Citizen Science: Eine Plattform für Nonprofessionals

Eine Flut ansonsten nicht erhältlicher Daten und eine Renaissance hochentwickelter Tools für die Zusammenarbeit sorgten dafür, dass die Errungenschaften und Möglichkeiten der Citizen Science 2014 Schlagzeilen machten. Im Februar fand auf der Jahrestagung der American Association for the Advancement of Science die Gründung der Citizen Science statt Verein wurde angekündigt. Im März bat ein Forscherteam der Universität Oxford die Bürgerwissenschaftler um Hilfe bei der Durchführung von Klimasimulationen auf ihren PCs, um Zusammenhänge zwischen dem Klimawandel und dem Rekordniederschlag 2013/14 im Vereinigten Königreich zu erkennen. Im April wurden von Bürgerwissenschaftlern gesammelte Mikroben zur Internationalen Raumstation geschickt, um ihr Wachstum in der Schwerelosigkeit zu testen. Ein im Mai gestartetes Programm ermutigte neugierige Menschen, GPS-Transponder an ihren Katzen im Freien anzubringen, damit ihre Bewegungen untersucht und ihre Auswirkungen auf die Umwelt gemessen werden konnten. Im August forderte ein australisches Programm Freiwillige auf, die ab Ende des 19. Jahrhunderts beim Durchsuchen digitalisierter Schiffslogbücher helfen sollten und das 20. Jahrhundert für Beobachtungen über das Wetter, die helfen könnten, langfristige Klimamuster zu etablieren.

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Nichtprofessionelle Wissenschaftler aller Erfahrungsstufen und Interessengruppen wurden zunehmend von bürgerwissenschaftlichen Initiativen angezogen, weil sie die Möglichkeit hatten, Fähigkeiten und Talente (die ansonsten beruflich sein könnten) einzusetzen, um ein größeres Ziel zu erreichen. Obwohl professionelle Wissenschaftler und ihre Kollegen weiterhin die Vorteile der Erhebung von Daten durch Personen ohne Berufsausbildung untersuchten und diskutierten, bestand allgemeine Übereinstimmung darüber, dass die Öffentlichkeit eine mächtige Ressource war, die noch nicht vollständig genutzt wurde. Die Fähigkeit zur verteilten Arbeit an Projekten, die ansonsten Jahre gedauert hätten, wurde durch Hunderttausende von Klicks belegt, die durch fotografische Identifizierungsprojekte erzielt wurden, die darauf abzielten, Galaxien in Bildern zu klassifizieren, die von Weltraumteleskopen aufgenommen wurden, und die Arten von Tieren zu dokumentieren, die eingefroren sind in unzähligen Aufnahmen von Motion-Capture-Kameras in der Serengeti-Ebene in Tansania. Selbst Aufgaben, die so wenig Investitionen erfordern wie ein Mausklick, könnten zum Korpus wissenschaftlicher Erkenntnisse beitragen.

Citizen Science definieren.

Das Spektrum der Projekte und Initiativen, die unter das Dach der Citizen Science fallen - auch als Beteiligung der Öffentlichkeit an der wissenschaftlichen Forschung (PPSR) bezeichnet -, ist breit, und daher wird eine formale Definition diskutiert. Der Begriff wird allgemein verstanden, um die Sammlung und / oder Analyse von Daten durch Nichtwissenschaftler zu beschreiben. Zu den Faktoren, die die Verfeinerung dieser Definition beeinflussen, gehören das Fachwissen und die Motivationen der Teilnehmer. Ein Bürgerwissenschaftler kann jeder sein, von einem betroffenen Freiwilligen, der mehrmals im Jahr die lokale Wasserqualität prüft, bis zu einem engagierten langjährigen Vogelbeobachter, der gewissenhaft Daten über lokale Vogelpopulationen aufzeichnet. Daher gibt es unter den Bürgerwissenschaftlern große Unterschiede in Bezug auf Qualifikation und Motivation. Die Motive von jemandem, der sich Sorgen um die lokale Wasserqualität macht, sind hoch und die erworbenen Fähigkeiten diskret, während ein Vogelbeobachter hauptsächlich durch Vergnügen motiviert sein kann und somit eine breite Fähigkeit erworben hat, die fast der eines professionellen Wissenschaftlers entspricht.

