La scienza fatta dal basso
Dal videogioco per trovare la forma delle proteine a quello per classificare la morfologia delle galassie: con la citizen science, si gioca per contribuire alla ricerca.
Chissà quante ore ciascuno di noi ha passato in compagnia di Tetris o di un altro dei classici videogiochi passatempo. niente di male nel distrarsi un po’, magari mentre si viaggia in metropolitana o si aspetta il proprio turno in fila da qualche parte. immaginiamo, però, che mentre giochiamo a un arcade come flipper, qualcuno, da qualche parte nel mondo, utilizzi i dati sui movimenti della nostra pallina per uno studio di fisica. improvvisamente ci ritroveremmo a partecipare a un progetto scientifico senza bisogno di conoscere alcuna legge della dinamica. ora ripensiamo a tutto il tempo passato su un videogioco nella nostra vita e moltiplichiamolo per le persone che conosciamo: inevitabile pensare che passatempi creati ad hoc potrebbero rivelarsi una risorsa importante per il mondo della ricerca. non parliamo del futuro, ma di qualcosa che già esiste e che è solo l’ultima sfaccettatura di un fenomeno molto vasto, chiamato citizen science, oggi in enorme crescita grazie al Web.
Ripiegala!
Un esempio di videogioco (online e di grande successo) creato appositamente per dare una mano ai ricercatori è FoldIt! (fold.it), creato dal biologo David Baker dell’Howard Hughes Medical institute. Lo scopo è trovare la forma di proteine di cui è nota la sequenza ma non, appunto, la struttura. Per partecipare basta sapere che le proteine sono formate da singoli mattoncini (gli amminoacidi) disposti in molte combinazioni diverse, e che le strutture possono essere tirate, piegate e avvolte su se stesse secondo alcune semplici regole. a ogni azione, un punteggio indicherà la probabilità che la forma ottenuta si avvicini a quella reale, in base alla sua stabilità. ogni proteina, infatti, assume sempre e solo una specifica configurazione, che corrisponde a quella più stabile: quella che, a parità di funzionalità, richiede meno energia per essere mantenuta.
Le uniche abilità richieste sono quelle visive e logiche, il resto lo fa l’intuito. al momento stanno giocando – in squadre o uno contro l’altro – oltre 50 000 utenti e l’ultima struttura che sono riusciti a definire è niente meno che quella di un enzima del virus della sindrome da immunodeficienza acquisita nei macachi: un parente dell’HiV umano, responsabile dell’aiDS. L’impresa ludica è valsa a qualche utente una bella soddisfazione e la firma sulla rivista scientifica “nature Structural & Molecular Biology”, accanto a quella degli scienziati.
La scienza fatta dai cittadini
La citizen science, chiamata a volte anche open science o civic science, è uno di quei fenomeni di cui risulta molto difficile stabilire una data di nascita, anche perché, in senso lato, è sempre esistito: basti pensare agli astrofili, a cui si deve la scoperta di moltissimi oggetti celesti. anche la definizione è altrettanto difficile: letteralmente sarebbe “scienza fatta da comuni cittadini”, ma probabilmente due differenti studiosi del rapporto tra scienza e società ne darebbero definizioni differenti. Per semplicità, potremmo dire che si tratta di un’attività scientifica in cui scienziati non professionisti partecipano, su base principalmente volontaristica, alla raccolta, all’analisi e all’elaborazione di dati o allo sviluppo di strumenti e tecnologie [1]. Trattandosi di una manifestazione sociale ed essendo in continua evoluzione, il modo migliore per delinearla è con una panoramica di alcuni
tra i tanti progetti che portano la sua etichetta.
Il bello del Web
Elencando gli aggettivi che descrivono il fenomeno – partecipato, aperto, diffuso – si intuisce immediatamente che il World Wide Web può essere un habitat perfetto per la sua proliferazione. Basti pensare che ormai esistono persino progetti di citizen science su Facebook. Come PiggyDemic dell’Università di Tel aviv: un programma che permette agli utenti di “infettarsi” a vicenda con un virus biologico virtuale, aiutando i ricercatori a capire come questo muti e si diffonda attraverso le interazioni umane. i moderni algoritmi alla base dei modelli di propagazione di un’infezione, infatti, fanno fatica a tenere conto di questo aspetto.
L’habitat www è perfetto per vari motivi: prima di tutto perché i dati, una volta in rete, sono facilmente disponibili per tutti e in secondo luogo perché ogni computer connesso è una piccola potenza di calcolo in più a disposizione di una data impresa scientifica. in effetti, esistono moltissimi progetti che richiedono soltanto di mettere a disposizione il proprio computer quando va in stand by: basta scaricare un programma, iscriversi all’iniziativa, e il calcolatore viene “prestato” agli scienziati.
Scienza @home
Come ricorda la rivista “Scientific american” [2], il capostipite dei progetti che potremmo definire “passivi” è Seti@ home (setiathome.berkeley.edu), per la ricerca di segnali di intelligenze extraterrestri provenienti dallo spazio. in pratica, il proprio computer si collega autonomamente allo Space Sciences Laboratory dell’Università di Berkeley per analizzare i dati del radiotelescopio di arecibo (Portorico). Seti è l’acronimo di Search for extra-Terrestrial intelligence ed è un’organizzazione no profit nata in seno alla nasa, con un istituto fondato nel 1984 ( seti.org). Dal 17 maggio 1999 chiunque può partecipare alla ricerca, purché disponga di un computer. nel 2005, il software originario (che portava lo stesso nome del progetto) è stato sostituito dall’applicazione Berkeley open infrastructure for network Computing, o BoinC, piattaforma ora utilizzata per decine di progetti @home nati negli ultimi anni. Tra i vari meriti di Seti@home c’è infatti quello di aver dimostrato la fattibilità di tali iniziative su base volontaristica. altro esempio è quello di LHC@home del Cern di ginevra, partito nel 2004 e ora entrato in una nuova fase 2.0. in pratica, è possibile dare una mano ai fisici nel simulare la dinamica delle collisioni di protoni di alte energie. il tutto con l’obiettivo finale di scoprire nuove particelle elementari.
