Гражданска наука: Платформа за непрофесионалисти

Поток от иначе недостижими данни и възраждане на усъвършенствани инструменти за сътрудничество гарантират, че постиженията и възможностите на гражданската наука са заглавие през 2014 г. През февруари, на годишната среща на Американската асоциация за напредък на науката, формирането на гражданската наука Асоциацията беше обявена. През март екип от изследователи от Университета на Оксфорд поиска помощта на граждански учени в провеждането на климатични симулации на техните лични компютри в опит да открият връзките между изменението на климата и рекордно валежите за Обединеното кралство за 2013—14. През април микробите, събрани от граждански учени, са изпратени в Международната космическа станция, за да тестват растежа си в микрогравитацията. Програма, стартирана през май, насърчи любопитни хора да прикачат GPS транспондери към котките си на открито, за да могат да се изучават движенията им и да се измерва влиянието им върху околната среда, а през август австралийска програма призова доброволците да помогнат да търсят дигитализирани корабни дневници от края на 19-ти и 20 век за наблюдения върху времето, които биха могли да помогнат за установяване на дългосрочни климатични модели.

• 

  

• 

Непрофесионалните учени от всякакъв опит и нива на интерес все повече се привличат към гражданските научни инициативи чрез възможността да прилагат умения и таланти (които иначе биха могли да бъдат избягали) за постигане на по-голяма цел. Въпреки че професионалните учени и техните граждански колеги продължиха да проучват и обсъждат предимствата на това, че хората без професионално обучение позволяват да събират данни, съществува общо съгласие, че обществеността е мощен ресурс, който все още не трябва да бъде използван изцяло. Капацитетът за разпределена работна ръка по проекти, които в противен случай биха могли да отнемат учени години, беше доказан от стотиците хиляди кликвания, събрани от проекти за фотографска идентификация, които се стремяха да класифицират галактики в изображения, заснети от космически телескопи, и да документират видовете животни, замразени в рамка в безброй кадри от камерите за заснемане на движение, поставени на равнината Серенгети в Танзания. Дори задачи, които изискват толкова малко инвестиции, колкото щракването на мишката, могат да допринесат за корпуса от научни знания.

Определяне на гражданската наука.

Спектърът от проекти и инициативи, които попадат под чадъра на гражданската наука - наричана още участие на обществеността в научните изследвания (PPSR) - е широк и следователно има дебат относно формалното определение. Терминът обикновено се разбира, за да опише събирането и / или анализа на данни от неинцидентите. Сред факторите, влияещи върху усъвършенстването на това определение, са експертизата и мотивациите на участниците. Граждански учен може да бъде всеки от загрижен доброволец, който взема проби от качеството на водата няколко пъти годишно на специализиран дългогодишен наблюдател на птици, който щателно записва данни за местното население на птиците. Следователно има голямо разнообразие в нивото на уменията и мотивацията сред гражданските учени. Мотивациите на някой, който е загрижен за местното качество на водата, са натрапчиви и наборът от умения придобива дискретен характер, докато птицата може да бъде мотивирана най-вече от удоволствие и по този начин е придобила широко умение, почти еквивалентно на това на професионален учен.

Доклад от 2009 г., издаден от Центъра за повишаване на неформалното научно образование (CAISE), твърди, че моделите на гражданската наука могат да бъдат разбрани като принос, съвместни или сътворени. Моделите на приноса привличат предимно данни от непрофесионални хора, докато съвместните модели могат да изискват анализ и разработване на експериментални идеи. Създадените модели са инициирани от хората, които търсят съвети относно експериментални проекти и изпълнение от професионални учени. Четвърти модел, който придобива все по-голямо сцепление, е проектирането и самоприлагането на медицински изпитвания, обикновено използващи предварително одобрени добавки или лекарства, от самите пациенти, които може да не са склонни да търпят бавния напредък на изследванията при по-редки условия. Въпреки че някои такива изпитвания са проведени с строгост и са преминали партньорски преглед, медицинските специалисти остават скептични към размера на извадките и уменията за отчитане на данни. Проекти като „Моите данни!“, Основан през 2011 г., пораждат щастлив носител, при който пациентите свободно дават на учените достъп до своите генетични данни в замяна на достъп до всякакви изводи, основаващи се на тях.

Скорошни развития.

През последните две десетилетия на научните усилия на гражданите Интернет е катализирал основата на участието и иновациите. Дългогодишните програми като Коледните птици (управлявани от Националното общество на Одубън) и Големият брой на птиците в задния двор (администрирани от Лабораторията по орнитология на Корнел заедно с Обществото на Одубън) стартираха онлайн в края на 90-те години. Програмите на Корнел в частност станаха модел; техните различни програми за наблюдение на птици са привлекли повече от 200 000 участници, които се оценяват само на малка част от милионите птици, чиито наблюдения могат да бъдат използвани.

През 1999 г. Калифорнийският университет в Бъркли стартира своя забележителен проект. SETI - Търсене на извънземна интелигентност - използва компютрите на частни граждани при анализа на хиляди сигнали от радиотелескопи за индикации за извънземна комуникация. През 2002 г. Berkeley пусна софтуера на платформата, Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), оттогава е адаптиран за повече от 60 различни проекта с около два милиона потребители.

