علوم المواطن: منصة لغير المحترفين

فيض من البيانات التي لا يمكن الحصول عليها بطريقة أخرى ونهضة أدوات التعاون المعقدة ، تأكدت من إنجازات وإمكانيات علم المواطن في عناوين الصحف في عام 2014. في فبراير ، في الاجتماع السنوي للرابطة الأمريكية لتقدم العلوم ، تشكيل علم المواطن تم الإعلان عن الارتباط. في مارس / آذار ، طلب فريق من الباحثين من جامعة أكسفورد مساعدة العلماء المواطنين في تشغيل محاكاة المناخ على أجهزة الكمبيوتر الشخصية الخاصة بهم في محاولة لتمييز الروابط بين تغير المناخ وتساقط الأمطار 2013-2014 في المملكة المتحدة. في أبريل ، تم إرسال الميكروبات التي جمعها العلماء المواطنون إلى محطة الفضاء الدولية لاختبار نموها في الجاذبية الصغرى. شجع برنامج تم إطلاقه في مايو الأشخاص الفضوليين على إرفاق أجهزة إرسال واستقبال GPS بقططهم في الهواء الطلق بحيث يمكن دراسة تحركاتهم وقياس تأثيرها على البيئة ، وفي أغسطس ، دعا برنامج أسترالي المتطوعين للمساعدة في تجريف سجلات السفن الرقمية من أواخر القرن التاسع عشر والقرن العشرين للملاحظات حول الطقس التي يمكن أن تساعد في إنشاء أنماط مناخية طويلة المدى.

• 

  

• 

تم جذب العلماء غير المحترفين من جميع مستويات الخبرة والاهتمام بشكل متزايد إلى مبادرات علوم المواطنين من خلال الفرصة لتطبيق المهارات والمواهب (التي قد تكون احترافية لولا ذلك) نحو تحقيق هدف أكبر. على الرغم من استمرار العلماء المحترفين ونظرائهم من المواطنين في استكشاف ومناقشة مزايا السماح للأشخاص الذين ليس لديهم تدريب مهني بجمع البيانات ، كان هناك اتفاق عام على أن الجمهور كان موردًا قويًا لم يتم تسخيره بالكامل بعد. وقد ثبتت قدرة العمل الموزع على المشاريع التي كانت قد استغرقت العلماء سنوات أخرى من خلال مئات الآلاف من النقرات التي تم الحصول عليها من خلال مشاريع تحديد الصور الفوتوغرافية التي سعت إلى تصنيف المجرات في الصور الملتقطة بواسطة التلسكوبات الفضائية وتوثيق أنواع الحيوانات ذات الإطارات المتجمدة. في لقطات لا حصر لها من كاميرات التقاط الحركة الموضوعة على سهل سيرينجيتي في تنزانيا. حتى المهام التي تتطلب القليل من الاستثمار مثل نقرة الفأرة يمكن أن تسهم في مجموعة المعرفة العلمية.

تعريف علم المواطن.

إن مجموعة المشاريع والمبادرات التي تندرج تحت مظلة علم المواطنين - والتي تسمى أيضًا المشاركة العامة في البحث العلمي (PPSR) - واسعة النطاق ، وبالتالي هناك نقاش حول تعريف رسمي. يُفهم المصطلح بشكل عام لوصف جمع و / أو تحليل البيانات من قبل غير العلماء. من بين العوامل المؤثرة في تحسين هذا التعريف خبرة ودوافع المشاركين. يمكن لعالم مواطن أن يكون أي شخص من متطوع معني يختبر جودة المياه المحلية عدة مرات في السنة إلى مراقب الطيور المخصص منذ فترة طويلة والذي يسجل بدقة بيانات عن الطيور المحلية. وبالتالي هناك اختلاف كبير في مستوى المهارة والدافع بين العلماء المواطنين. دوافع الشخص المعني بجودة المياه المحلية ملحة ومجموعة المهارات المكتسبة منفصلة ، في حين أن الدافع وراء الطيور هو في الغالب من خلال المتعة وبالتالي اكتسبت مجموعة واسعة من المهارات تعادل تقريبًا تلك التي يمتلكها عالم محترف.

