Наука в толпе граждан

Цель Общества исследователей австралийского Большого барьерного рифа – привлечь общественность к защите «здоровья» рифов и получению сопутствующего образования. Фото со страницы Общества исследователей австралийского Большого барьерного рифа в Facebook

Сегодня, когда налицо кадровое и организационное неблагополучие российской научно-технической сферы, самое время обратиться к опыту неформальной распределенной исследовательской деятельности. В числе неформальных способов получения знаний – распределенная исследовательская деятельность, сетевая и дисперсная.

Все – в Сеть!

Сетевой наукой занимаются неформальные научные коллективы. Они, как правило, «осваивают» средства грантов. Сетевые коллективы объединяют людей, знакомых друг с другом, хотя и, возможно, разделенных большими расстояниями. Такие коллективы называют также «невидимыми колледжами». Причины интереса к неформальным проектам различны. Применительно к России таких причин как минимум две.

Во-первых, в нашей науке сегодня существенен кадровый дисбаланс. Если титульных ученых, соответствующих вывеске того или иного НИИ, еще хватает, то некогда мощный слой поддержки науки находится на грани исчезновения. Этот слой брал на себя всю рутинную работу. Имеются в виду, например, лаборанты, инженеры, конструкторы, технические писатели, юристы-патентоведы. Такие кадры можно было бы найти среди добровольцев.

Вторая причина в том, что вопрос снижения издержек исследований в российских НИИ и вузах становится жизненно важным. Такие накладные расходы, какие мы выдерживали до сих пор, не может себе позволить даже крупная западная организация, работающая в секторе корпоративной науки.

Распределенные проекты – уже признанный и перспективный инструмент реагирования на обе указанные проблемы, а возникающие устойчивые сообщества граждан-ученых могут быть хорошим дополнением к традиционным исследовательским структурам.

Гражданская толпа

Дисперсные распределенные исследования отличаются от сетевых. К дисперсным проектам относятся, например, коллективная интеллектуальная деятельность (КИД), научный краудсорсинг, наука толпы (crowd science), наука граждан (citizen science). Участники полностью автономны, а число их может достигать сотен тысяч. Среди участников много любителей без предварительного научного образования, хотя встречаются и случаи ускоренной подготовки участников в процессе выполнения проектов.

Профессиональный запрос на массовое вовлечение добровольцев в науку возник не вчера. Например, российские орнитологические сообщества не первый год инициируют небольшие локальные проекты. Известен проект «Соловьиные вечера». Он инициирован Союзом охраны птиц России. Один раз в год, в конце мая, в Москве и других городах добровольцы оперативно сообщают по телефону о случаях пения соловьев в городской черте. Частота этих случаев является важным экологическим индикатором. Проект стартовал в 2000 году, когда еще и термина «краудсорсинг» не было. Поэтому организаторы до сих пор пользуются термином «народный мониторинг».

Распределенные исследования стараются отделить от тех проектов, которые научными не являются. Краудсорсинговым проектам все чаще отказывают в каком бы то ни было научном содержании, хотя и не отрицают их как инструмент для решения творческих задач. При наличии выхода в виде научного результата проекту придается статус науки толпы (crowd science). В отличие от обычных краудсорсинговых проектов, где платежи и призы обычное дело, проекты науки толпы выполняются добровольцами, которые получают скорее моральное, а не материальное вознаграждение.

Проекты науки толпы имеют ограниченное время действия и напрямую включают добровольцев в процесс коллекционирования или аннотирования первичных данных. Некоторые проекты науки толпы преследуют образовательные цели (то есть от добровольцев требуется лишь усваивать знания).

Зачастую наука толпы лишь способ расширения общественного участия в исследовательских процессах путем решения простых и повторяющихся задач, форма коммуникации и обмена знаниями между добровольцами и учеными. Инструменты вовлечения участников могут оказаться весьма необычными. Модным термином сегодня является «геймификация» (от английского gamification, что можно несколько неуклюже перевести как «вовлечение добровольцев через игровые компоненты задач проекта»).

Наука толпы может служить средством для проведения исследовательских проектов, которые имеют мало шансов на привлечение финансирования обычных исследовательских фондов либо средств коммерческих инвесторов. Также эти проекты доказали эффективность в ситуациях, когда требуются большие усилия по сбору массивов первичных данных.

Эта форма проектной деятельности имеет не только плюсы. Обнаруживаются случаи, когда наука толпы проявляется как инструмент скрытой эксплуатации большого числа людей и злоупотребления их ресурсами.

Наука граждан (citizen science) обычно понимается как долговременное распределенное научное исследование, в которое вовлечено наряду с профессионалами значительное число мотивированных любителей или непрофессионалов. Оно может быть не связано с конкретным проектом и не всегда ограничивается временными рамками.