In einem Bericht des Zentrums zur Förderung des informellen naturwissenschaftlichen Unterrichts (CAISE) aus dem Jahr 2009 wurde behauptet, dass Modelle der Citizen Science als beitragsabhängig, kollaborativ oder mitgeschaffen verstanden werden können. Beitragsmodelle fordern hauptsächlich Daten von Laien an, während kollaborative Modelle Analysen und die Entwicklung experimenteller Ideen anfordern können. Mitgeschaffene Modelle werden von Laien initiiert, die professionelle Wissenschaftler um Rat zu Versuchsplänen und Ausführung bitten. Ein viertes Modell, das zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist das Design und die Selbstverabreichung von medizinischen Studien durch Patienten, die möglicherweise nur ungern den langsamen Fortschritt der Forschung zu selteneren Erkrankungen ertragen. Obwohl einige dieser Studien streng durchgeführt und einer Peer-Review unterzogen wurden, stehen Mediziner den Stichprobengrößen und den Fähigkeiten zur Datenberichterstattung weiterhin skeptisch gegenüber. Projekte wie That's My Data!, Die 2011 gegründet wurden, sind ein glückliches Medium, bei dem Patienten Wissenschaftlern freien Zugang zu ihren genetischen Daten gewähren, um Zugang zu darauf basierenden Forschungsergebnissen zu erhalten.

Kürzliche Entwicklungen.

Das Internet hat in den letzten zwei Jahrzehnten der bürgerwissenschaftlichen Bemühungen einen Aufschwung in Bezug auf Partizipation und Innovation ausgelöst. Langjährige Programme wie der Christmas Bird Count (betrieben von der National Audubon Society) und der Great Backyard Bird Count (verwaltet vom Cornell Lab of Ornithology zusammen mit der Audubon Society) gingen Ende der 1990er Jahre online. Insbesondere Cornells Programme wurden zum Vorbild; Ihre verschiedenen Vogelbeobachtungsprogramme haben mehr als 200.000 Teilnehmer angezogen, schätzungsweise nur ein kleiner Teil der Millionen von Vogelbeobachtern, deren Beobachtungen genutzt werden könnten.

1999 startete die University of California in Berkeley ihr wegweisendes Projekt. SETI - Search for Extraterrestrial Intelligence - verwendete die Computer von Privatpersonen, um Tausende von Signalen von Radioteleskopen auf Hinweise auf außerirdische Kommunikation zu analysieren. Berkeley veröffentlichte 2002 die Plattformsoftware Berkeley Open Infrastructure für Network Computing (BOINC). Seitdem wurde sie für mehr als 60 verschiedene Projekte mit rund zwei Millionen Benutzern angepasst.

Andere Online-Projekte stützten sich auf die kognitiven Fähigkeiten von Bürgerwissenschaftlern. Ein solches Projekt war das, bei dem Benutzer die mikroskopischen Tunnel identifizierten, die durch interstellaren Staub in Querschnitten aus einem Block eines als Aerogel bekannten Materials erzeugt wurden, das Teil der Nutzlast war, die mit der NASA Discovery-Mission 1999 gestartet wurde. Das Projekt, das 2006 gestartet wurde, zog eine engagierte Gruppe von Benutzern an, die sich mit der Analyse der kryptischen körnigen Fotos befassten. Forscher der Universität Oxford stellten diesen Erfolg fest und starteten 2007 den Galaxy Zoo, in dem die Teilnehmer gebeten wurden, Bilder von Galaxien als spiralförmig, elliptisch oder verschmelzend zu klassifizieren. Die Hunderttausenden von Online-Teilnehmern des Projekts klassifizierten mehr als eine Million Galaxien und generierten Daten, die in mehreren Dutzend Forschungsarbeiten verwendet wurden. Der Galaxy Zoo hat ein ganzes Ökosystem ähnlich strukturierter Projekte hervorgebracht, das als Zooniverse bekannt ist.

2007 erhielt das Cornell Lab of Ornithology Mittel der National Science Foundation (NSF), um eine Konferenz zur Entwicklung eines Citizen Science Toolkit abzuhalten, einer Reihe digitaler Ressourcen und Tools, mit denen Bürgerwissenschaftler ihre eigenen Projekte starten und sich mit ähnlich interessierten Personen in Verbindung setzen können Menschen. In diesem Jahr half die NSF auch beim Aufbau von CAISE. Im August 2012 hatte die Ecological Society of America ihre erste Konferenz zum Thema Citizen Science.

Das Aufkommen von Smartphones hat es Benutzern ermöglicht, die 1996 entwickelte Technologie einzusetzen, um Nashörner in Südafrika zu verfolgen und alles, von Kröten bis zu Walen, in Echtzeit im Auge zu behalten. Diese kostenlose Software, CyberTracker, kann auch für andere Zwecke entwickelt werden: Sie wurde auch zur Verfolgung von Straftaten verwendet.

Eine kurze Geschichte.

