Občanská věda aneb Když veřejnost pomáhá s poznáním

Koho by nezajímalo znečištění vzduchu v okolí? Před dekádou přišel nizozemský astronom Frans Snik s prostým optickým zařízením, které je schopné změřit hustotu prachu, popílku a dalších částic v atmosféře. Využívá k tomu – velmi zjednodušeně – rozkladu světelného spektra.

V roce 2011 pak drobné zařízení přiložil k fotoaparátu svého iPhonu, protože jej napadlo, jak s několikerým vyfocením oblohy z různých úhlů lze zjistit míru znečištění v ovzduší. Spolu s kolegy z Leidenské univerzity vyvinul příložný „objektiv“ a aplikaci iSPEX, jež z běžného mobilu činí přenosné měřicí zařízení.

„Přemýšleli jsme, proč nevyužít technologie, kterou neustále nosí v kapse miliony lidí,“ řekl Snik magazínu Nature. Dodnes prodal 8000 nástavců a spustil web, kde je aplikace ke stažení. Nejprve se zapojili Nizozemci. Posléze i další „občanští vědci“ z Atén, Berlína, Londýna a dalších osmi měst, kteří z terénu dodávají data s GPS údaji pro online mapky.

Ta první dokonce vedla k publikaci ve vědeckém časopise Geophysical Research Letters. Článek nesl v říjnu 2014 název Mapování atmosférických aerosolů prostřednictvím občanské vědy a sítí spektropolarimetrů v chytrých telefonech. Kromě běžných náležitostí se za patnáctkou autorů-vědců objevil i přípis „plus 3187 iSPEX občanských vědců“.

Rašící fenomén pro všechny

Takzvaně občanská neboli síťovaná či dobrovolnická věda se stává fenoménem. Využívá nadšenců, kteří neváhají vědeckým kapacitám pomáhat. Pojem citizen science se již dostal i do Oxfordského slovníku angličtiny, který jej definuje jako „vědeckou práci vytvářenou veřejností, často pod vedením profesionálních vědců“. Cílem je využít pomoci dobrovolníků, nejčastěji jejich sběru dat o výskytu rostlin, živočichů či jevů.

„Smartphonová věda“ je pak jedním z nejžhavějších podoborů, neboť umí těžit z potenciálu chytrých krabiček, které mají při sobě stamiliony lidí. Mobily bývají navíc vybaveny fotoaparáty, mnoha čidly i navigačními systémy GPS, takže není těžké získaná data bez otálení sdílet.

„Spolupráce s dětmi, studenty a veřejností je skvělým příkladem, jak vychovat budoucí vědeckou generaci, vysvětlit principy vědecké práce a získat užitečná data, která by jinak v rámci omezených vědeckých rozpočtů nemohla být získána v takovém rozsahu anebo – třeba v případě projektu, který mapuje kvetoucí orchideje – v omezeném čase. Lásku k přírodě si tak můžeme vypěstovat, udržet anebo ji znovuobjevit,“ řekl LN Otakar Fojt, vědecký atašé z britské ambasády.

Právě Velká Británie patří v občanské vědě k lídrům: známé je tamní Velké motýlí sčítání (Big Butterfly Count), které běží už od roku 2010 – loni v létě rekordních 52 tisíc účastníků odeslalo ze svých mobilů údaje o 585 tisících motýlů! Vědci tak o dvaceti sledovaných druzích získali takový přehled, který by si jinak nezajistili. Britové mapují i přejeté živočichy na silnicích, zjišťují zdraví dřevin či výskyt delfínů a žížal.

Česko zatím v očekávání

Závany občanské vědy už občas pociťujeme i v Česku. A nejde jen o spolupráci skautů či přírodovědných oddílů s univerzitami, ale třeba o zapojení profesních uskupení – například včelařů. „V rámci studie hodnocení úspěšnosti zimování včelstev máme pro včelaře dostupný elektronický dotazník, který si mohou zobrazit samozřejmě i v telefonu či tabletu na stránce projektu COLOSS. Nejde však o aplikaci. Ty jistě najdou uplatnění v budoucnu. Dnes se, pokud vím, moc nevyužívají, včelaři na ně nejsou zvyklí a zápisky si píší do sešitů nebo přímo na úly,“ říká Jiří Danihlík, biolog a „včelolog“z Univerzity Palackého. Díky sdílení informací by vědci mohli lépe předcházet obávané varroóze nebo zanedbání léčby.

Oblastí, kde by se vyvinuté aplikace mohly uplatnit, je spousta. Možností je i zjišťování šíření takzvaně invazních rostlin, které se uchytí v prostředí, do nějž přirozeně nepatří. Vědci z Akademie věd ČR loni se zahraničními kolegy zjistili, že za rozšíření asi čtyř procent flóry na Zemi může člověk. A k tomu potřebovali moře dat.

„Dnes už jsme u mnoha organismů, nejen u rostlin, schopni odhadnout, zdali a kde bude druh invazní. Víme, jaké rostlina potřebuje klimatické podmínky, jak se chovala po zavlečení jinam... Další věcí je včasný monitoring, kde by se dalo využít i občanské vědy – pokud dobrovolníci zpozorují ‚něco divného‘, nahlásí to,“ řekl tehdy LN profesor Petr Pyšek, přední rostlinný ekolog.

Pro kardiaky i astmatiky

K tomu je ovšem potřeba nápad a funkční aplikace. Kupříkladu v USA se ujala aplikace LeafSnap, která se hodí při procházce přírodou. Kromě toho, že vyfocené lístky stromů či křovin rozpozná, odešle je z iPhonu i s koordináty, díky čemuž se plní mapa výskytu dřevin v okolí New Yorku. To vše pod záštitou Kolumbijské univerzity, protože vyhodnocení dat náleží opravdovým vědcům.

Firma Apple nedávno uvolnila softwarový nástroj ResearchKit, který umožňuje přípravu výzkumných aplikací. Vědci z mnoha oborů, především však medicíny, nyní přemýšlejí, co a jak do mobilů nahrát, aby získali prospěšná data o řadě nemocí i jejich průběhu. Kardiologové ze Stanfordovy univerzity už nabízejí klientům aplikaci MyHeartCounts, která jim má prostřednictvím mobilu (anebo chytrých hodinek iWatch) zjišťovat pulz a přispívat k výzkumu kardiovaskulárních chorob. Data se hned odesílají na univerzitní server; přidat se může kterýkoliv Američan starší osmnácti let.

Jiná aplikace, mPower, zase sleduje pacienty s Parkinsonovou nemocí. Drobný program do telefonu jménem AsthmaHealth, který už si nahrálo 8700 lidí, přináší lékařům dennodenně informace o průběhu astmatu u vybraných pacientů. Takových počtů by dřívější lékařské studie dosáhly jen stěží, ovšem je zapotřebí obezřetnosti a vypilování, aby byla získaná data spolehlivá, nezkreslená.

S tímto problémem zápolil částicový fyzik Daniel Whiteson z Kalifornské univerzity v Irvinu, jenž spustil aplikaci CRAYFIS, která měla snímat kosmické záření. Ale při zapojení mnoha mobilů docházelo ke zkreslením.

Přes všechny prvotní neduhy a další omezení však Whiteson vidí ve smartphonové vědě obří potenciál. Prestižnímu časopisu Nature proto koncem března řekl: „Pryč jsou časy, kdy byly vlády ochotné investovat deset až patnáct miliard dolarů do nových infrastruktur, takže je nezbytné uvažovat o možnostech infrastruktury, kterou tu již máme. Smartphony jsou mocné a flexibilní.“