ذكر تقرير صدر عام 2009 عن مركز تطوير تعليم العلوم غير الرسمي (CAISE) أنه يمكن فهم نماذج علوم المواطن على أنها مساهمة أو تعاونية أو مصنعة. تطلب النماذج المساهمة في الأساس بيانات من الأشخاص العاديين ، بينما قد تطلب النماذج التعاونية التحليل وتطوير الأفكار التجريبية. يبدأ النماذج التي تم تكوينها من قبل أشخاص عاديين يلتمسون المشورة بشأن التصاميم التجريبية والتنفيذ من علماء محترفين. النموذج الرابع الذي يكتسب المزيد من الزخم هو تصميم التجارب الطبية وإدارتها ذاتيًا ، عادةً باستخدام المكملات أو الأدوية المعتمدة مسبقًا ، من قبل المرضى أنفسهم ، الذين قد يكونون مترددين في تحمل التقدم البطيء للبحث في الحالات النادرة. على الرغم من أن بعض هذه التجارب قد أجريت بصرامة وخضعت لمراجعة الأقران ، إلا أن الأطباء لا يزالون متشككين في أحجام العينات ومهارات إبلاغ البيانات. تم إنشاء مشاريع مثل That My Data! ، التي تم تأسيسها في عام 2011 ، وسطًا سعيدًا حيث يمنح المرضى العلماء بحرية الوصول إلى بياناتهم الجينية في مقابل الوصول إلى أي استنتاجات بحثية تستند إليها.

التطورات الأخيرة.

لقد حفزت الإنترنت زيادة هائلة في المشاركة والابتكار في العقدين الأخيرين من جهود علوم المواطن. برامج طويلة الأمد مثل عدد الطيور في عيد الميلاد (التي تديرها جمعية أودوبون الوطنية) وعدد الطيور في الفناء الخلفي الكبير (التي يديرها مختبر كورنيل لعلم الطيور مع جمعية أودوبون) دخلت على الإنترنت في أواخر التسعينات. أصبحت برامج كورنيل على وجه الخصوص نموذجًا. وقد اجتذبت برامجهم المختلفة لمراقبة الطيور أكثر من 200.000 مشارك ، يُقدر عددهم بجزء صغير من ملايين الطيور الذين يمكن الاستفادة من ملاحظاتهم.

في عام 1999 ، أطلقت جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، مشروعها التاريخي. استخدم SETI - البحث عن الذكاء خارج الأرض - أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمواطنين العاديين في تحليل آلاف الإشارات من التلسكوبات الراديوية من أجل مؤشرات الاتصالات خارج الأرض. أصدرت بيركلي برنامج النظام الأساسي ، البنية التحتية المفتوحة لبركلي للحوسبة الشبكية (BOINC) ، في عام 2002. ومنذ ذلك الحين تم تكييفه لأكثر من 60 مشروعًا مختلفًا مع حوالي مليوني مستخدم.

اعتمدت مشاريع أخرى على الإنترنت على القدرات المعرفية للعلماء المواطنين. كان أحد هذه المشاريع ، الذي أشرك المستخدمين في تحديد الأنفاق المجهرية التي تم إنشاؤها بواسطة الغبار بين النجوم في المقاطع العرضية من كتلة من مادة تعرف باسم airgel التي كانت جزءًا من الحمولة التي تم إطلاقها مع مهمة NASA Discovery 1999. اجتذب المشروع ، الذي بدأ في عام 2006 ، كادرًا مخصصًا من المستخدمين الذين انغمسوا في تحليل الصور المشوشة المحببة. لاحظ باحثون في جامعة أكسفورد هذا النجاح وأطلقوا في عام 2007 Galaxy Zoo ، التي طلبت من المشاركين تصنيف صور المجرات على أنها حلزونية أو بيضاوية أو مدمجة. ذهب مئات الآلاف من المشاركين في المشروع على الإنترنت لتصنيف أكثر من مليون مجرة ​​وإنشاء البيانات المستخدمة في عشرات الأبحاث. أنشأت حديقة حيوان Galaxy نظامًا بيئيًا كاملًا من المشاريع المنظمة بشكل مشابه ، والمعروفة باسم Zooniverse.

في عام 2007 ، حصل مختبر كورنيل لعلم الطيور على تمويل من مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) لعقد مؤتمر لتطوير مجموعة أدوات علوم المواطن ، وهي مجموعة من الموارد والأدوات الرقمية التي يمكن للعلماء المواطنين استخدامها لبدء مشاريعهم الخاصة والتواصل مع المهتمين بالمثل اشخاص. في ذلك العام ساعدت NSF أيضًا في إنشاء CAISE. في أغسطس 2012 ، عقدت الجمعية البيئية الأمريكية مؤتمرها الأول المكرس لعلم المواطن.

سمح ظهور الهواتف الذكية للمستخدمين بنشر التكنولوجيا التي تم تطويرها في عام 1996 لتتبع وحيد القرن في جنوب إفريقيا ومراقبة كل شيء من الضفادع إلى الحيتان في الوقت الفعلي. يمكن تطوير هذا البرنامج المجاني ، CyberTracker ، لأغراض أخرى أيضًا: تم استخدامه أيضًا في تتبع حوادث الجريمة.

لمحة تاريخية.

