Siamo tutti scienziati. L’avvento e le potenzialità della “Crowd science”

Pubblicato: 4 gennaio 2012 da ive in Energia, News & Articoli, Ricerca
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Trascrizione a cura di Daniel Iversen 

Gareth Cook, The Boston Globe, Stati Uniti

(tradotto dalla rivista “Internazionale”)

Dall’astronomia all’ecologia fino all’epigrafia, aumentano i siti scientifici che chiedono aiuto agli utenti del web per analizzare i loro dati. Con risultati sorprendenti.

Alla fine dell’ottocento un gruppo di archeologi britannici scoprì per caso quella che sarebbe diventata la discarica più preziosa del mondo. Si trovava sul versante occidentale del corso principale del Nilo, vicino alia città di Ossirinco, cinque giorni di viaggio a sud di Menfi. Già allora i cumuli di spazzatura erano molto ricercati dagli storici, ma a rendere unica la discarica di Ossirinco era l’eccezzionale aridità del sito.                       II livello freatico era molto basso e le piogge erano praticamente inesistenti. I papiri di duemila anni ritrovati tra i cumuli – e i test che contenevano – erano sorprendentemente ben conservati.

Circa 500 mila documenti furono prelevati e inviati all università di Oxford, in Gran Bretagna. Da allora, sono stati meticolosamente trascritti e tradotti da generazioni di studiosi. Sono manoscritti ricchi, affascinanti e molto vari. Tra i testi sono stati ritrovati alcuni componimenti del commediografo ateniese Menandro e il discusso Vangelo di Tommaso, oltre a testimonianze di vita quotidiana come appunti personali, atti di acquisto di asini, certificati e cerimoniali di magia sessuale.
I ritmi di lavoro, tuttavia, sono stati lentissimi.  In più di cento anni gli studiosi sono riusciti a venire a capo solo del 15 per cento del materiale raccolto.
Sembrava che ci sarebbero voluti secoli prima di portare a termine l’opera. Poi, alcuni mesi fa, i papirologi hanno avuto un’idea. Hanno creato un sito web chiamato Ancient Lives e si sono inventati un gioco che permette agli utenti di interpretare da casa le immagini contenute nei papiri, fornendo agli studiosi un aiuto per la trascrizione in greco antico. I contributi sono stati numerosissimi. In pochi mesi gli utenti hanno aiutato i ricercatori a completare quattro milioni di trascrizioni. Sono state recuperate opere di Tucidide e Aristofane, il saggio Sull’intelligenza degli animali di Plutarco e molti altri testi antichi.

Ancient Lives è un esempio di un nuovo approccio agli studi, chiamato
crowd science o citizen science (scienza della folla o scienza dei cittadini). L’idea è rimettere in moto dei progetti di ricerca abbandonati attingendo al tempo libero e all’entusiasmo del pubblico.  In pochi anni i progetti di crowd science hanno prodotto risultati  importanti nei campi più diversi, dall ecologia alla ricerca sull’aids fino all’astronomia. Oltre ad accelerare la ricerca in diversi settori, questo approccio può far cadere le antiche barriere che separano gli esperti del mondo accademico dai dilettanti e dai curiosi di tutto il mondo. “Chiedere agli utenti di aiutarci a trascrivere i papiri in greco antico può sembrare un compito spropositato, ma in realtà si tratta solo di riconoscere degli schemi, ed è una cosa che il cervello umano fa benissimo”, spiega James Brusuelas, che fa parte dell equipe di studiosi di Ancient Lives.