Это новое социальное явление является результатом эволюции успешных проектов науки толпы. Вокруг таких проектов группируются участники, которые хотят работать не только исполнителями простых заданий. Они желают обсуждать как массив первичных данных, так и промежуточные итоги проекта. Сегодня не редкость включение любителей в состав соавторов статей по проекту. Ученые готовы воспринимать непрофессиональных участников не только как бесплатную рабочую силу, но и как самостоятельных исследователей. Однако далеко не каждый научный краудсорсинговый проект дает старт развитию устойчивого исследовательского сообщества.

Непреодолимой границы между двумя обсуждаемыми типами распределенной неформальной науки не существует. Науку толпы рассматривают уже не как особую форму краудсорсинга, а скорее как особую форму науки граждан.

В тени глобальных проектов

Крупномасштабные англоязычные проекты науки толпы хорошо известны, они постоянно обсуждаются в экспертном сообществе. С участием сотен тысяч добровольцев проводится поиск внеземных цивилизаций, моделируется синтез гигантских белковых молекул, обрабатывается большой объем данных радиотелескопов. Несколько в тени оказываются небольшие локальные проекты, важные для одной страны или одного города. В них могут участвовать несколько сотен добровольцев, а рабочим языком проекта является тот или иной национальный.

Интересен опыт немецких локальных распределенных проектов. Они относятся к различным областям знаний. Например, проводится сбор эмпирических данных в поддержку исследований по педиатрии, исследуются пути миграции животных и птиц, создаются массивы геоданных, связанных с историческими личностями, проводятся оцифровка и архивирование исторических документов, коллективным образом переводятся древние тексты, проводятся наблюдения в области оптики атмосферы, создаются базы описаний экспонатов музеев.

Так, Центр Лейбница по изучению сельскохозяйственного ландшафта (ZALF) в Мюнхеберге поддерживает проект Muеckenatlas. Этот проект нацелен на мониторинг видов москитов и выявление переносимых ими болезней. Полученная коллекция насекомых имеет вид интерактивной карты Германии. В свою очередь, слои карты относятся к определенному году. Таким образом, легко проследить динамику разнообразия и миграцию популяции. Задача добровольца несложная, но ответственная. Менеджеры просят не просто прихлопнуть комарика, но умертвить с максимальной осторожностью, предпочтительно путем замораживания. Далее, доброволец дает краткое описание обстоятельств получения экземпляра, фиксирует геотеги, помещает экземпляр в плотный конверт и направляет экспертам. Географическая точка, в которой пойман тот или иной экземпляр, добавляется на карту проекта. Участие в проекте открытое для всех добровольцев. После опубликования результатов доступ к ним становится открытым.

Лейпцигский университет вовлекает добровольцев и поддерживает проект Open Philology. В проекте производится коллективный перевод античных текстов с греческого и латинского. У проекта имеется как образовательная (привлечь новых слушателей на языковые курсы), так и научная (разработка новых алгоритмов перевода) цели. Теоретически  участвовать может каждый желающий, однако какой-то начальный уровень подготовки участника все-таки требуется. Новичкам предлагаются онлайновые курсы языковой подготовки. Участники могут выбирать фрагменты текстов различной степени сложности. В процессе работы пополняется открытая база исходных текстов и переводов.

Берлинский музей естественной истории инициировал проект Wissensdinge. Силами общественности происходит постоянное пополнение базы описаний экспонатов музея. У проекта имеется только образовательная цель, считается, что научной нагрузки он не имеет. Описания редактируются и размещаются на сайте проекта. Лучшие описания или связанные с экспонатами материалы публикуются также и отдельными изданиями.

Известны проекты в области генеалогических исследований. Проекты преследуют цель создания баз данных текстов и графики, относящихся к широкому кругу исторических вопросов. Пользователи могут проследить генеалогию того или иного семейства с привязкой к географической карте.

Кибернаука граждан

Развитие Интернета и мобильных технологий существенно повышает потенциал распределенных проектов. Проекты, в которых решающую роль играют онлайн-технологии, так и называют: «кибернаука граждан». Кибернаука граждан делится на три категории: добровольческие вычисления, добровольческое осмысливание и кооперативное зондирование.

Проекты добровольческих вычислений требуют от участников всего лишь установить на своих компьютерах нужное программное обеспечение. В итоге временно не используемые мощности вовлекаются в решение общих задач проекта.

В проектах добровольческого осмысливания предполагается более трудоемкое участие, в связи с этим более серьезным является и соответствующее специализированное программное обеспечение. В первую очередь это пакеты Topcoder, Upwork и Crowdplat. Из отечественных решений известны алгоритмы, поддерживающие проект SmartCat российской компании ABBYY. Проект нацелен на создание в конечном счете  идеального облачного переводчика. Кроме того, проект поддерживает распределенную биржу труда переводчиков. Организаторы предоставляют участнику машинный перевод его текста и в обмен рассчитывают получить отредактированный вариант этого перевода. Таким образом, возникает возможность корректировки алгоритмов машинного перевода по десяткам тысяч экспертных вкладов.

