Visa mokslo „visata“ Jūsų kompiuterio ekrane – „The Zooniverse“ portalas  ()

Ar norėtumėte atrasti naują galaktikos rūšį? Savo vardu pavadinti juodosios skylės „vaiduoklį“? Ar pirmasis perskaityti žymaus menininko asmeninį dienoraštį? Pasirodo, visa tai daugiau nei įmanoma, o „profesionaliu“ mokslininku ar menotyrininku būti visai nebūtina.

The Zooniverse“ – tai daugiau nei prieš dešimtmetį įsikūrusi piliečių mokslo platforma, šiandien talpinanti per 100 skirtingų sričių projektų. Nuo galaktikų skirstymo pagal formą iki pingvinų skaičiavimo bei „pasiplaukiojimo“ istoriniais laivais – visa tai vos kelių mygtukų paspaudimu galite nuveikti ir Jūs!

Kodėl mokslininkams reikia mūsų pagalbos? Vis tobulėjant technologijoms bei moksliniams prietaisams, surenkama vis daugiau mokslinių duomenų įvairiose mokslo srityse. Ir nors daug vilčių dedama į dirbtinį intelektą, kompiuteriniai algoritmai kol kas įveikia tik nedidelę dalį šių duomenų!

2007-aisiais, Sloan dangaus apžvalgos teleskopais gautos beveik milijonas iki tol niekam nematytų galaktikų nuotraukų. Pirmas žingsnis jas tyrinėjant turėjo būti šių galaktikų suskirstymas pagal formą. Tačiau tuo metu pakankamai tikslių tai įvykdyti galinčių kompiuterinių algoritmų nebuvo, o žmogaus akiai tokia milžiniška užduotis taip pat neįveikiama!

Vis dėl to, išeities, atrodė, nebuvo, ir šis darbas buvo patikėtas Oksfordo universiteto doktorantui. Tačiau suskirstęs 50 tūkstančių galaktikų jis greit suprato, kad vienam šios užduoties įveikti niekaip nepavyks. Komanda paskaičiavo, jog studentas, dirbdamas 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę, visas turimas galaktikų nuotraukas suskirstytų per 3-5 metus. Žinoma, jog astronomai, pagaliau gavę iki tol nematytų duomenų apie galaktikas taip ilgai laukti nenorėjo!

Neturėdami kitos išeities, Oksfordo universiteto mokslininkai pagalbos kreipėsi į visuomenę. Ir tiesiog pernakt atsirado virš 100 tūkstančių entuziastų, norinčių padėti mokslininkams tyrinėti galaktikas! Taip atsirado kultinis, „Galaxy Zoo“ projektas.

Šis visuomenės susidomėjimas gerokai pranoko ir pačių tyrėjų lūkesčius. Iš pradžių jie tikėjosi, jog į projektą įsitrauks bent 20-30 tūkstančių žmonių, kurie kartu pamažu išanalizuos visus 900 tūkstančių galaktikų nuotraukų. Tačiau susidomėjimas šiuo projektu buvo milžiniškas, o per 175 pirmąsias projekto gyvavimo dienas piliečiai mokslininkai atliko daugiau nei 40 milijonų nuotraukų peržiūrų, t.y. kiekvienos galaktikos nuotrauką peržiūrėjo vidutiniškai 38 kartus! Tai leido užtikrinti itin kokybišką duomenų kokybę.

Ne tik kosmosas

„Galaxy Zoo“ projektas gyvuoja iki šiol. Tačiau per daugiau nei dešimtmetį, prie jo prisijungė daugiau nei 100 kitų projektų!

Išvydę „Galaxy Zoo“ sėkmę, kiti tyrėjai taip pat panoro prisijungti prie iniciatyvos, ir savo tyrimams panaudoti piliečių mokslo metodą. Taip iš „Galaxy Zoo“ išaugo „The Zooniverse“ – visa piliečių mokslo „visata“, talpinanti įvairiausių sričių projektus.

Nors prasidėjo nuo kosmoso tyrimų, ir jų platformoje šiandien yra net pora dešimčių, „The Zooniverse“ talpina daugiausiai su gamta susijusių projektų. Piliečiai mokslininkai čia gali tyrinėti Tanzanijos Serengečio parko bioįvairovę („Snapshot Serengeti“), stebėti povandeninius miškus („Floating Forests“), ar skirstyti mikroskopinius vandens organizmus pagal formą ir išvaizdą („Plankton Portal“)! Taip pat platformoje yra ne vienas projektas kovojantis su įvairiomis ligomis, įskaitant vėžį („Etch a Cell“), diabetą („Eye for Diabetes“) ir kt. (Visus platformoje esančius projektus galima pamatyti ir išbandyti čia.)

Į šiuos projektus įsitraukti ir mokslininkams padėti gali bet kas, turintis prieigą prie kompiuterio ar išmaniojo telefono.

