Mokslo atradimai ne mokslininkų rankose: jei Angry Birds pabodo, pats laikas išbandyti fantastiškus „piliečių mokslo“ žaidimus

Žaidimai – tik viena pasaulyje plintančio reiškinio, piliečių mokslo (angl., citizen science), atmaina. Tiesą sakant, iniciatyvų, siekiančių paprastus žmones įtraukti į realius mokslo tyrimus, pasaulyje jau tūkstančiai. Nuo paukščių stebėjimui skirtų programų, iki realių maliarijos parazitų „medžioklės“ paprastų žaidimų, pvz., „burbuliukų šaudymo“ būdu. Ir visa tai – ne tik laisvalaikio praleidimas, bet ir įspūdingų mokslo atradimų šaltinis.

Daugybė akių: nauji mokslo perversmai

„Nedaug kam teko matyti tai, ką netrukus išvysite“ – skelbia titulinis vieno legendinių piliečių mokslo projektų – Galaxy Zoo, puslapis. Iš tiesų, daugelio projekte pateikiamų galaktikų nuotraukų jokio žmogaus akys – mokslininko, ar ne – dar niekada nepalietė. Jos keliauja tiesiai iš Sloan dangaus apžvalgos programos teleskopo į Galaxy Zoo ir į jūsų kompiuterio ekraną.

Čia jums tenka palyginus nesudėtinga užduotis – peržiūrėti galingu teleskopu darytas galaktikų nuotraukas, ir atsakyti kelis klausimus apie jų formą. Anot mokslininkų, tai – pirmas galaktikų formavimosi ir evoliucijos studijų žingsnis, tačiau modernių teleskopų sugeneruojamų duomenų kiekiai darosi nebeįveikiami individualiems mokslininkams.

Tačiau tai, jog joks mokslininkas šių duomenų dar neregėjo, sukuria progą visiems projekto savanoriams – piliečiams mokslininkams – atsidurti prie pažinimo ribos ir praplėsti ją naujais atradimais!

Būtent taip Galaxy Zoo savanoriai 2009 metais sugebėjo atrasti ir visiškai naujo tipo galaktiką, kurią patys pavadino „Žaliaisiais Žirneliais“. Savanorių dėka „žirnelius“ pastebėjo ir mokslininkai, o nuo tada atlikti tyrimai parodė, jog šios galaktikos ne tik yra unikalios formos, tačiau tarnauja ir kaip ankstyvosios visatos galaktikų formavimosi tyrimų „gyvosios fosilijos“!

Po „Žaliųjų Žirnelių“ atradimo jau išleistas ne vienas mokslinis straipsnis nagrinėjantis unikalius šių galaktikų struktūrų, žvaigždžių formavimosi ir kitus esminius galaktikų evoliucijos procesus. Naujausias „žirnelių“ straipsnis išleistas prestižiniame Nature žurnale šių metų pradžioje.

Stulbinami mokslo atradimai piliečių mokslininkų jėgomis atlikti ir kituose projektuose. Pavyzdžiui, prieš dvejus metus World Community Grid savanoriškos kompiuterijos platformos (angl., volunteer computing) savanoriai, mokslui aukodami nenaudojamą savo kompiuterio galią, padėjo išanalizuoti daugiau nei 3 mln. kandidatų vaistams nuo vaikų neuroblastomos – pavojingo vaikų vėžio. Vienu kompiuteriu šis tyrimas būtų trukęs 55 tūkst. metų! Savanoriai šią užduotį atliko ir 7 realius kandidatus atrinko vos per porą metų.

Stardust@home projekte piliečiai mokslininkai taip pat analizuoja tai, ko dar niekas nėra matęs – iš Stardust misijos parskraidinto aerogelio nuotraukas, kuriose akyla akimi reikia ieškoti į gelį įstrigusių tarpžvaigždinių dulkių. Šiuos dulkės atkeliavo tiesiai iš kosmoso į aerogelį, kuris buvo nuskenuotas mikroskopu, o nuotraukos Virtualiu Mikroskopu atsiųstos į jūsų ekraną. Mokslininkai ne tik nėra jų matę – jų pačių skaičiavimais, visų šių nuotraukų savarankiška analizė užtruktų bent 100 metų.

Stardust@home „medžiojamos“ dalelės – pirmosios tokiu būdu į Žemę pargabentos tarpžvaigždinės dulkės. Kai kurios iš jų aerogelyje atsidūrė po Stardust kosminio zondo susidūrimo su Wild 2 kometa, kitos atskriejo šviesmečius nuo tolimų žvaigždžių. Nuo projekto pradžios, piliečiai mokslininkai jau atrado 7 tarpžvaigždinių dulkių daleles – šie rezultatai skelbiami Science žurnale.

Ypatingų žinių ar mokslinio išsilavinimo nereikia

Ar tikrai gali ne mokslininkų daryti tyrimai prilygti daromiems profesionaliose laboratorijose? Pasak šią „minios indėlio“ (angl., crowdsourcing) atmainą studijuojančių mokslininkų – tikrai taip.

Visų pirma, savanoriams įvairaus sudėtingumo užduotys pateikiamos su aiškiomis instrukcijomis bei žingsnis po žingsnio sunkesnius klausimus išspręsti padedančiais orientyrais.

Be to, piliečių mokslo patikimumą lemia „minios išmintis“ (angl., wisdom of the crowd). Pavyzdžiui, Malaria Spot žaidimo patikimumą aptariamame straipsnyje teigiama, jog jei vieną mėginį peržiūri bent 22 nepatyrę žaidėjai, jų kartu pasiektas rezultatas (pvz., „sugautų“ parazitų skaičiaus tikslumas) prilygsta vieno profesionalaus laboratorijos mokslininko atsakymui. Negana to, jeigu žaidėjai bent 1 minutę prieš žaidimą praleidžia „treniruodamiesi“, tokiam pačiam rezultatui pasiekti gana 13 žaidėjų.

Turint omenyje, kad šiuose projektuose dalyvauja tūkstančiai, o kartais – ir šimtai tūkstančių piliečių mokslininkų, patikimus rezultatus pasiekti tikrai nesunku. Pavyzdžiui, originalioje Galaxy Zoo užduotyje dalyvavo 100 tūkst. savanorių, kurie per 145 projekto dienas atliko daugiau nei 40 milijonų klasifikacijų. Tai reiškia, jog kiekvieną iš 900 tūkst. originalių galaktikų nuotraukų peržiūrėjo ir klasifikaciją pateikė vidutiniškai 38 savanoriai.

Kai kuriuose projektuose daug lemia ir komandinis darbas. Pavyzdžiui, Foldit baltymų lankstymo žaidime žaidėjai formuoja komandas ir sprendžia 3D galvosūkius, taip siekdami atkurti tiriamų baltymų struktūrą. Foldit žaidėjų bendradarbiavimas 2011 m. leido per 3 savaites atrasti vieno iš ŽIV baltymų struktūrą – profesionalūs mokslininkai šį „galvosūkį“ išspręsti bandė ilgiau nei 10 metų.

Superkompiuteriai ar… žmogus plius kompiuteris?