Når mange små hjerner tænker bedre end få store

Et videnskabeligt opdagelsesspil om at folde proteiner viser, hvordan store og svære forskningsprojekter kan nyde godt af almindelige menneskers hjælp via nettet. Mange lignende projekter er allerede skudt i gang.

Læs hele artiklen med kommentarer på ing.dk

Galileo Galilei var den første, der inviterede folk til at se nattehimlen igennem sin kikkert. Selvom kirken ifølge overleveringen ikke tog imod invitationen, var Galileos gestus et vigtigt skridt for udbredelsen af den videnskabelige tænkning.

Nu er vores civilisation muligvis klar til en lignende og lige så betydningsfuld gestus: en invitation til alle mennesker om at deltage i ægte videnskabelig forskning via distribueret tænkning på nettet.

De nye digitale medier har gjort det muligt. Har du for eksempel lyst til at hjælpe med galakse-klassifikation og finde nye objekter i rummet? Besøg zooniverse.org. Er du mere interesseret i at opdage nye pulsarer? Så kan du deltage i Einstein@Home. 'Tillykke, du har fundet et nyt medikament!' kunne være resultatet af din deltagelse i foldit@home, et forskningsprojekt, der bruger et spil-interface til at få amatører til finde de optimale konfigurationer på store og komplicerede proteiner.

Fænomenet er så nyt, at det endnu ikke har noget regulært navn. Skulle man kalde det frivillig kognition? Borgervidenskab? Crowdsourcing? Populærforskning? Distribueret tænkning? Eller noget helt sjette?

Men én ting er sikkert: Der vil komme flere og flere projekter, som inddrager almindelige mennesker i alle led af forskningsprocessen. Og ud over at hjælpe videnskaben, har fænomenet også potentialet til at revolutionere uddannelserne, for der er intet som er mere motiverende for at lære noget end at kunne hjælpe til med at løse ægte problemer, sådan som de viser sig ude i det virkelige liv.

»Vi vil gerne vise, at der kan komme ægte forskning ud af det,« siger fysikeren Francois Grey fra Cern i forbindelse med den første konference om 'citizen cyberscience' i London, der blev afholdt i begyndelsen af september.

»I modsætning til bare at stille sin computer til rådighed, når man ikke bruger den, kræver de nye projekter inden for den frivillige tænkning mere arbejde. Et godt eksempel er foldit@home, og offentliggørelsen af de frivilliges resultater i fagtidsskriftet Nature gjorde, at forskerne nu for alvor begynder at lytte,« siger Francois Grey.

Bedre end den bedste ekspert
Mange eksperter, som ikke har kendt noget til disse projekter tidligere, har været målløse over at se, hvordan de frivillige amatører regelmæssigt kan slå de bedste supercomputere, når det gælder om at finde innovative løsninger på svære beregningsproblemer.



 Galaxy Zoo 
Den hollandske biologilærer Hanny van Arkel opdagede i 2007 et nyt objekt i rummet, da hun deltog i Galaxy Zoo under Zooniverse-projektet. Mens hun klassificerede galakser på nettet, så hun en mærkelig grøn klat ved siden af en spiralgalakse. »Den lignede en dansende grøn frø,« siger hun, »og så spurgte jeg bare forskerne om, hvad det var.« 

Hanny's Voorwerp, som objektet er blevet døbt, har vist sig at være en helt ny og hidtil ukendt type af objekt, som forskerne stadig diskuterer, hvad er. Hele tre videnskabelige artikler er det blevet til, og hun er medforfatter i dem alle. Den nyeste forklaring går ud på, at objektet er en kæmpe gassky, som opvarmes af stærk stråling fra et sort hul i centrum af nabogalaksen.


I spillet Foldit skal man f.eks. forsøge at score så mange point som muligt ved virtuelt at bøje og vride en proteinstruktur, så den minimerer sin interne energi. Alle parametre og data er taget direkte fra en virkelighedstro proteinsimulator kaldet Rosetta. I en test mod supercomputere, viste folks rumlige intelligens sig at være bedre end den bedste computer fem ud af ti gange. Tre gange var folk lige så gode som computeren, og to gange var de dårligere.

Spørgsmålet er nu, hvordan i alverden glade amatører kan være bedre til at folde proteiner end de bedste supercomputere, programmeret af de bedste videnskabsfolk på området. Ifølge lederen af foldit@home, Zoran Popovic fra University of Washington, skyldes det menneskers forbløffende kognitive fleksibilitet.

»Når vi motiveres til at koncentrere os om et bestemt problem, så virker det næsten, som om vores kognitive evner er grænseløse,« siger Popovic.

»Især når vi samarbejder om et problem i grupper, samler vores kollektive intelligens så mange kreative ideer og tilgange, at det skaber en forbløffende alsidighed.«

Efter at artiklen om Foldit blev publiceret i Nature 5. august i år, har mange forskere skrevet til Popovic og spurgt om mulighederne for at bruge Foldit-projektets tilgang på andre videnskabelige problemstillinger.

»Vi kan se, at videnskabelige opdagelsesspil begynder at etablere sig som en metode til at løse meget svære problemer, der ellers ville være kommet til kort, hvis man kun brugte computere eller kun mennesker,« siger Popovic og tilføjer, at »mange af de vigtigste forskningsspørgsmål nu om dage falder i den kategori,« siger han.



 kaggle.com 
Anthony Goldbloom har grundlagt platformen kaggle.com, som specialiserer sig i at forudsige fremtiden ved hjælp af frivillige statistikere og matematikere, som har lyst til at afprøve deres kunnen. Nye problemer og nye udfordringer udbydes i form af statistiske konkurrencer, hvor den bedste metode vinder en pris. Indtil videre har Kaggle-deltagere slået de bedste betting-bureauer og banker i at forudsige vinderen af Melodi Grand Prix 2010 og VM i foldbold. 

»Vores største succes var vores konkurrence om at udpege de genetiske markører i hiv's genetiske kode, der forudsiger en ændring af virulensen,« siger Goldbloom. »I løbet af en uge har de bedste bidrag overgået de bedste metoder i den videnskabelige faglitteratur. Efter tre måneder havde de bedste forslag udkonkurreret den videnskabelige state-of-the-art med ti procent. Det var et ekstraordinært resultat.«


Holdet bag Foldit er nu i gang med at udvikle spil til at opdage nye medikamenter og designe nye vacciner. Succesoplevelsen har også fået dem til at forsøge at revolutionere matematik- og naturfagsundervisningen ved at lave et spil, som dækker nogle af de svære hurdler i børns uddannelsesforløb.

»Vi vil afprøve vores ideer i skoler rundt omkring i verden i løbet af de næste to år,« siger Popovic.

Et utal af anvendelser
En anden superstar blandt pionererne inden for den distribuerede tænkning er kosmologen Bruce Allen, tidligere student af Stephen Hawking og leder af Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik i Potsdam. Han startede projektet Einstein@Home, der bruger ledige hjemmecomputere til at analysere data fra Arecibo-observatoriet i Puerto Rico. Her opdagede frivillige en helt ny type af pulsar, hvilket blev belønnet med en stor artikel i fagbladet Science 14. august i år.


 OpenStreetMap.org 
Peter Brodersen er manden bag findvej.dk. Han er også én blandt de over 200.000 registrerede brugere i projektet OpenStreetMap, der tilbyder en fri fortegnelse over geografiske data fra hele verden - veje, bygninger, butikker, færgeruter, søer, cykelstier, alting. Al information kommer fra frivillige, som selv tilføjer indhold ud fra egne GPS-optegnelser, fra luftfoto eller fra offentlig data. 

Brodersen er en af de mere aktive brugere. »I dag har jeg netop været forbi et luftfoto-selskab i Taastrup for at få adgang til gode luftfotos i Danmark at tegne op efter,« siger han til Ingeniøren. »Det lover godt, og jeg glæder mig til at fortælle mere om det, når al teknikken er kommet op at køre. Først skal der lige behandles en terabyte data :-)«


Stadig andre projekter forsøger at inkludere almindelige mennesker i at digitalisere gamle udgaver af New York Times (Recaptcha), finde ansigter og objekter i digitale billeder (Google Image Labeler) eller at analysere data fra LHC for derved at 'finde den bedste beskrivelse af naturen,' som Peter Skands fra Cern formulerer det (se boks). Der er også chancer for at blive lige så kendt som den hollandske biologilærer Hanny van Arkel, som fandt et nyt objekt i rummet, mens hun klassificerede galakser via Zooniverse. Eller som Bruce Hudson fra Ontario, der fandt den første støvpartikel i Nasas Stardustmission via stardust@home.

Den distribuerede tænkning kunne ifølge en artikel på sciencenews.org også bruges til at forbedre peer review-processen: Da Vinay Deolalikar fra HP Labs i Californien for en måned siden sendte en artikel rundt til venner og bekendte med påstanden om, at P!=NP (der ofte er blevet døbt computervidenskabens største uløste problem), tog det dem ikke mange dage at skille beviset ad og finde fejl.

Historien gik verden rundt, og der blev oprettet en wiki (find den via ing.dk/k#857p), hvor argumenterne og hullerne i beviset blev samlet. Det var en kæmpe succes og ifølge Suresh Venkatasubramanian fra University of Utah 'nørdernes svar på superbowl'.



 test4theory@home 
Højenergi-partikelfysiker Peter Skands arbejder på Cern. Blandt sine nye projekter arbejder Peter med at gøre Monte Carlo-simuleringer af standardmodellen tilgængelig på nettet, så folk kan hjælpe med at finjustere parametrene med data fra partikelacceleratoren LHC. »Det er meget vigtigt arbejde. Vi prøver at få folk til at hjælpe os med at finde den bedste beskrivelse af naturen,« siger Skands. 

I løbet af et par uger skal systemet alfa-testes af 20-25 dedikerede brugere af BOINC - et interface de mange frivillige forskningsprojekter bruger. Om et par måneder håber Skands at kunne invitere de første beta-test-brugere. »Hen ad vejen skal vi sætte displays på, og til sidste håber vi, at vi kan gøre displayet interaktivt, så folk selv kan ændre på parametrene.«


Forskerne er enige om, at den måde at give feedback på slår den normale peer review-proces med længder. Faktisk har Deolalikar nu brugt wikien til at lappe på fejlene og sendt en ny version til et klassisk fagtidsskrift.

Selvfølgelig er ikke alle forskningsspørgsmål relevante for borgerinddragelse, men der er stadig mange anvendelser, som venter på at blive lagt ud. De største udfordringer er som regel et passende interface, en villighed til at være åben omkring data og forskningsprocessen, og ikke mindste forskernes lyst til at dele ekspertise og berømmelse.

Det er nemlig ikke lige nemt for alle forskere at acceptere eventuelt at skulle dele en Nobelpris med en amatør.

0 comments:

There was an error in this gadget