Гражданская наука: как фото ночного неба и данные натуралистов-любителей помогают проводить серьезные научные исследования

Как снимки ночного неба помогают делать вклад в развитие науки, почему бердвотчеры и натуралисты-любители интересуют профессиональных ученых и как люди, у которых нет ученой степени, открывают планеты и становятся соавторами исследований? О том, что такое гражданская наука, почему сегодня она стала такой популярной и как именно исследователи-любители могут взаимодействовать с учеными и приносить пользу науке, на открытой лекции в Университете ИТМО, организованной Центром научной коммуникации, рассказала Юлия Лорке, специалист по научной коммуникации, исследователь Музея естествознания в Лондоне.

Источник: shutterstock.com

Что такое гражданская наука и почему теперь это так популярно?

Гражданская наука — это научная работа, проводимая членами широкой общественности, часто в сотрудничестве или под руководством профессиональных ученых и научных учреждений. Такое определение приводится в Оксфордском словаре, толкование термина появилось там в 2014 году. Однако само явление известно еще с XIX века. Безусловно, двести лет назад еще не было интернета и тех возможностей, которые имеют исследователи-любители сегодня. Но уже тогда существовали натуралисты, которые коллекционировали растения и насекомых, при этом делали это на очень высоком уровне. Они не занимались наукой, имея совершенно другие профессии, но они обладали хорошей базой для того, чтобы общаться с профессиональными учеными, выступать в газетах, журналах и вносить вклад в исследовательскую деятельность.

Гражданская наука — это не новый тренд, но в последние годы он получил свое новое развитие. Одна из причин его популярности — попытка со стороны научного сообщества решить вопрос: «А как мы можем сделать науку более демократичной, открытой для общества?» Возникла необходимость, чтобы о науке говорили не только ученые, научные журналисты или коммуникаторы, чтобы не только специалисты доносили сведения о новых открытиях широкой публике, но и сама публика вовлекалась в исследовательский процесс.

Как отмечает Юлия Лорке, специалист по научной коммуникации, исследователь Музея естествознания в Лондоне, к настоящему моменту сложился очень широкий круг определений термина «гражданская наука». Каждый институт и научная организация вкладывает в него свое понятие.

Музей естествознания в Лондоне
Музей естествознания в Лондоне

«Для Музея естествознания в Лондоне, специалисты которого активно занимаются проектами и взаимодействием с исследователями-любителями, гражданская наука — это участие добровольцев в научных проектах, которые способствуют расширению наших знаний о природном мире посредством систематического сбора, анализа или интерпретации экологических наблюдений. Безусловно, Музей естествознания заинтересован именно в этой предметной области», — говорит она.

Как участвовать в проектах в области гражданской науки?

Ряд исследователей, например, Муки Хакли (Muki Haklay), профессор Университетского колледжа Лондона (University College London — UCL), выделяет несколько возможностей участия в проектах гражданской науки.

Наиболее простой — первый уровень, который представляет собой краудсорсинг. На этом этапе пользователи просто являются источником данных, при этом они не участвуют в решении научных задач и вопросов, а также не анализируют эти данные. Примером такого участия могут выступать различные платформы, позволяющие пользователям делиться своими наблюдениями. Например, с помощью сервиса Dark Sky Meter можно, сфотографировав ночное небо, измерить световое загрязнение и внести с помощью приложения на iOS свои показания на глобальную карту.

Также распространенной практикой, например, в Австралии и других странах является получение фото от очевидцев и исследователей, которые зафиксировали случай гибели животного на дороге в результате автомобильной аварии. Пользователи отправляют снимки и географические координаты через специальные сервисы, после чего ученые могут воспользоваться этими данными, чтобы составить карты, нанеся на них наиболее опасные для животных участки, и продумать пути решения проблемы.

Лекция Юлии Лорке
Лекция Юлии Лорке

Еще один проект, развивающийся в Лондоне и также предлагающий работу с картами, — Mapping for Change. Этот проект работает как с отдельными группами, так и с организациями, которые хотят понимать, совершенствовать и использовать информацию о наиболее важных для них местах. Сервис предлагает широкий спектр услуг, в его основе лежит создание картографической онлайн-платформы. Платформа создается и наполняется благодаря данным пользователей, которые могут поделиться фото любого места, а также, например, обсудить идею его улучшения с точки зрения экологии или социальной инфраструктуры. Таким образом, сервис преследует цель создания эффективного инструмента для консультаций с населением, а также другими заинтересованными сторонами в различных проектах. Авторы сервиса подчеркивают, что он максимально прост для использования, поэтому свои данные может загрузить любой.

Второй уровень: «распределенный интеллект»

Это более сложный уровень, предполагающий вовлечение пользователя в проект. На этом этапе ученый-любитель уже может анализировать некоторые виды собранных данных. Одним из примеров такой формы участия является интернет-проект по классификации различных типов галактик Galaxy zoo. Он позволяет классифицировать более 60 млн галактик, изображения которых были получены в проекте Sloan Digital Sky Survey. Пользователям ставится задача классифицировать изображения удаленных астрономических объектов. При этом от них не требуется специальное астрономическое образование, основы классификации изложены в руководстве пользователя на самом сайте.