Други онлайн проекти разчитаха на познавателните способности на гражданските учени. Един такъв проект беше, който ангажира потребителите в идентифицирането на микроскопични тунели, създадени от междузвезден прах в напречни сечения от блок от материал, известен като аерогел, който беше част от полезния товар, стартиран с мисията НАСА Откритие през 1999 г. Проектът, който стартира през 2006 г., привлече специален кадър от потребители, които се потопиха в анализа на криптичните зърнести фотографии. Изследователи от Оксфордския университет отбелязват, че успехът и през 2007 г. стартира Galaxy Zoo, който помоли участниците да класифицират изображения на галактики като спираловидни, елиптични или сливащи се. Стотиците хиляди онлайн участници в проекта продължиха да класифицират повече от милион галактики и да генерират данни, използвани в няколко десетки научни трудове. Galaxy Zoo роди цяла екосистема от подобни структурирани проекти, известна като Zooniverse.

През 2007 г. Корнелската лаборатория по орнитология получи финансиране от Националната научна фондация (NSF), за да проведе конференция за разработването на инструментариум за граждански науки, масив от цифрови ресурси и инструменти, които гражданските учени биха могли да използват за стартиране на свои собствени проекти и да се свържат със сходно заинтересовани хора. Същата година NSF също помогна за създаването на CAISE. През август 2012 г. Екологичното общество на Америка проведе първата си конференция, посветена на гражданската наука.

Появата на смартфони позволи на потребителите да внедрят технология, разработена през 1996 г., за да проследяват носорози в Южна Африка и да водят раздели за всичко - от жаби до китове, в реално време. Този безплатен софтуер, CyberTracker, може да бъде разработен и за други цели: той също се използва за проследяване на инциденти с престъпления.

Кратка история.

Гражданската наука не е ново явление. До втората половина на 19-ти век науката е била до голяма степен преследващ опит или с чисто практически цели, като например наблюдение на времената на реколтата. Данните и екземплярите, събрани от любители на любителите на природата, бяха безценни за шведския ботаник Каролус Линей и британския натуралист Чарлз Дарвин, които самите учени самоуки, и двамата култивираха големи мрежи от непрофесионалисти, които ще изпратят материал за своите изследвания.

Някои набори от данни варират за продължителни периоди от време и те остават актуални. Данните от времената на цъфтеж на черешите, съхранявани от японските съдебни диаристи още през 11-ти век, позволяват анализ заедно с съвременните данни, за да се установят модели на изменението на климата и неговите последици. Дори по-малките набори от данни, като записите на разцъфтяване и времена на цъфтеж, съхранявани (1851–58) от американския натуралист Хенри Дейвид Торе в Конкорд, Масачузетс, бяха залепени заедно с други записи, за да създадат екстраполации на промяна във времето. Програмата за наблюдение на миграцията на птици, създадена през 1881 г., е приета от Министерството на земеделието на САЩ четири години по-късно и продължава да работи до 1970 г. Хилядите записи на Северноамериканската програма за фенология на птиците са в процес на дигитализиране и преписване от доброволци,

Въпреки че увеличаването на финансирането на научните програми в университетите в края на 19-ти век доведе до увеличаване на професионализацията и формализацията на науката, гражданската наука никога не излезе истински. Финансирането остана ограничено, а стойността на вноските на непрофесионалните служители служи за запълване на пропуски. Работната сила, генерирана от броя на коледните птици, иницииран през 1900 г., например, трудно би могла да се покрие от никой бюджет на орнитоложки изследвания.

Открития и перспективи.

Науката, свързана с тълпата, процъфтява, тъй като строгите финансови ограничения налагат изобретяването на евтини и безплатни модели на изследване и все по-свързаните непрофесионалисти стават по-наясно за способността си понякога без усилия да допринасят за по-доброто, като изпращат своите наблюдения или дори просто да инсталирате приложение на смартфон. Изглежда, че технологията наистина става все по-организма, тъй като хората започват да използват джаджи по начини, които реално влияят върху начина им на възприемане и по този начин взаимодействат със средата им. Въпреки че някои се опасяват, че обществото се е изгубило в дигиталния свят, фактът остава, че дигиталните технологии позволяват на потребителите както да засилят възприятието си за реалността, така и да разширят общите знания, споделяйки ги по смислен начин.

През януари 2013 г. 14-годишно украинско момче, наблюдаващо кадри от морското дъно в живата емисия на Ocean Network Canada, наблюдава, че слон е погълнал сврака почти 894 м (2,933 фута) под повърхността. Графът на Големите задни птици стартира първото си глобално събитие през февруари 2013 г., което доведе до съобщения за хиляди наблюдения на птици от всеки континент. През юни 2013 г. 12 граждански популяризатори на науката бяха сред отличените като част от програмата на Шампионите на промяната на Белия дом.

Опитът на група граждански учени да командва извънгарантиран спътник на НАСА и да го премести в орбита на Земята в крайна сметка се проваля през юли 2014 г. поради неправилно работеща задвижваща система. Проектът, който привлече значително финансиране от тълпата, обаче бе показателен за нова ера на сътрудничество между професионални учени и техните граждански колеги. По-рано през годината учен от държавния университет в Северна Каролина успешно възпроизведе експеримент, разработен от граждански учен, за да провери толерантността към соленост на инвазивната лъвска риба. Този граждански учен беше в шести клас.