La crowd science ha successo perché risponde in modo creativo a un problema centrale della scienza nel ventunesimo secolo: l’eccesso di informazioni. Nel caso dei papiri, gli studiosi di Oxford si sono trovati davanti a una mole immane di lavoro in seguito al ritrovamento di un tesoro nascosto. Ma spesso sono gli scienziati stessi a produrre una quantità di dati che poi non hanno il tempo di interpretare. Ogni notte centinaia di telescopi robotizzati scandagliano il cielo scaricando terabyte di immagini sui server.  Dai laboratori di biologia arrivano fiumi di sequenze genetiche. Lo  stesso succede in molti altri campi, dalla fisica delle particelle alle scienze ambientali. E i ricercatori si chiedono come gestire tutte queste risorse. Per ora, la nuova scienza dei cittadini ha interessato una minuscola parte della ricerca mondiale. Ma l’immediato successo, ,che ha lasciato di stucco anche gli ideatori, fa pensare che con il tempo le  collaborazioni tra professionisti e dilettanti potrebbero cambiare significativamente il panorama della scienza: il lavoro di ricerca, un tempo dominio esclusivo di pochi esperti, potrebbe essere affidato a un bacino potenzialmente infinito di cervelli.

Tutto questo ha un corollario preoccupante, cioè che la scienza moderna, per come è organizzata oggi, limita le nostre capacità di apprendimento. L’idea di ricorrere a scienziati dilettanti risale ad almeno un secolo fa. A Natale del 1900, agli albori del movimento ambientalista americano, l ornitologo Frank Chapman organizzò un censimento degli uccelli. Gruppi di appassionati cominciarono a raccogliere dati da Toronto, in Canada, Baldwin, in Louisiana, scoprendo 89 specie tra cui l’anatra nera americana, il picchio muratore pettofulvo e la gracula comune. Mai tanti dati erano stati raccolti in un solo giorno. Da allora il Christmas bird count è diventato una tradizione della contea di Audubon, in lowa, a cui ogni anno partecipano circa 6omila persone.
I dati accumulati negli anni si sono rivelati molto preziosi per i ricercatori. Oggi si possono contare le lucciole, le aringhe e le coccinelle. Si censiscono ragni, pipistrelli e barriere coralline. Una nuova applicazione per l’iPhone, chiamata Noah (Networked organisms and habitats, organismi e habitat in rete), permette agli utenti di fotografare le specie e di scambiare informazioni con ricercatori e appassionati. Secondo la Bbc, una App sviluppata in Gran Bretagna chiamata iSpot ha portato alla scoperta di due specie mai registrate prima in Inghilterra. Alcuni programmi usano reti di osservatori per annotare tempi di alcuni eventi naturali – per esempio l’arrivo dei calibrìi o il germogliare delle piante – che forniscono informazioni sui cambiamenti climatici del pianeta. Nessuno di questi progetti sarebbe possibile senza l’aiuto di tanti dilettanti che si mettono al servizio della scienza in tutto il mondo.

Una piccola rivoluzione

Grazie a internet le possibilità si sono moltiplicate. Oggi le persone comuni possono aiutare gli studiosi anche in altri modi. Per esempio, mettendo a disposizione i loro computer. Il progetto più famoso di questo tipo è SETI@home, un esperimento di “calcolo distribuito” lanciato nel 1999. I volontari scaricavano un software che, nel momento in cui non usavano il computer, analizzava dei dati radiotelescopici provenienti dallo spazio alla ricerca di segnali di intelligenza extraterrestre.

Negli ultimi tempi, però, c’è stata una svolta affascinante. Dopo aver messo a disposizione il tempo libero dei loro computer, le persone hanno cominciato a mettere a disposizione il tempo libero dei loro cervelli: si è passati dall’elaborazione distribuita al pensiero distribuito.

Chris Lintott, un astronomo dell’università di Oxford, ha cominciato a collaborare a progetti di questo tipo nel 2007, dopo una chiacchierata con uno studente davanti a una pinta di birra al Royal Oak, tradizionale punto di ritrovo degli astronomi di Oxford. Lo studente, Kevin Schawinski, aveva appena finito di classificare la bellezza di cinquantamila immagini di galassie per un progetto scientifico. Ma era solo all’inizio: perché il progetto andasse a buon fine doveva classificarne un milione. “Ho guardato in faccia Kevin e ho capito che dovevamo trovare un altro metodo” racconta Lintott.
Cosi nel 2007 è nato Galaxy Zoo. I due studiosi hanno pubblicato su un sito web delle istruzioni semplici per classificare le galassie in base al loro aspetto. Poi hanno caricato una serie di immagini non ancora catalogate.