Pingvinų „medžioklė“

Vienas populiariausių visų laikų „The Zooniverse“ projektų – daugiau nei penkerius metus gyvuojantis „Penguin Watch“. Čia piliečiai mokslininkai padeda tyrėjams visame pasaulyje tyrinėti Antarktidoje ir Pietų vandenyne gyvenančius pingvinus, apie kuriuos dar labai mažai žinoma.

Mokslininkų darytose nuotraukose dalyviai žymi pingvinus, pingvinų pateles, perimus kiaušinius, bei kitus gyvūnus, esančius greta. Taip tikimasi geriau suprasti pingvinų elgesį, sekti jų populiacijos pokyčius, bei kokią įtaką pingvinų populiacijai daro tokie veiksniai kaip didelio masto žvejyba ir klimato pokyčiai. Be to, pingvinų elgesys gali padėti atskleisti ir visos ekosistemos būklę vienoje atšiauriausių pasaulio vietų, itin jautrų klimato atšilimui bei žmonių veiklos padariniams.

Nuotraukose žymėti pingvinus atrodo visai nesudėtinga užduotis, tiesa? Tačiau ir čia mokslininkai be pagalbos niekaip neišsiverstų.

Į kai kurių Antarktidoje gyvenančių pingvinų kolonijų teritorijas žmogaus koja nebuvo įžengusi jau per 50 metų! Tačiau specialių fotokamerų bei dronų pagalba, mokslininkai gali nufotografuoti atokiausiai gyvenančius pingvinus, net jei fiziškai jų aplankyti beveik neįmanoma.

Antarktidos pakrantėse bei Pietų vandenyne veikia šimtas automatizuotų kamerų. Kiekvieną jų, per metus sugeneruoja net 8000 nuotraukų. Taigi norint atidžiai ištirti pingvinų gyvenimą, populiacijas ir jų kaitą, kasmet reikia išanalizuoti bent 800 tūkst. nuotraukų, ir suskaičiuoti jose esančius pingvinus ir kitus objektus! Panašiai kaip ir „Galaxy Zoo“ bei kituose „The Zooniverse“ projektuose, tyrimų įrankiais sugeneruojama tiek duomenų, jog vienam ar keliems mokslininkams juos išanalizuoti užtruktų be galo daug laiko.

„Penguin Watch“ dalyvių paspaudimai registruojami duomenų bazėje; toliau šie duomenys analizuojami mokslininkų, bei naudojami dirbtinio intelekto algoritmams apmokyti. Todėl gali būti, jog ateityje, tobulinant technologijas, padedančias nuotraukos atpažinti pingvinus ir jų aplinką, žmonių pagalbos mokslininkams reikės vis mažiau. O kol kas, „Penguin Watch“ savanorių pagalba daro proveržius pingvinų ekologijos ir susijusiose srityse.

Užuominos apie klimato kaitą – šimtamečiuose, ranka rašytuose laivų žurnaluose

Dar vienas itin didelio pasisekimo sulaukęs „The Zooniverse“ projektas – „Old Weather“. Čia mokslininkai prašo pagalbos susidoroti su kiek kitokia užduotimi – padėti perskaityti ir transkribuoti ranka rašytus laivų žurnalų įrašus net iš XIX-ojo amžiaus.

Neįtikėtina, tačiau laivų žurnaluose galima aptikti be galo daug duomenų apie tuo metu tam tikroje vietoje vyravusias oro sąlygas. Laivo įgula fiksuodavo tikslią datą, laiką, koordinates, kritulius, debesuotumą, temperatūrą, slėgį, vėjo greitį… Nors visa tai buvo registruojama dėl visiškai kitų priežasčių, šiandien šiuos duomenis galime panaudoti itin išsamiems to meto klimato tyrimams.

Pasak „Old Weather“ sukūrusių mokslininkų, šiuos istorinius duomenis analizuoti labai svarbu tam, kad suprastume kaip pasaulio klimatas keitėsi per pastaruosius du šimtus metų. Juk šiuolaikiniai klimato stebėjimai prasidėjo palyginus neseniai.

Be to, ne viena „Old Weather“ transkribuojamų laivų ekspedicijų vyko Arktyje. Šis regionas yra bene labiausiai klimato kaitos paveiktas regionas Žemėje. Tačiau duomenų apie čia anksčiau vyravusias klimato sąlygas turime labai mažai – ankstyviausi palydovų duomenys pradėti rinkti tik praeito amžiaus viduryje. Tuo tarpu „Old Weather“ laivų žurnalai gali padėti sužinoti daugybę detalių apie dar 1800-ųjų Arkties regionui būdingą klimatą.

Nuo 2010-ųjų, kai visuomenei pristatytas „Old Weather“ projektas, jau buvo transkribuota daugiau nei milijonas laivų žurnalų puslapių, o prie šios užduoties prisijungė dešimtys tūkstančių piliečių mokslininkų. Projektas veikia iki šiol – toliau puslapis po puslapio skenuojami istoriniai laivų žurnalai, ir prašoma visuomenės pagalbos!