Citizen Science ist kein neues Phänomen. Bis zur zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts war die Wissenschaft eine weitgehend berufliche Tätigkeit oder eine mit rein praktischen Zielen wie der Überwachung der Erntezeiten. Daten und Exemplare, die von Amateur-Naturliebhabern gesammelt wurden, waren für die schwedische Botanikerin Carolus Linnaeus und den britischen Naturforscher Charles Darwin von unschätzbarem Wert, die selbst Autodidakten waren und große Netzwerke von Nichtfachleuten pflegten, die Material für ihre Forschung mitschickten.

Einige Datensätze erstrecken sich über lange Zeiträume und sind weiterhin relevant. Aufzeichnungen über Kirschblütenzeiten, die bereits im 11. Jahrhundert von japanischen Hofschreibern geführt wurden, ermöglichen eine Analyse zusammen mit aktuellen Daten, um Muster des Klimawandels und seiner Folgen zu ermitteln. Noch kleinere Datensätze, wie die Aufzeichnungen der Knospungs- und Blütenzeiten (1851–58) des amerikanischen Naturforschers Henry David Thoreau in Concord, Massachusetts, wurden zusammen mit anderen Aufzeichnungen gepatcht, um Extrapolationen von Veränderungen im Laufe der Zeit zu erstellen. Ein 1881 eingerichtetes Programm zur Überwachung der Vogelwanderung wurde vier Jahre später vom US-Landwirtschaftsministerium verabschiedet und bis 1970 weitergeführt. Die Tausenden von Aufzeichnungen des nordamerikanischen Vogelphänologie-Programms werden derzeit von Freiwilligen digitalisiert und transkribiert.

Obwohl der Anstieg der Mittel für Wissenschaftsprogramme an Universitäten im späten 19. Jahrhundert zu einer zunehmenden Professionalisierung und Formalisierung der Wissenschaft führte, ließ die Citizen Science nie wirklich nach. Die Finanzierung blieb begrenzt, und der Wert der Beiträge von Laien diente dazu, Lücken zu schließen. Die Arbeitskräfte, die beispielsweise durch die 1900 initiierte Weihnachtsvogelzählung geschaffen wurden, konnten kaum mit dem Feldforschungsbudget eines Ornithologen mithalten.

Entdeckungen und Perspektiven.

Crowd-Sourcing-Wissenschaft boomt, da strenge finanzielle Zwänge die Erfindung kostengünstiger und kostenloser Forschungsmodelle erfordern und immer mehr vernetzte Laien sich ihrer Fähigkeit bewusst werden, manchmal mühelos zum Wohl der Allgemeinheit beizutragen, indem sie ihre Beobachtungen mitschicken oder einfach nur eine App auf einem Smartphone installieren. Es scheint, dass die Technologie tatsächlich organisatorischer wird, wenn Menschen beginnen, Geräte auf eine Weise einzusetzen, die echte Auswirkungen darauf hat, wie sie ihre Umgebung wahrnehmen und damit mit ihr interagieren. Obwohl einige befürchten, dass die Gesellschaft in der digitalen Welt verloren gegangen ist, bleibt die Tatsache bestehen, dass die digitale Technologie es den Benutzern ermöglicht, sowohl ihre Wahrnehmung der Realität zu verbessern als auch das Allgemeinwissen zu erweitern, indem sie es auf sinnvolle Weise teilen.

Im Januar 2013 beobachtete ein 14-jähriger ukrainischer Junge, der Meeresbodenaufnahmen im Live-Feed von Ocean Network Canada beobachtete, einen Seeelefanten, der einen Hagfish fast 894 m unter der Oberfläche verschlang. Der Great Backyard Bird Count startete im Februar 2013 sein erstes globales Ereignis, bei dem Tausende von Vogelbeobachtungen aus allen Kontinenten gemeldet wurden. Im Juni 2013 wurden 12 Citizen Science-Förderer im Rahmen des Champions of Change-Programms des Weißen Hauses geehrt.

Die Bemühungen einer Gruppe von Bürgerwissenschaftlern, einen außer Betrieb befindlichen NASA-Satelliten zu befehligen und in die Erdumlaufbahn zu bringen, scheiterten schließlich im Juli 2014 an einem fehlerhaften Antriebssystem. Das Projekt, für das erhebliche Crowd-Sourcing-Mittel bereitgestellt wurden, deutete jedoch auf eine neue Ära der Zusammenarbeit zwischen professionellen Wissenschaftlern und ihren Bürgern hin. Anfang des Jahres hatte ein Wissenschaftler der North Carolina State University erfolgreich ein Experiment wiederholt, das von einem Bürgerwissenschaftler entworfen wurde, um die Salinitätstoleranz von invasiven Feuerfischen zu testen. Dieser Bürgerwissenschaftler war in der sechsten Klasse.