علم المواطن ليس ظاهرة جديدة. حتى النصف الأخير من القرن التاسع عشر ، كان العلم مسعىً مهنيًا إلى حد كبير أو كان له أهداف عملية بحتة ، مثل مراقبة أوقات الحصاد. كانت البيانات والعينات التي تم جمعها من قبل هواة الطبيعة الهواة لا تقدر بثمن لعالم النبات السويدي كارولوس لينيوس وخبير الطبيعة البريطاني تشارلز داروين ، الذين قاموا هم أنفسهم العلماء الذين علموا ذاتيًا ، بزراعة شبكات كبيرة من غير المحترفين الذين يرسلون على طول المواد لأبحاثهم.

تتراوح بعض مجموعات البيانات على مدى فترات زمنية طويلة ، وظلت ذات صلة. تسمح سجلات أوقات ازدهار الكرز التي احتفظ بها يوميات المحاكم اليابانية في وقت مبكر من القرن الحادي عشر بالتحليل جنبًا إلى جنب مع البيانات المعاصرة لإنشاء أنماط لتغير المناخ وعواقبه. حتى مجموعات البيانات الأصغر ، مثل تسجيلات أوقات الإزهار والازدهار التي احتفظ بها (1851-1858) من قبل عالم الطبيعة الأمريكي هنري ديفيد ثورو في كونكورد ، ماساتشوستس ، تم تصحيحها مع سجلات أخرى لإنشاء استقراءات للتغيير بمرور الوقت. تبنت وزارة الزراعة الأمريكية برنامج مراقبة هجرة الطيور الذي تم إنشاؤه عام 1881 بعد ذلك بأربع سنوات واستمر في العمل حتى عام 1970. والآلاف من سجلات برنامج فينولوجي الطيور بأمريكا الشمالية قيد رقمنة ونسخ من قبل المتطوعين.

على الرغم من أن ارتفاع التمويل لبرامج العلوم في الجامعات في أواخر القرن التاسع عشر أدى إلى زيادة الاحتراف وإضفاء الطابع الرسمي على العلوم ، إلا أن علوم المواطنين لم تتراجع حقًا. ظل التمويل محدودًا ، وساعدت قيمة مساهمات الأشخاص العاديين على سد الثغرات. على سبيل المثال ، من الصعب أن تضاهي القوة العاملة التي تم إنشاؤها بواسطة عدد الطيور في عيد الميلاد ، التي بدأت في عام 1900 ، ميزانية البحث الميداني لأي عالم طيور.

الاكتشافات والآفاق.

يزدهر العلم من مصادر الحشد حيث تتطلب القيود المالية الصارمة اختراع نماذج بحث منخفضة التكلفة وخالية من التكلفة ويصبح الأشخاص العاديون المتصلون أكثر إدراكًا لقدرتهم على المساهمة في بعض الأحيان دون عناء من أجل الخير الأكبر من خلال إرسال ملاحظاتهم على طول أو حتى مجرد تثبيت تطبيق على هاتف ذكي. يبدو أن التكنولوجيا أصبحت بالفعل أكثر عضوية حيث يبدأ الناس في استخدام الأدوات بطرق لها تأثيرات حقيقية على كيفية إدراكهم لبيئتهم وبالتالي التفاعل معها. على الرغم من أن البعض يخشون ضياع المجتمع في العالم الرقمي ، تبقى الحقيقة أن التكنولوجيا الرقمية تتيح للمستخدمين زيادة إدراكهم للواقع وتوسيع المعرفة العامة من خلال مشاركتها بطرق ذات معنى.

في يناير 2013 ، لاحظ صبي أوكراني يبلغ من العمر 14 عامًا يراقب لقطات قاع البحر على الأعلاف الحية لشبكة Ocean Network Canada ختم فيل يلتهم سمكة hag على بعد 894 مترًا تقريبًا (2933 قدمًا) تحت السطح. أطلق The Great Backyard Bird Count أول حدث عالمي له في فبراير 2013 ، مما أدى إلى تقارير عن آلاف الطيور من كل قارة. في يونيو 2013 ، كان هناك 12 من مروجي العلوم المواطنين من بين المكرمين كجزء من برنامج أبطال التغيير في البيت الأبيض.

فشلت محاولة مجموعة من العلماء المواطنين لقيادة قمر صناعي ناسا خارج الخدمة ونقله إلى مدار الأرض في يوليو 2014 بسبب خلل في نظام الدفع. ومع ذلك ، فإن المشروع ، الذي اجتذب تمويلًا كبيرًا من مصادر حشد ، كان مؤشراً على حقبة جديدة من التعاون بين العلماء المحترفين ونظرائهم المواطنين. في وقت سابق من العام ، نجح عالم من جامعة ولاية كارولينا الشمالية في تكرار تجربة صممها عالم مواطن لاختبار تحمل الملوحة لسمكة الأسد الغازية. كان ذلك العالم المواطن في الصف السادس.