Galaxy Zoo ha avuto un tale successo che pochi giorni dopo la partenza i server stavano per andare in tilt. Dal suo appartamento nel sud est dei Paesi Bassi un insegnante ha scoperto una strana nube verde mai osservata prima, e i dati astronomici del progetto sono stati usati in molte pubblicazioni scientifiche. Cosi Lintott e gli altri organizzatori hanno deciso di estendere Galaxy Zoo ad altri campi, tra cui le esplosioni solari e i cambiamenti climatici, dandogli il nome di Zooniverse (anche il progetto Ancient Lives fa parte di Zooniverse).
Nel frattempo si stanno aggiungendo nuovi studiosi e istituti di ricerca: un famoso sito chiamato scienceforcitizens.net ha lanciato più di quattrocento progetti, e il fondatore si aspetta di raggiungere quota mille in un anno.

Questo approccio è un traguardo importante nella storia della scienza, perché ha trovato un nuovo modo di sfruttare la forza della mente. Molti progetti, in particolare quelli in cui si richiede l’interpretazione di immagini complesse, non possono essere svolti neanche dai computer più avanzati. Identificare le cellule cancerose è un esempio. Un altro è classificare le galassie. Un altro ancora è riconoscere le lettere del greco antico, sbiadite dal tempo e scritte in modo ingarbugliato, magari senza spazi tra una parola e l’altra.

Internet è lo strumento ideale per affidare la soluzione di questi
problemi ai cervelli delle persone, i veri super-computer del pianeta.
Una scoperta recente ha messo in evidenza quanta può essere prezioso il lavoro dei volontari. Per i biologi è fondamentale interpretare le forme tridimensionali assunte dalle molecole delle proteine all’interno del corpo umano. Le proteine, che hanno un ruolo importante in diversi aspetti della vita, tendono a ripiegarsi e a prendere forme difficilmente prevedibili, anche una volta stabilita la loro composizione chimica. II ripiegamento delle proteine è un’ostacolo alla ricerca su molte malattie. Un gruppo di scienziati dell’università di Washington ha creato un gioco chiamato Foldit, che propone ai giocatori l’immagine di una molecola proteica e fornisce una serie di strumenti simili a quelli di un videogioco per piegarla. Meno energia si usa per mantenere la molecola in una particolare forma – cioè piu si avvicina alla soluzione naturale – più aumenta il punteggio del giocatore. Foldit è un gioco che puo dare dipendenza e richiede un’elevata capacita di ragionamento spaziale.

Alcuni giocatori sisono rivelati molto abili, al punto che i ricercatori hanno cercato di sfruttarii per risolvere problemi più complessi. A settembre gli scienziati hanno annunciato che un team di giocatori ha decifrato il piegamento di una proteina molto importante nella ricerca sull aids.
In un rapporto che descrive i risultati dell’esperimento pubblicato su Nature Structural & Molecular Biology, gli studiosi hanno spiegato che è stato superato un vecchio limite: “Negli ultimi tempi si è parlato molto del potenziale del crowdsourcing e dei giochi, ma questo è il primo caso documentato in cui i giocatori online hanno risolto un antico problema scientifico”.

Foldit è la dimostrazione più evidente di come il pubblico può
contribuire a un progetto scientifico. E il suo successo sottintende una forte critica al modo in cui la comunita scientifica e strutturata oggi.
La scienza è per molti versi una società chiusa, organizzata in piccoli feudi di studiosi altamente specializzati. Questo significa che solo poche menti si dedicano alla soluzione di un problema. Prima di Foldit, per esempio, il problema del ripiegamento delle proteine era studiato solo da un numero relativamente ristretto di esperti, mentre è stato dimostrato che anche dei ragazzini di 13 anni possono dare un contributo concreto semplicemente giocando a un videogame.

