公民科学的“星际战士”模型

就像 1984 年太空歌剧的英雄一样,普通人有时也拥有非凡的天赋,可以用来做些事情——在这种情况下,是为了科学发现而服务 

AWI0005x3s 星周盘的艺术家概念图。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。


亚历克斯·罗根精通一款名为“星际战士”的视频游戏,在游戏中,他从太空战中保卫“边疆”免受“休尔和科-丹舰队”的侵犯。在他成为世界上得分最高的玩家后不久,这位少年遇到了一位外星人,后者告诉他这场战斗是真实的!这款视频游戏是一项测试和招募工具,旨在寻找那些有“天赋”来驾驶真正的星际战士飞船的人。现在,拯救银河系的重任将落在亚历克斯身上。

这就是 1984 年太空歌剧《星际战士》的剧情。我认为这是一个有用的公民科学项目模型,它邀请未经培训的普通人参与进行专业的科学研究。

自 2014 年 1 月以来,我很荣幸领导了一个名为“星盘侦探”的公民科学项目,该项目由 NASA 资助,是 Zooniverse 公民科学社区的一部分。该项目旨在使用 NASA 的 广域红外巡天探测器 (WISE) 和其他调查的数据来寻找新的行星系统;我们通过来自星周盘的红外光来识别这些系统。在 DiskDetective.org 上,用户可以观看每个天文源的 10 秒视频,并通过单击按钮来描述他们所看到的内容,从而帮助我们排除误报。


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我们的顶级用户不是像《星际战士》中的亚历克斯那样拖车公园里的青少年。但他们确实拥有“天赋”,也就是对科学的热情。虽然迄今为止约有 30,000 人参与了该项目,但在 DiskDetective.org 上超过一半的在线分类工作是由大约 30 名敬业的公民科学家完成的,他们日夜不停地工作,追逐下一个重大发现。

与该团队在星盘侦探网站上完成的大约 1,000,000 次分类相比,更让我印象深刻的是,该团队花了数千个小时在线下进行该项目的工作。这个“高级用户组”自行组织起来,创建了自己的 Google 群组和 Facebook 群组,以便相互交流。他们通过以下方式帮助了该项目:

  • 构建和维护电子表格,其中包含数千个最佳目标,以便在全球六台望远镜上进行后续观测。

  • 在专业天文文献中研究数千个星盘候选对象,以找出之前可能观察过它的人,并确定该恒星最可能的光谱类型。

  • 下载专业天文软件,并筛选数千张后续图像,以检查我们的星盘候选对象中是否存在其他背景物体。

  • 驾车 12 个小时穿越南美洲,到达 CASLEO 天文台,协助进行观测活动。.

  • 将 DiskDetective.org 网站翻译成西班牙语德语法语意大利语葡萄牙语俄语波兰语印尼语匈牙利语、普通话(简体繁体字),甚至还用西班牙语发布推特更新,以便世界各地的人们更容易参与。

  • 参加专业天文会议并校对我们的专业出版物。

  • 复核我们拒绝的来源子集,以寻找某些罕见的天文物体

  • 发表演讲并撰写关于我们结果的维基百科文章,并创作我们用于新闻稿的原创艺术作品;

  • 将我们介绍给可以利用新望远镜对我们的星盘进行后续观测的专业同事——并且他们确实这样做了!

这些贡献使我们远远超出了该项目的最初范围。此外,我们的高级用户还帮助彼此学习了星盘和恒星光谱学的科学知识,为彼此创建了详尽的在线指南,并进行了一对一的指导。考虑到英语是许多用户的第二语言,这项任务并不总是那么容易。

有时我的同事会问我:星盘侦探项目有可能由计算机完成吗?聪明的机器学习算法可以取代公民科学家的辛勤工作吗?事实上,自数据发布以来的六年里,几支专业科学家团队进行的一系列创新计算机分析已经发现了 WISE 档案中的许多最亮的星盘。因此,计算机辅助专业人员与公民科学家团队之间的竞争非常激烈。

但是星盘侦探已经取得了一些专业团队没有取得的发现,尽管他们在我们的项目启动前几年就获得了这些数据。我们本月发表了前两篇论文。一篇描述了似乎是 围绕白矮星伴星发现的第一个碎片盘。另一篇宣布了一个新的围绕一颗冷星的星盘候选对象,它似乎是年轻恒星船底座星协的成员:星协中最古老的“M 型矮星”星盘。此外,我们在星盘侦探中发现了已发表的计算机分析中的许多错误;误报的地方,确实需要人眼来做出正确的判断。

但我认为我们最伟大的发现是我们的“星际战士”,即星盘侦探高级用户组中充满热情的公民科学家:一位退休医生、一位退休生物学家、一位计算机科学家、法学和测地学专业的学生、一位邮政工人、祖父母、教师、一位单身母亲——每个人都拥有独特的天赋和视角。即使在星盘侦探发现它的最后一个星盘之后,他们也可能会继续通过他们的科学为人类服务。有些人甚至受到他们在星盘侦探方面的工作的启发,申请了天文学方面的工作。

因此,下次我启动公民科学项目时(那将很快),我肯定会问自己:基本的在线分类任务可以通过计算机做得更好吗?但我也会记住,一个运行良好的公民科学项目是一项人才搜索。从一开始,我就会建立新的方法来激励和联系项目中最活跃的用户。我将尽最大努力与正在出现的国际公民科学超级明星社区保持联系,并寻找新的方法在我的职业生涯中与他们合作。那里有很多科学人才,只是在等待一个拯救银河系的机会。

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