，即打造一款结合人类和计算机优势以推动科学研究的游戏。

MMOS 首席执行官兼联合创始人 Attila Szantner 表示：“人类拥有极其发达的模式识别能力。“公民科学旨在将这些技能与计算机和机器学习（ML）的极快计算能力相结合，以解决传统上计算成本高昂的问题。这种结合为科学研究提供了宝贵的数据，并创造了一个绝佳的机会，可以向传统通信工具难以触达的社区进行科学推广。由于公民科学依赖于大量参与者，而项目本身设置在实时且要求苛刻的游戏环境中，因此我们的服务最好放在云计算资源上。”

MMOS 与知名游戏开发商 Gearbox（其《无主之地》系列拥有数千万的玩家）合作，将这款小游戏带到了现实生活中。Gearbox 和 MMOS 合作，利用 Amazon Web Services（AWS）的一系列产品开发了《无主之地科学》。这个小游戏利用众多玩家的技能绘制人类肠道微生物组图谱，并收集用于机器学习算法训练的数据，目的是改善序列比对。

公民科学，即普通公民参与科学研究，这并不是一个新的概念，但随着互联网的普及，其应用得到了极大的推动。MMOS 的成立旨在发挥公民科学和电子游戏相结合的力量，并创建配套的技术解决方案。“五年前，我们就有了将科学微任务无缝融入到 3A 电子游戏大作中的想法，不论是在视觉还是在故事情节上都不露痕迹，并将之与奖励系统联系起来，”Szantner 表示，“游戏的独特之处在于，它们拥有庞大的玩家群体，并且这些玩家都渴望完成游戏任务。我们的主张是将我们在游戏中花费的数千万年时间中的一小部分，用来解决现实生活中的问题。为了实现这个壮举，我们需要来自游戏行业的合作伙伴。在这个肠道微生物组项目中，Gearbox 的天才游戏设计师们在麦吉尔大学的帮助下，将科学问题转化为吸引玩家群体的小游戏。”

作为游戏开发商，Gearbox 在商业和口碑上均屡获成功。《无主之地 3》于 2019 年 9 月发布，销量已超过 1000 万套，跻身 2019 年最畅销游戏前五名。在 Sébastien Caisse（Gearbox Studio Quebec 的联合工作室负责人，同时也拥有战略管理博士学位）听说可能与麦吉尔大学合作开展公民科学计划之后，他很快就做出了决定。“这个想法启发了我，”Caisse 说道，“我热爱科学，并且非常重视科学素养，希望让人们都参与其中。”

Gearbox 和 MMOS 合作，使用 AWS 处理《无主之地 3》中一款小游戏的数据。在该小游戏中，众多玩家将根据 TMI 巨型数据库中的数据绘制图谱，可以比单独的计算机程序更准确地完成相关工作。“考虑到预期的玩家活动和需要处理的数据量，再加上我们的团队规模较小，在云计算上开展公民科学研究是我们的唯一选择，”Szantner 说道。

Gearbox 的堆栈已完全在 AWS 之上，这使得该公司能够无缝过渡到这项新任务。Gearbox 首席服务器程序员 Jonathan Moreau 解释说：“当我们最初收到启动该项目的请求时，从服务器的角度来看，继续利用我们的经验以及 AWS 提供的优质服务是明智之举。” Szantner 补充说，超小型企业 MMOS 也使用 AWS，因此他们才能够与大型游戏开发公司进行合作，为数百万玩家提供服务。“通过使用 AWS 提供的全球云计算平台，我们可以为玩家提供与游戏工作室所能提供的水平一致的服务。AWS 使我们能够提供高水平的可用性、可靠性和可扩展性。我们亲历了云计算技术能力的商业价值转化，”Szantner 说道。

最终，由于 Gearbox 和 MMOS 这两家公司均熟悉各种 AWS 服务，它们之间的合作格外顺畅。“由于我们使用了 AWS，因此 Gearbox 知道可以预期的服务水平。AWS 改变了我们彼此互动的方式，”Moreau 表示。由于双方均在 AWS 上有所投入，因此项目的各个不同部分更容易串联起来。他说：“这是一种信任的建立。在参与此类项目的所有利益相关者之间搭建桥梁时，信任是关键。而 AWS 在其中发挥了重要的作用。”

