«Не геометр да не войдёт!» – было начертано на входе в Платоновскую Академию. На первый взгляд может показаться, что к обучению приглашались только математики. Однако, вспомнив учение философа о врождённых идеях, легко догадаться, что Академия была открыта для всех. Эта идея вновь становится актуальна с трансфером технологий и развитием гражданской науки.
В широком смысле, гражданскую науку (citizen science) можно определить как массовое участие в научной работе добровольцев, находящихся за пределами официальных научно-исследовательских организаций. В более узком смысле – это привлечение волонтёров в исследовательские проекты на этапах сбора и обработки данных. Чаще всего для реализации проектов используются онлайн-платформы, на которые выкладываются данные и задачи. При этом структура платформы, задачи и способ подачи информации задаются учёными.
В мире и в России
Среди известных платформ гражданской науки – Zooniverse, iNaturalist, Globe Observer, The COVID-19 Citizen Science project. Zooniverse, созданный в Оксфордском университете, наиболее прославился проектом Galaxy Zoo для разметки фотографий звёздного неба. Волонтёры разметили в нём уже миллионы фотографий, благодаря этому были открыты Объект Ханни и выделен новый тип галактик Pea galaxy. Успех проекта в 2007-2009 годах вызвал массовый интерес научных организаций и фондов к новой форме организации науки.
В России тоже существуют примеры решения больших научных задач с помощью привлечения волонтёров. В химико-биологическом кластере ИТМО реализуется проект «Интернет бактерий». Он посвящён исследованию электрогенности микробов и позволяет сформировать у школьников навыки в области микробных биотехнологий. В отличие от платформенных проектов, каждый из участников получает внушительный набор оборудования с ёмкостями, реактивами и датчиками. Для проведения экспериментов необходимо провести отбор образцов почв в местности проживания, благодаря чему учёные-организаторы получают широкий охват исследования.
Набор для исследования. Изображение взято с сайта проекта «Интернет бактерий» https://internetofbacteria.org
В 2020 году Ассоциация коммуникаторов в сфере образования и науки запустила единственную в Россию платформу гражданской науки «Люди науки». На ней реализуются проекты изучения внимания (ВШЭ), представлений о коронавирусе (Лаборатория когнитивных исследований ИОН РАНХиГС), распространения борщевика (Университет Копенгагена, ГБС РАН, ИКИ РАН, МГУ), наблюдение серебристых облаков (Институт физики атмосферы, Институт космических исследований, Swedish Institute of Space Physics) и многие другие. Платформа открытая: создать проект может любой учёный или научная группа.
Кроме того, недавно было объявлено, что в Федеральной научно-технической программе развития генетических технологий на 2019–2027 годы впервые на системной основе будут встроены проекты на основе гражданской науки. До 11 октября РАН собирает заявки на лучшие проекты популяризации науки, одной из номинаций стал «Лучший проект поддержки гражданской науки».
Задачи для гражданской науки
Чаще всего с помощью гражданской науки решаются задачи на поиск, простую категоризацию и перевод материалов в машинно-читаемый вид. Например, последний проект на платформе Zooniverse – поиск лягушек, подверженных вымиранию в национальных парках. После регистрации на платформе волонтёры попадают в интерфейс разметки: им предлагается прослушать тридцатисекундные аудиозаписи и определить, слышны ли там звуки одной из искомых лягушек. Для помощи участнику даются примеры аудиозаписей разных видов и расширенный гайд с фотографиями, аудио и описаниями особенностей звучания, по которым легче идентифицировать особь. Так в формате теста с прослушиванием аудио происходит разметка исследовательской базы данных.
Скриншоты интерфейса системы разметки аудиозаписей из национальных парков проекта Frog Find https://www.zooniverse.org/projects/ollibruuh/frog-find
В отдельных более редких случаях людей привлекают к экспериментированию или самостоятельному полевому исследованию, как это происходит в ИТМО или, к примеру, в проекте Института экологии растений и животных УрО РАН по изучению ежей России.
Ежовый тоннель для проекта «Ежи России». Фото – Люди науки https://citizen-science.ru/projects/ezhi-rossii.html
Иногда к проектам гражданской науки относят ситуации, когда волонтёры фактически не участвуют в исследованиях, но передают свои вычислительные мощности – такие форматы используют на БАКе и в рамках исследования вируса COVID-19.
Гражданская наука применима в широком спектре дисциплин. В истории существуют проекты по транскрибированию рукописного текста из сканированных источников, в биологии – идентификация животных на аудио и видео, в искусстве – категоризация музейных объектов, в медицине – аннотирование микроснимков и коррекция машинной категоризации. Все науки, работающие с большими данными, большим числом рутинных операций и географически распределёнными объектами изучения могут ставить задачи в гражданской науке.
Опасения по поводу гражданской науки
Первое и основное опасение – это получение некачественных результатов. Волонтёры не являются специалистами в области и не несут персональной ответственности за результаты. Однако учёными уже выработано множество способов проверки данных, главным образом через множественную обработку. Например, одна фотография даётся десяти волонтёрам, им предлагается обвести искомый объект. Если результаты одинаковые, то разметка принимается, если же различаются, то фотография отправляется на повторную разметку или учёным для более детального разбора ситуации разночтения.
Второе – стереотипы со стороны самих учёных. Иногда можно услышать сомнения в возможности получения качественных данных или возможности разложить проект на мелкие операции, выполнимые волонтёрами. Здесь наиболее убедительным контраргументом может служить количество проектов гражданской науки в мире и публикаций на их основе, в том числе в журналах Nature Index.
Объект Ханни (световое эхо квазара, на снимке зелёным). Фото – NASA, ESA, W. Keel (University of Alabama), and the Galaxy Zoo Team
Наконец, существует проблема открытой публикации чувствительных данных и персональной информации. В исследованиях могут использоваться рентгеновские снимки или документы из семейных архивов, их публичное размещение на платформе может вызывать неоднозначные реакции. Сложность ситуации снимает этический кодекс волонтёра и возможности по кодированию и анонимизации данных. В отдельных случаях возможно осуществлять предварительный отбор волонтёров для участия в конкретном проекте. Такой отбор может быть важен и при работе с травмирующими материалами, которые могут нанести ущерб самим участникам. Например, исследователь может отобрать только совершеннолетних и морально устойчивых волонтёров для участия в исследовании фотодокументов войны или лесных замерах, требующих навыков навигации.
Причины и эффекты участия людей
Что же привлекает обычных людей, занятых своей работой и семьёй, включаться? Некоторые проекты имеют профориентационную составляющую и помогают школьникам познакомиться с вариантами карьеры в науке, другие фактически являются научными играми, как Quantum Moves, где участники собирали конструкции из атомов, имитируя логические операции на квантовом компьютере. Но главная причина – желание стать частью чего-то большого и значимого. Именно поэтому лучше всего на платформах развиваются социально-значимые проекты, такие как исследование рака и изменений климата или сближающие участника с идеологизированной высокой наукой – исследование звёзд, планет и субатомных частиц.
Гражданская наука оказывается полезна обеим сторонам. Учёные могут браться за более масштабные проекты, требующие миллионов рутинных операций, быстрее решать задачи по жизненно важным направлениям, находить редкие, локальные артефакты, а иногда и новые ракурсы рассмотрения. Люди получают больше информации о современных научных исследованиях, лучше понимают значимость науки и легче принимают научно-технологические новшества. В конце концов, гражданская наука становится воплощением идеала демократизации науки, о котором в 1978 году писал Поль Фейерабенд.