В феврале 2009 запущен улучшенный вариант проекта — Galaxy Zoo 2, в котором проводится более подробная классификация 250 тысяч наиболее ярких объектов, классифицированных в исходном проекте. Стоит отметить, что благодаря сервису удалось получить и вполне значимые результаты. В 2009 году по характерным признакам объектов был официально выделен новый тип галактик Pea galaxy «Green Peas», которые продолжительное время идентифицировались участниками проекта.

Популярность проекта привлекла других ученых, и на базе Galaxy Zoo в декабре 2009 года был создан проект Zooniverse, который предложил дополнительные задачи для решения исследователями-любителями.

Zooniverse
Zooniverse

Этот проект позволяет любителям науки участвовать в современных научных исследованиях в области астрономии и климатологии. К апрелю 2011 года проект привлек почти полмиллиона участников. В настоящее время проект состоит из множества подпроектов, в том числе Galaxy Zoo, а также отдельно Galaxy Zoo Hubble, который классифицирует сотни тысяч галактик по снимкам, сделанным при помощи космического телескопа Хаббл, Moon zoo, где изучают Луну по данным лунного орбитального зонда, Old Weather, призванный изучить погоду в прошлом, используя данные судовых журналов Первой мировой войны, Solar stormwatch, предполагающий наблюдение за солнечными вспышками, и другие.

Еще один открытый проект для исследователей-любителей в области биологии — iNaturalist. Это научная онлайн-сеть натуралистов, гражданских ученых и биологов, основанная на концепции картирования и обмена наблюдениями за биоразнообразием во всем мире. Наблюдения, которые проводятся волонтерами, предоставляют ценные открытые данные для различных научно-исследовательских проектов, музеев, ботанических садов, парков и других организаций. С момента основания сервиса в 2008 году пользователи iNaturalist внесли более восьми миллионов данных наблюдений. Добавлять информацию можно как через веб-сайт, так и с помощью мобильного приложения. В 2014 году организация объединилась с Калифорнийской академией наук.

Третий уровень: «наука на основе участия»

На этом уровне гражданские ученые вовлекаются в исследовательский процесс, в том числе принимая участие в решении научно поставленных задач. Примером такой формы взаимодействия ученых и исследователей-любителей является реализация проекта Flint water study updates, призванного решить проблемы, связанные с качеством питьевой воды в городе Флинт, штат Мичиган, США. Несколько лет назад жители стотысячного города пожаловались на необычный цвет и неприятный запах идущей из их кранов воды. В 2016 году в крови некоторых граждан Флинта, в том числе детей, было обнаружено аномальное содержание свинца. После этого в городе было введено чрезвычайное положение.

Flint water study updates
Flint water study updates

В решении глобальной проблемы задействована в том числе исследовательская группа из Политехнического университета Виргинии (Virginia Tech — VT). Своими целями участники проекта видят оказание поддержки гражданским ученым, которые заинтересованы в повышении качества питьевой воды, а также предоставление жителям Флинта независимой информации об их водопроводной воде, проведение исследований и мониторинг качества воды, сбор данных и их обобщение с целью преодоления кризиса.

Четвертый уровень: «экстремальный»

Этот уровень подразумевает, что постановка научных вопросов и проблем может идти от общества, а не научных организаций и институтов. Затем общество вовлекается в решение этих вопросов, также участвуя в процессе сбора данных и их интерпретации. Первой в мире инициативой, целью которой является вовлечение сообществ всех видов в исследовательские проекты, стал проект Participatory Science Platform, реализуемый в Новой Зеландии.

Как отмечают авторы PSP, любой житель страны имеет право получить возможности и средства для решения научных проблем. Проект представляет собой единую среду, которая помогает ее участникам использовать общие данные и участвовать в совместных дискуссиях. В основе PSP лежит метод проведения совместных научных исследований, в ходе которых добровольцы могут быть вовлечены в процесс разработки и продвижения проектов, связанных с местными научными исследованиями, работать вместе с научными и технологическими специалистами.

Через платформу финансируются проекты, которые являются совместными исследованиями, имеющими научную, образовательную или технологическую ценность, а также отвечают общественным запросам, привлекают студентов, школьников, а также представителей общин к взаимодействию с коллективами предприятий и научными организациями, а также предлагают исследователям возможность участвовать в локальных релевантных линиях исследованиях, в которых высококачественные научные или технологические результаты могут быть созданы за счет использования местных знаний и вклада граждан.

Юлия Лорке
Юлия Лорке

Таким образом, как подчеркивает Юлия Лорке, на этом уровне можно говорить о максимальной степени вовлеченности волонтеров в исследовательские проекты и взаимодействии, позволяющем «создавать совместно» (co-creation).

Чем исследователи-любители могут быть полезны ученым?