Premiare la condivisione

II sistema di oggi risente in parte della forza della tradizione, ma l’ostacolo maggiore al suo superamento è il fatto che gran parte dei dati scientifici non viene condivisa. Uno scienziato lavora sodo per produrre dati originali e si aspetta di essere premiato con la pubblicazione di un articolo in cui descrive un nuovo fenomeno.
Preferisce non condividere i suoi dati, meno che mai con degli estranei, per lo stesso motivo per cui un giornalista non vuole diffondere i suoi appunti prima di pubblicare un’inchiesta. L’interesse degli scienziati a mantenere la riservatezza sui dati e a prendersene il merito, in parole povere, si scontra con l’interesse della società ad affrontare alcuni problemi attraverso la cooperazione di più cervelli.
Ci sono delle eccezioni, come le grandi serie di dati astronomici e biologici messe a disposizione di tutti gli utenti interessati.
Ma secondo Michael Nielsen, ex fisico teorico e autore di Reinventing discovery: the new era of networked science, il boom tecnologico degli ultimi dieci anni, che ha permesso a un gran numero di persone di collaborare e condividere informazioni, non ha coinvolto il mondo scientifico, che non si è minimamente impegnato per cercare di condividere i dati in modo produttivo.

Per favorire il cambiamento, il governo statunitense ha invitato la comunità scientifica a essere piu collaborativa e a condividere più rapidamente le sue scoperte. Nel mondo accademico si sta studiando un sistema per premiare i ricercatori in base al loro contributo alla comunità e non solo in base alle pubblicazioni. “E essenziale che gli scienziati siano premiati quando  condividono delle informazioni , dice Nielsen.
E’ un problema complesso, e secondo Nielsen i reali benefici della scienza in rete si vedranno tra alcuni decenni. Ma anche se la scienza diventasse più aperta, ci sono dei limiti pratici: ci vuole una particolare abilità, e molto impegno, per riconoscere quali problemi possono essere affidati a una folla di persone e predisporre i sistemi necessari per far collaborare queste persone in modo produttivo. Non è sempre facile stabilire quando questo metodo fa progredire un progetto e quando invece lo rallenta. Con il tempo, però, potrebbe emergere un nuovo tipo di scienziato, la cui abilita consisterà nell’individuare i problemi e nel realizzare progetti che attingano alle capacità di una comunità sparpagliata e varia.
La scienza va avanti grazie alle scoperte, e a quanta pare siamo entrati in una fase di democratizzazione delle scoperte. Una persona qualunque può accorgersi che il braccio lungo di una proteina si ripiega in un certo modo.Una donna che non è mai andata all’università può fornire la trascrizione cruciale per capire che dietro una serie di zampe di gallina si nasconde una poesia d’amore scritta duemila anni fa. Nessuno può dire dove siamo diretti, ma tra i pionieri della crowd science c’è la sensazione di aver messo le mani su un’importante risorsa mai sfruttata prima.

“Finora”, dice Lintott, “abbiamo potuto contare solo su una piccolissima parte dell’attenzione che normalmente la gente dedica ai talk show”. fas

Fonte: Internazionale

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commenti
  1. Mr. Spectator ha detto:

    Davvero molto interessante. E’ stupefacente come abbiano unito il gioco alla ricerca. Senza questo articolo probabilmente non ne sarei mai venuto a conoscenza.
    Sergio

  2. laurin42 ha detto:

    Ma è fantastico!
    Questa applicazione dei giochi come risorsa per la ricerca non è la sola.
    Senz’altro conoscete Zooniverse per la didattica o altri come Spore, dove i ragazzi imparano a creare civiltà secondo le loro preferenze alimentari.
    Del resto i cuccioli, anche umani, imparano giocando.
    E servirebbero molti più articoli su queste risorse!
    Intanto vi segnalo sul mio Twitter
    Love
    L

    • desversen ha detto:

      certo 🙂 movimento come zeitgeistitalia promuvono l’opensource e il metodo scientifico, per non parlare dell’unione delle due cose 🙂

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