Gearbox 已拥有将新功能推送到其平台的管道，而该平台则全部建立在 AWS 之上，包括 Amazon DynamoDB（一个键值和文档数据库，可以在任何规模下提供毫秒级的性能）。Gearbox 还使用 Amazon Elastic Container Registry（Amazon ECR）和 AWS Elastic Beanstalk 进行自动扩展和管理，其中后者是一种用于部署和扩展 Web 应用程序和服务的易于使用的服务。Locust 是一种可在 AWS Elastic Beanstalk 上运行的开源负载测试工具，可实现分布式负载生成和测试。Gearbox 可使用该工具创建模拟真实场景的测试。MMOS 还采用了 Amazon Relational Database Service（Amazon RDS），可轻松在云中设置、操作和扩展关系数据库；其还采用了 Amazon Aurora，这是一种为云构建的与 MySQL 和 PostgreSQL 兼容的关系数据库。“开始使用 AWS 后，对它的需求就会越来越大，”Szantner 说道，“然后您就会开始去探索各种服务，并很自然地将这些服务结合起来使用。”

在幕后有研究人员、科学家和程序员，而在幕前则有《无主之地 3》的玩家，这一切才得以实现。玩家可以通过《无主之地 3》中的街机进入《无主之地科学》小游戏。这个小游戏会让人联想起老式的像素化街机游戏：每个肠道微生物的 DNA 都被编码为一串四种具有不同形状和颜色的砖块。玩家需要将这些彩色形状连接起来，以帮助科学家估计每种微生物之间的相似性。每当有人连接（或重新连接）这些由彩色砖块组成的砖块串，从而解开一个谜题时，一种微生物的图谱就会完成绘制。当玩家解开谜题时，便可以获得能在《无主之地 3》中使用的游戏币。虽然有一些玩家是为了战利品而参与其中，但每个玩家都知道，他们也在为一项崇高的事业做出贡献。“对于一些游戏玩家而言，”Caisse 说道，“为科学事业做出贡献本身就是一种成就，而且这能够激励他们继续玩这个游戏。这些玩家让我感到钦佩。”

这款游戏在南加州大学东区的基础设施、MMOS 在爱尔兰的基础设施与 AWS 的数据中心之间不断传输信息（发布时平均每秒 600 个请求），因此需要快速、高效的数据传输能力。AWS 系统能够满足相关需求。Moreau 称，“AWS 帮助我们实现了如此低的延迟。我们预期服务的可靠性，以及数据中心之间的传输速度或延迟表现都会非常好。” 总应用程序编程接口（API）响应时间在 15-50 毫秒之间。AWS 还提供了弹性，让《无主之地科学》能够顺利启动。“当您推出一项新的数字在线服务时，最初几天困难重重，”Szantner 表示，“AWS 提供的弹性让我们能够顺利地将基础设施扩大 10 倍，这对于我们成功渡过发布阶段非常重要。”

在推出的第二天，《无主之地科学》 收集的数据就已经比之前的公民科学计划（包含数十万玩家）在 10 年内收集的数据多出五到六倍。麦吉尔大学计算机科学副教授 Jérôme Waldispühl 表示：“我从未见过如此快的增长速度。我想从事公民科学领域的任何人也都从未见到过如此快的增长，以及如此广泛的参与。这就像是一场梦。” 《无主之地科学》的活跃玩家已经超过一百万，到目前为止，他们所完成的研究相当于 500 年的工作量。

借助 AWS 服务，Gearbox 和 MMOS 能够以小电子游戏的形式创建人体计算系统，成功绘制人体内数万亿微生物的图谱。TMI 可以利用该游戏的成果来推动生物医学研究。AWS 提供了所需的弹性，让该游戏得以顺利发布，并充当 Gearbox 和 MMOS 之间的桥梁，促进研究人员和玩家之间独特的合作，将游戏和公民科学结合起来，创造对现实世界有用的成果。“我相信电子游戏是当今最复杂的艺术形式，也是最具吸引力的娱乐形式，”Szantner 说道，“我们在过去几年中领悟到的是，作为一个社会，我们必须了解如何利用这一宝贵的资源来解决现实生活中的各种问题。”