Безусловно, любой исследовательский проект должен реализоваться профессионалами и авторами с хорошей научной подготовкой и опытом. Но представьте: если ваш проект подразумевает сбор достаточно большого количества специфических растений, а бюджет на поездки ограничен — хорошей альтернативой для продолжения исследований является получение данных от местных жителей, интересующихся наукой и имеющих доступ к интересующим образцам. Сбор данных — одна из важнейших возможностей, которые предоставляет профессиональным ученым гражданская наука, говорит Юлия Лорке. Именно поэтому ученые заинтересованы не только в налаживании контактов в исследовательском сообществе, но и взаимодействии с широким кругом исследователей-любителей.

Может быть полезным такое взаимодействие не только для исследователей, занимающихся естественнонаучной работой. Например, для музеев истории коллаборация с пользователями может помочь зафиксировать и сохранить культурное наследие.

Безусловно, профессиональные ученые заинтересованы в высоком качестве поступаемой информации. Данные, собираемые неспециалистами, имеют более низкое качество, однако в целом, как показывает ряд исследований, все равно способны помочь в получении релевантной информации. Например, согласно одной из работ, в которой анализировались данные о растениях, получаемые натуралистами-любителями и профессиональными учеными, было доказано, что неспециалисты способны выполнять эту работу на достаточно высоком уровне (эффективность данных от ученых была оценена в 88 %, тогда как у неспециалистов этот показатель не намного ниже — 72 %), приводит пример Юлия Лорке.

Как гражданская наука помогает объяснять работу ученых и искать единомышленников?

В Великобритании годами развивалась идея общественного понимания науки. На практике это означает, что научное знание и результаты исследований должны доноситься до широкой публики, людей, которые имеют минимальное представление о науке. Вопросами коммуникации ученых с представителями общественности занимаются научные коммуникаторы. В контексте развития гражданской науки они также делают фокус на диалог между специалистами, обладающими специфическими знаниями, и общественностью, которая не имеет возможности получать информацию из первоисточника — например, статей в специализированных научных журналах.

Развитие гражданской науки ставит перед научной коммуникацией несколько главных задач. Во-первых, обеспечить донесение научной информации до широкой массы потребителей, во-вторых, наладить систему включения в исследовательский процесс волонтеров, которые интересуются наукой и готовы принимать участие в проектах, и наконец, донести до публики концепт «ответственных исследований и инноваций».

Последнее означает, что, открывая или создавая что-то новое, ученые в первую очередь продумывают обстоятельства, в которых будет использоваться разработка. Исходя из этого, они также должны быть уверены, что конечные потребители разработки смогут использовать ее надлежащим путем. Простая идея подразумевает под собой создание полноценной системы взаимодействия ученых, разработчиков и общества, которая разрабатывается и поддерживается научными коммуникаторами.

Данные и метаданные проектов гражданской науки должны быть доступны общественности, по возможности все результаты исследований публикуются в формате «открытого доступа» (open acсess). Именно поэтому в Европе широкое распространение получила идея «Открытой науки», предполагающая возможность воспользоваться научными знаниями и результатами не только профессионалам, но и любым интересующимся пользователям, подчеркивает лектор. Все это дает возможность научным коммуникаторам доступно объяснить широкой общественности принципы, по которым выполняются научные исследования, а также обеспечить корректное понимание их результатов.

Для самих пользователей участие в проектах гражданской науки — это прежде всего возможность получить дополнительные специальные знания, погрузиться в процесс подготовки научных исследований, а также попробовать применить свои силы в новых областях знаний, причем не только научных, но и, например, в области научной коммуникации. Другой аспект — приобретение единомышленников. К примеру, если вы давно на досуге занимаетесь изучением птиц и наблюдением за их поведением, присоединившись к сообществу бердвотчеров, вы гораздо быстрее найдете друзей по интересам, а также сможете улучшить свои знания в этой сфере.

Источник: shutterstock.com
Источник: shutterstock.com

Полезные ресурсы

«Десять принципов гражданской науки» изложены в специальном документе, разработанном рабочей группой Европейской ассоциацией гражданской науки (The European Citizen Science Association — ECSA). Принципы, представляющие собой набор лучших практик и рекомендаций для проектов гражданской науки, были представлены на Генеральной Ассамблее ECSA 2015 в Барселоне.

В настоящий момент ECSA объединяет более 200 индивидуальных и организационных членов из более чем 28 стран по всему Европейскому союзу и за его пределами. Организация предлагает возможность взаимодействовать между группами, которые уже имеют или только хотят выстраивать принципы гражданской науки, посредством деятельности в проектах H2020, а также внося свой вклад в политические обзоры, открытую платформу научной политики и являясь частью разработки лучших практик в гражданской науке.

Еще одним полезным ресурсом для тех, кто только знакомится с принципами гражданской науки, является платформа SciStarter, которая предоставляет всем заинтересованным информацию о более чем 1000 исследовательских проектах в области гражданской науки. Инструменты, разработанные SciStarter при поддержке Национального научного фонда, позволяют гражданским ученым находить, присоединяться и отслеживать собственный вклад в проекты и платформы. Основная цель организации — преодоление препятствий, мешающих исследователям-любителям участвовать в научных исследованиях. Эта же организация в прошлом году при поддержке Ассоциации гражданской науки провела первый «День гражданской науки», обсудив возможности развития инструментов гражданской науки с целым рядом ведомств и министерств США.

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба