本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
最重要的是,科学是一项协作事业,研究人员共同努力可以跨越各大洲。 越来越多的非专业人士——公民科学家也加入了进来。Whale.FM 是《大众科学》、Zooniverse 以及研究机构 WHOI、TNO、牛津大学和 SMRU 的 协作成果,它让公民科学家能够帮助 海洋研究人员 研究 鲸鱼在说什么。(你也可以在……稍等一下……播客中听到它们的声音。)这对研究人员来说是一个很大的帮助:公民科学家在 几个月内 完成了数年的工作。而且,直接让年轻人 和公众参与实际研究,对参与者来说也是一种鼓舞。
在《大众科学》新闻编辑罗宾·劳埃德和我们的编辑高级产品经理安吉拉·塞萨罗的帮助下,我于 2012 年 4 月 19 日星期四下午 1 点主持了一场关于这个项目的在线聊天,参与者包括 Zooniverse 的罗伯特·辛普森(Twitter:@orbitingfrog)、TNO 的 A.M. (桑德)·冯·本达-贝克曼和放学后科学联盟的卡罗尔·唐(Twitter:@CarolTang1)。以下是经过编辑的文字记录。
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迪克里斯蒂娜:我是玛丽埃特·迪克里斯蒂娜,《大众科学》的主编,欢迎参加我们关于 Whale.FM 的在线聊天。我们将讨论什么是公民科学,Whale.FM 可以为研究做些什么,以及儿童和教育工作者如何参与。今天和我们在一起的有 Zooniverse 的罗伯特·辛普森、TNO 的 A.M.(桑德)·冯·本达-贝克曼和放学后科学联盟的卡罗尔·唐。我将首先向他们每个人提出几个背景问题,然后我们将向观众开放提问。我的第一个问题是针对 Zooniverse 的罗伯特·辛普森。罗布:什么是公民科学?它可以做哪些类型的事情?
辛普森:这是一个大问题!公民科学是关于让每个人都能参与科学。网络使这更容易实现,但它已经持续很长时间了。网络也意味着我们可以众包问题,让很多人关注有用的事物。我的背景是天文学,天文学长期以来都有业余爱好者参与。但是许多领域(例如,观鸟)长期以来都涉及业余爱好者。在 @the_zooniverse,我们已经尝试让人们参与公民科学几年了。我们一直在要求人们帮助我们对数百万个星系进行分类、寻找系外行星、绘制星系图,最近我们一直在倾听鲸鱼的声音。
迪克里斯蒂娜:太棒了,罗布。@the_zooniverse 有许多优秀的项目。现在让我们谈谈 Whale.FM。它是 Zooniverse 与《大众科学》、TNO、WHOI、牛津大学和 SMU 的合作项目。告诉我们,当您访问 Whale.FM 时,您会做什么。
辛普森:当您访问 Whale.FM 时,您会看到一个鲸鱼录音的声音片段。其想法是将您看到/听到的大声音与下面较小的声音之一相匹配。所有配对都进入数据库,我们使用它来找到最佳的声音对,并建立我们对鲸鱼彼此之间交流内容的理解。基本上:我们需要帮助来解码鲸鱼的语言
迪克里斯蒂娜:很好的过渡。接下来,我想向 TNO 的 A.M.(桑德)·冯·本达-贝克曼提出一些问题。桑德:请告诉我们您的研究。我们想了解关于鲸鱼及其歌曲的什么?
冯·本达-贝克曼:我们正在研究鲸鱼和海豚在水下发出的用于相互交流的声音。在水下很难看得远,但声音可以传播很远。这就是为什么这些动物依靠声音在水下交流、定位和寻找食物。这使得声音成为研究水下鲸鱼的有效方法之一。
迪克里斯蒂娜:桑德,再问一个问题:在您需要的数据中,公民科学家可以帮助您完成哪些真正缺失的部分?
冯·本达-贝克曼:我们仍然不太了解鲸鱼和海豚在水下是如何交流的。某些物种,例如我们在 Whale.fm 网站上展示的虎鲸和领航鲸,非常善于交流,并发出许多不同的声音。这使得很难理解某种声音是用于什么目的。例如,这些动物是否会互相告知它们在哪里,它们是否找到了食物?为了理解这一点,我们首先需要知道这些动物发出的典型声音是什么。这是一项艰巨的任务,对于像虎鲸和领航鲸这样非常善于发声的物种尤其如此。
迪克里斯蒂娜:公民科学家是否在这方面提供帮助?如罗布所描述的那样,对这些声音进行编目?
冯·本达-贝克曼:是的,完全正确!对于虎鲸,我们对它们发出的声音有很好的了解。然而,对于领航鲸,我们仍然不了解。这就是我们需要志愿者来帮助我们的地方。
迪克里斯蒂娜:关于志愿者:接下来,让我们认识一下放学后科学联盟的卡罗尔·唐。卡罗尔:孩子们放学后最大的需求是什么?