non tutti, in realtà, sono d’accordo nel considerare questi progetti passivi come vera e propria citizen science. non lo è, per esempio, Kevin Schawinski, astrofisico di Yale e fondatore di uno dei progetti di citizen science di maggior successo, Galaxy Zoo (www.galaxyzoo.org). Per Schawinski, il calcolo distribuito andrebbe semplicemente ritenuto più una forma di crowdsourcing che non scienza partecipata vera e propria. a proposito: in galaxy Zoo le persone sono chiamate a studiare le immagini di galassie provenienti dalla banca dati di alcuni telescopi e a classificarle a seconda della morfologia, cosa che i programmi per computer da soli non sono ancora in grado di fare.
Solo per gioco…
Una cosa è evidente: con la diffusione del Web, gli istituti di ricerca, soprattutto americani e inglesi, hanno cercato di aumentare il coinvolgimento dei cittadini, essenzialmente perché sono forza lavoro gratuita. anche qui, però, va fatta una distinzione tra due grandi categorie di
progetti: quelli soltanto “ludici”, che non richiedono necessariamente particolari conoscenze scientifiche e neppure uno specifico interessamento alla scienza in sé (come PiggyDemic) e quelli più “educativi”, che invece presuppongono almeno questa seconda caratteristica, come Galaxy Zoo.
nel primo gruppo troviamo altri videogame online come EteRNA, in cui giocando a progettare piccole molecole di Rna si aiutano gli scienziati a comprendere la biologia a livello cellulare. altro esempio è Phylo, in cui si comparano sequenze di genomi umani, con lo scopo finale di mappare le mutazioni responsabili di alcune malattie genetiche: «non lasciatevi spaventare dal nome», rassicura immediatamente la homepage, «è solo un gioco interattivo che ti permette di contribuire alla scienza».
… oppure per passione
Cepaea Nemoralis: è stata oggetto di un esempio di successo di partecipazione “dal basso” in una ricerca scientifica.
Passiamo ai progetti del secondo gruppo. Uno conclusosi da poco è Evolution Megalab [3]. Vi hanno preso parte 15 paesi europei, tra cui l’italia, con l’obiettivo di documentare la variabilità del colore di una piccola chiocciola, Cepaea nemoralis, per correlarla a certe caratteristiche ambientali. Poiché si tratta semplicemente di osservare, prendere nota e riportare online, gli scienziati – che da soli non avrebbero mai potuto portare a termine un’osservazione così estesa in breve tempo – hanno deciso che i comuni
cittadini di qualsiasi età avrebbero potuto dare una mano. Così, nel 2009, Evolution Megalab è partito, e i suoi risultati sono stati pubblicati su “Plos one”.
Con i suoi quasi 480 000 volontari, una delle community online più grandi attualmente è quella di Zooniverse (www. zooniverse.org), cappello che riunisce galaxy Zoo e altri progetti di astronomia: Icehunters per l’identificazione degli oggetti e dei meteoriti della fascia di Kuiper (www.icehunters.org); Planethunters suoi pianeti extrasolari (www.planethunters.org);); Milkywayproject per aiutare gli scienziati a esaminare e misurare la nostra galassia attraverso le immagini a infrarossi dello Spitzer Space Telescope ( www.milkywayproject.org);). e ancora: oltre
67 000 immagini prese dal Lunar Reconnaissance orbiter della nasa sono già state classificate dai volontari del Moon Zoo ( www.moonzoo.org);) che mira a descrivere la superficie lunare con un dettaglio mai raggiunto prima. Lo stesso vale per le tempeste solari ( www. solarstormwatch.com);).
Parole chiave
- Arcade i classici videogame da sala giochi degli anni ottanta, come Tetris e Pac-Man.
- Crowdsourcing il termine deriva da crowd, “gente”, e outsourcing, “esternalizzazione” e indica dunque un metodo di sviluppo di un progetto che chiede la partecipazione aperta (e via Web) di una comunità virtuale non organizzata. Wikipedia è un esempio di un progetto di crowdsourcing.
In rete!
Citizen science: esempi di progetti passivi…
- Unosat
- Orbit@Home
- Einstein@Home
- Cosmology@Home
- Folding@Home
- Rosetta@Home
- Gimps
- Dna@Home
- Fightaids@Home
- Grid
- Clean Energy
- Lifemapper
… e attivi
Risorse
1. Finalizing a Definition of “Citizen Science” and “Citizen Scientists”, in “Open Scientist”, www.openscientist.org/2011/09/ finalizing-definition-of-citizen.html
2. www.scientificamerican.com/citizen-science
3. M. Casiraghi, Un esperimento tra i cittadini, nel blog “Continuo proceso de cambio”
4. Conrad C.C., Hilchey K.g., A review of citizen science and community-based environmental monitoring: issues and opportunities, in “enviromental Monitoring assessment”, 2011, vol. 176, pp. 273-91.
Per approfondire
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L’autrice
Tiziana Moriconi giornalista, scrive per “L’Espresso”, “Wired Italia” e “National Geographic Kids”. Cura inoltre la sezione news del magazine online “Galileo”, giornale di scienza e problemi globali.