И наконец, «кооперативное зондирование» тех или иных параметров, как правило, имеющих отношение к окружающей среде, предполагает наличие в смартфоне соответствующего приложения. Датчики, которыми оснащены современные смартфоны, используются в максимально возможной степени. Иногда от добровольца требуется активное участие в зондировании, а иногда смартфон выполняет нужные функции в фоновом режиме.

Самая распространенная область применения кооперативного зондирования – гидрометеорология. Надежная оценка погоды традиционно требует плотной сети метеорологических измерительных станций. «Краудсорсинговая» загрузка метеоданных может смягчить это требование. Оказалось, что сочетание обоих видов данных зондирования температуры (краудсорсинг + погодные станции) дает среднюю погрешность определения температуры, более грубую, чем погрешность при мониторинге, опирающемся только на использование краудсорсинговых данных.

Вторым по распространенности направлением массового сбора данных является уточнение разного рода картографических показателей. Собранные данные от добровольцев-участников-наблюдателей сопоставляются с данными официальных картографических учреждений. Имеют место и попытки совместить официальные картографические сети с сетью вкладов от добровольцев, вооруженных мобильными приложениями, например  FotoQuestAustria. В Австрии, в частности, эта стратегия уже привела к серьезному уточнению распределения растительного покрова по всей стране.

Наука на барьерном рифе

Неформальные структуры науки граждан уже становятся равноправной частью научной системы в развитых странах. Одно из первых правительств, которое всерьез занято практической интеграцией формальной и неформальной науки, – это правительство Австралии. Передовые позиции Австралии объясняются в числе прочих причин эффективностью науки граждан в области океанологических исследований.

В качестве одного из примеров официального сопровождения науки граждан известен 15-летний опыт работы Общества исследователей австралийского Большого барьерного рифа (Reef Check Australia, RCA). Австралийский Большой барьерный риф (ББР), самая большая экосистема Земли, тянется вдоль северо-восточного побережья Австралии. Риф оказался идеальным объектом для опеки со стороны общественности, так как его состояние постепенно ухудшается и требует постоянного мониторинга.

Созданное в 2001 году Общество исследователей австралийского Большого барьерного рифа – экологическая благотворительная организация, цель которой – привлечь общественность к защите «здоровья» рифов и получению сопутствующего образования. Проходя подготовку в обществе, добровольцы обучаются собирать данные о составе рифов и визуальных признаках их состояния, получают экологическое образование.

Сопровождение подобных – продолжительностью 10–20 лет и более – проектов науки граждан обязательно учитывает мотивацию участников. Считается, что проекты науки граждан помогают участникам разобраться в теме исследования и повысить научную грамотность. Процесс обучения может быть неформальным (спонтанное обучение) и формальным (ученые обеспечивают формальное обучение в процессе подготовки добровольцев).

Другой аспект, который всегда учитывают при сопровождении проектов, – творческий. Креативные прорывы, не являющиеся редкостью в длительных распределенных проектах, заставляют науковедов разбираться с технологиями взаимодействия участников, позволяющими разрабатывать, обмениваться и улучшать творческие стратегии. Обязательным условием развития длительного проекта является наличие интернет-форума. Это  ключевое пространство, где происходит обмен творческими достижениями.

Абсолютно очевидно, что распределенный проект – это не наука, отданная на откуп беспризорным любителям. Взаимодействие профессиональных менеджеров и добровольцев в рамках таких проектов само по себе представляет интересный объект для наблюдений.

«Верьте нам, ученые!»

Современные научные системы предполагают проведение исследований в самых различных формах. Успешные распределенные исследования в больших организациях никогда не организуются для галочки. Организация, нацеленная на научный результат, прибегает к распределенным исследованиям, если ясна задача и нужно уменьшить издержки. Хорошо известен пример компании Proctor&Gamble, которая за счет развития распределенной науки существенно сократила дорогостоящие лаборатории компании.

Однако и вне стен формальных организаций распределенные исследования могут рассчитывать на большое будущее. И наука толпы, и наука граждан устраняют барьеры между традиционной «институциональной» наукой и гражданским обществом. Распределенные проекты становятся все более профессиональными, однако они не содержат угрозы деятельности формальных иерархических структур. Обе практики получения новых знаний – формальная и неформальная – не имеют оснований для конфликтов.

Признают ли в перспективе профессиональные элиты науку граждан? Эти элиты довольно консервативны и очень критично настроены по отношению к внешним веяниям. Поэтому нерешенные проблемы, с которыми сталкиваются неформальные распределенные проекты, в частности эпизодическая невозможность обеспечить надежность их результатов, могут воспрепятствовать их широкому признанию со стороны профессионального научного сообщества.

Будем надеяться, что мерой признания распределенных исследований станет не утвердившаяся экзотическая стратегия научной деятельности, а успешная интеграция таких проектов в существующую научную практику.