Tarp mokslo – ir menas

„The Zooniverse“ portale yra ir ne vienas su menu, literatūra, istorija, bei humanitariniais mokslais susijęs projektas. Panašiai kaip „Old Weather“, net keli projektai kviečia visuomenę padėti transkribuoti bei suskaitmeninti įvairius ranka rašytus istorinius raštus.

Pavyzdžiui, „AnnoTate“ projektas kviečia padėti perskaityti Jungtinės Karalystės Teito muziejaus archyve esančius menininkų užrašus bei dienoraščius, taip atskleidžiant ir kitą, asmeninę žymių menininkų gyvenimo pusę.

O pavyzdžiui, „Anti-Slavery Manuscripts“ projekte piliečiai mokslininkai padeda suskaitmeninti istorinius šaltinius – laiškus, kuriuos XIX-ame amžiuje vieni kitiems siuntė prieš vergiją JAV kovojantys aktyvistai.

Labai įdomus ir „Mapping Historic Skies“ projektas, kuriame prašoma senoviniuose žvaigždynų žemėlapiuose, piešiniuose ir kituose istoriniuose šaltiniuose padėti atpažinti žvaigždynus. Šie šaltiniai iliustruoja daugiau nei 600 metų astronomijos istorijos, ir yra saugomi Adlerio planetariume, Čikagoje. O suskaitmeninti duomenys gali būti naudingi tiek astronomams, tiek meno istorikams.

Neįtikėtina, tiesa? Tai, kas prasidėjo nuo galaktikų, šiandien padeda išspręsti ir meno, literatūros, istorijos ir įvairiausių mokslo sričių galvosūkius.

Netikėti piliečių mokslininkų atradimai

„The Zooniverse“ projektų rezultatai jau išspausdinti net keliuose šimtuose mokslinių straipsnių. Dalies jų bendraautoriais tapo ir patys piliečiai mokslininkai, kurie padėjo šiuos tyrimus atlikti!

Tačiau „The Zooniverse“ savanoriai ne tik padeda mokslininkams. Ne kartą akyla piliečių mokslininkų akis bei atkaklumas nuvedė ir prie itin svarbių mokslinių proveržių, kurių vieni mokslininkai greičiausiai nebūtų įvykdę.

Vienas tokių – „Žaliųjų žirnelių“ galaktikos, „Galaxy Zoo“ projekto savanorių atrastos dar 2007-aisiais. Projekto dalyviai kai kuriose galaktikų nuotraukose pastebėjo keistus apvalius žalius objektus. Netrukus jie, pokštaujant, buvo praminti „žaliaisiais žirneliais“, ir jų nuotraukas pradėta „kolekcionuoti“ ir aptarinėti projekto forume. Po kurio laiko, pokštas tapo rimtu moksliniu klausimu, o mokslininkai, paraginti savanorių, šias nuotraukas išanalizavo ir nustatė, jog tai – iki tol nežinoma naujo tipo galaktika. Vėliau paaiškėjo, jog šiose galaktikose vyksta itin aktyvūs žvaigždėdaros procesai, o jų tyrimai jau padeda suprasti net ankstyvosios Visatos formavimosi procesus.

Kitas panašus atradimas buvo „Hanny’s Voorwerp“ objektas. Šis paslaptingas darinys buvo pastebėtas vienoje „Galaxy Zoo“ nuotraukų – be to, tos pačios dalyvės slapyvardžiu Hanny, kuri pirmoji prakalbo ir apie „žaliuosius žirnelius“.

Yra keletas versijų bandančių paaiškinti, kas šis keistas vaiduokliškas darinys. Manoma, jog tai – „šviesios aidas“, kurį sukelia supermasyvios juodosios skylės išspjautos medžiagos jonizacija.

Taigi nėra ko laukti – tiek „Galaxy Zoo“, tiek kituose „The Zooniverse“ projektuose gausu žmogaus akies nematytų ir neištirtų nuotraukų, žemėlapių, meno kūrinių… Ką gali žinoti, gal kitas pasaulinės reikšmės mokslinis atradimas įvyks Jūsų dėka?

Šaltiniai:

  • https://www.zooniverse.org
  • Simpson, R., Page, K. R., & De Roure, D. (2014, April). Zooniverse: observing the world's largest citizen science platform. In Proceedings of the 23rd international conference on world wide web (pp. 1049-1054). ACM.
  • Trouille, L., Lintott, C. J., & Fortson, L. F. (2019). Citizen science frontiers: Efficiency, engagement, and serendipitous discovery with human–machine systems. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(6), 1902-1909.
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Hanny%27s_Voorwerp

Aut. teisės: www.technologijos.lt
Autoriai: Eglė Marija Ramanauskaitė

(10)
(3)
(7)

Komentarai ()