唐:放学后更多的是关于吸引和鼓舞青少年,并帮助他们相信他们可以成长为一名有创造力的科学家。公民科学可以让孩子们在放学后参与真正的科学……不是死记硬背事实,而是进行科学实践。
迪克里斯蒂娜:卡罗尔:教师/志愿者如何将公民科学融入到小组活动或作业中?
唐:放学后的 STEM 教育需要与现实世界相关、引人入胜且易于理解,因此公民科学非常适合!公民科学项目应该用于激发好奇心、引发讨论、磨练批判性思维。因此,学生可以一起观察鸟类或记录降雨或绘制初生的花朵,并与研究人员分享数据。
迪克里斯蒂娜:卡罗尔:关于使用 Whale.FM 有什么具体建议吗?
唐:Whale.FM 非常适合吸引女孩,我们知道女孩对生物学更感兴趣,而且鲸鱼很受欢迎。我会将 Whale.FM 与其他动手的生物学、海洋生物学或声学物理活动结合起来。或者将其与当地水族馆或海滩(如果您幸运的话)的旅行相结合,以搭建学习的支架。确保进行关于以下内容的讨论:什么是证据?您如何设计研究?什么是确定性?
迪克里斯蒂娜:好的,现在我想向观众开放提问。我们收到了一些很棒的问题。罗布:Whale.FM 已经运行了几个月了。有什么初步结果吗?
辛普森:是的,我们确实有一个重要的初步结果:该网站似乎有效
我们选取了我们已经知道呼叫类别的呼叫子样本,并测试了来自志愿者的解析。我们发现 Whale.FM 志愿者以与专业人士相同的方式对声音进行分组。
迪克里斯蒂娜:罗布:志愿者进行的编目与专业科学家所做的工作有多大程度的一致?顺便说一句,我也是志愿者之一!与我 11 岁的女儿一起匹配鲸鱼叫声是一个很棒的星期六活动。
辛普森:非常一致。我们在初步测试中发现了大约 90% 的一致性。我们的志愿者太棒了!
(观众提问)melipalSC:你们是否也在使用数学工具(例如频谱分析)进行模式识别?
冯·本达-贝克曼:这些方法通常用于自动分类鲸鱼叫声。这里的挑战在于,许多呼叫略有不同,目前自动执行此操作仍然太具挑战性。
(观众提问)DaveMosher:Whale.FM 正在处理大量的鲸歌数据。除了该项目声明的目标之外,您是否发现了此数据的任何令人惊讶的新用途,即您没有计划的事情?
冯·本达-贝克曼:我们收到了来自科学界的许多人的问题,他们想将他们的算法与志愿者做出的选择进行比较。
唐:作为一名教育工作者,对该项目的设计表示赞扬。没有什么比挫败感更让孩子们失去兴趣的了!这个项目很有效!
辛普森:对我来说,惊喜之处在于,正如桑德所说,我们可能会使用它来比较自动化算法,并希望改进它们。这里有成千上万的鲸鱼叫声。Whale FM 似乎可以将大问题缩小为一个更小、更易于管理的问题。
(观众提问)melipalSC:对您来说,处理水环境中的背景噪声有多困难?
冯·本达-贝克曼:是的,水中的背景噪声通常是最难自动去除的东西。然而,人类在这方面要好得多!这就是为什么科学家仍然坚持用眼睛/耳朵浏览他们的数据集,这使得大型数据集的处理非常繁琐,这正是志愿者的帮助如此有用的原因!
(观众提问)安吉拉·格里玛:我打算今年夏天去观鲸。您对我有什么建议吗?我还是新手。
唐:在迁徙期间,可以从岸边或船上看到鲸鱼。确保这是一个合乎道德的运营商,因为骚扰鲸鱼是违法的(它们受到保护)。但是大多数观鲸运营商都有博物学家,他们对生物学了解很多。提前阅读做好准备将有助于增加欣赏程度。使用 Whale.FM 帮助您思考仍在进行的研究。我们知之甚少!
melipalSC:我很久以前就发现了 Whale.FM 项目,并且我帮助进行了一些匹配。你们做得很好。
冯·本达-贝克曼:谢谢您的帮助!
辛普森:感谢所有公民科学家帮助 @whalefm。
迪克里斯蒂娜:感谢您的到来!今天的在线聊天到此结束。如需了解更多信息,请访问 Whale.FM,发送电子邮件至 team@whale.fm 并关注 @WhaleFM (Twitter)。关注 @CarolTang1@SciAfterSchool@orbitingfrog@theZooniverse@WhaleFM@sciam
