本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
最重要的是,科學是一項協作事業,研究人員共同努力可以跨越各大洲。 越來越多的非專業人士——公民科學家也加入了進來。Whale.FM 是《大眾科學》、Zooniverse 以及研究機構 WHOI、TNO、牛津大學和 SMRU 的 協作成果,它讓公民科學家能夠幫助 海洋研究人員 研究 鯨魚在說什麼。(你也可以在……稍等一下……播客中聽到它們的聲音。)這對研究人員來說是一個很大的幫助:公民科學家在 幾個月內 完成了數年的工作。而且,直接讓年輕人 和公眾參與實際研究,對參與者來說也是一種鼓舞。
在《大眾科學》新聞編輯羅賓·勞埃德和我們的編輯高階產品經理安吉拉·塞薩羅的幫助下,我於 2012 年 4 月 19 日星期四下午 1 點主持了一場關於這個專案的線上聊天,參與者包括 Zooniverse 的羅伯特·辛普森(Twitter:@orbitingfrog)、TNO 的 A.M. (桑德)·馮·本達-貝克曼和放學後科學聯盟的卡羅爾·唐(Twitter:@CarolTang1)。以下是經過編輯的文字記錄。
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迪克里斯蒂娜:我是瑪麗埃特·迪克里斯蒂娜,《大眾科學》的主編,歡迎參加我們關於 Whale.FM 的線上聊天。我們將討論什麼是公民科學,Whale.FM 可以為研究做些什麼,以及兒童和教育工作者如何參與。今天和我們在一起的有 Zooniverse 的羅伯特·辛普森、TNO 的 A.M.(桑德)·馮·本達-貝克曼和放學後科學聯盟的卡羅爾·唐。我將首先向他們每個人提出幾個背景問題,然後我們將向觀眾開放提問。我的第一個問題是針對 Zooniverse 的羅伯特·辛普森。羅布:什麼是公民科學?它可以做哪些型別的事情?
辛普森:這是一個大問題!公民科學是關於讓每個人都能參與科學。網路使這更容易實現,但它已經持續很長時間了。網路也意味著我們可以眾包問題,讓很多人關注有用的事物。我的背景是天文學,天文學長期以來都有業餘愛好者參與。但是許多領域(例如,觀鳥)長期以來都涉及業餘愛好者。在 @the_zooniverse,我們已經嘗試讓人們參與公民科學幾年了。我們一直在要求人們幫助我們對數百萬個星系進行分類、尋找系外行星、繪製星系圖,最近我們一直在傾聽鯨魚的聲音。
迪克里斯蒂娜:太棒了,羅布。@the_zooniverse 有許多優秀的專案。現在讓我們談談 Whale.FM。它是 Zooniverse 與《大眾科學》、TNO、WHOI、牛津大學和 SMU 的合作專案。告訴我們,當您訪問 Whale.FM 時,您會做什麼。
辛普森:當您訪問 Whale.FM 時,您會看到一個鯨魚錄音的聲音片段。其想法是將您看到/聽到的大聲音與下面較小的聲音之一相匹配。所有配對都進入資料庫,我們使用它來找到最佳的聲音對,並建立我們對鯨魚彼此之間交流內容的理解。基本上:我們需要幫助來解碼鯨魚的語言
迪克里斯蒂娜:很好的過渡。接下來,我想向 TNO 的 A.M.(桑德)·馮·本達-貝克曼提出一些問題。桑德:請告訴我們您的研究。我們想了解關於鯨魚及其歌曲的什麼?
馮·本達-貝克曼:我們正在研究鯨魚和海豚在水下發出的用於相互交流的聲音。在水下很難看得遠,但聲音可以傳播很遠。這就是為什麼這些動物依靠聲音在水下交流、定位和尋找食物。這使得聲音成為研究水下鯨魚的有效方法之一。
迪克里斯蒂娜:桑德,再問一個問題:在您需要的資料中,公民科學家可以幫助您完成哪些真正缺失的部分?
馮·本達-貝克曼:我們仍然不太瞭解鯨魚和海豚在水下是如何交流的。某些物種,例如我們在 Whale.fm 網站上展示的虎鯨和領航鯨,非常善於交流,併發出許多不同的聲音。這使得很難理解某種聲音是用於什麼目的。例如,這些動物是否會互相告知它們在哪裡,它們是否找到了食物?為了理解這一點,我們首先需要知道這些動物發出的典型聲音是什麼。這是一項艱鉅的任務,對於像虎鯨和領航鯨這樣非常善於發聲的物種尤其如此。
迪克里斯蒂娜:公民科學家是否在這方面提供幫助?如羅布所描述的那樣,對這些聲音進行編目?
馮·本達-貝克曼:是的,完全正確!對於虎鯨,我們對它們發出的聲音有很好的瞭解。然而,對於領航鯨,我們仍然不瞭解。這就是我們需要志願者來幫助我們的地方。
迪克里斯蒂娜:關於志願者:接下來,讓我們認識一下放學後科學聯盟的卡羅爾·唐。卡羅爾:孩子們放學後最大的需求是什麼?
唐:放學後更多的是關於吸引和鼓舞青少年,並幫助他們相信他們可以成長為一名有創造力的科學家。公民科學可以讓孩子們在放學後參與真正的科學……不是死記硬背事實,而是進行科學實踐。
迪克里斯蒂娜:卡羅爾:教師/志願者如何將公民科學融入到小組活動或作業中?
唐:放學後的 STEM 教育需要與現實世界相關、引人入勝且易於理解,因此公民科學非常適合!公民科學專案應該用於激發好奇心、引發討論、磨練批判性思維。因此,學生可以一起觀察鳥類或記錄降雨或繪製初生的花朵,並與研究人員分享資料。
迪克里斯蒂娜:卡羅爾:關於使用 Whale.FM 有什麼具體建議嗎?
唐:Whale.FM 非常適合吸引女孩,我們知道女孩對生物學更感興趣,而且鯨魚很受歡迎。我會將 Whale.FM 與其他動手的生物學、海洋生物學或聲學物理活動結合起來。或者將其與當地水族館或海灘(如果您幸運的話)的旅行相結合,以搭建學習的支架。確保進行關於以下內容的討論:什麼是證據?您如何設計研究?什麼是確定性?
迪克里斯蒂娜:好的,現在我想向觀眾開放提問。我們收到了一些很棒的問題。羅布:Whale.FM 已經運行了幾個月了。有什麼初步結果嗎?
辛普森:是的,我們確實有一個重要的初步結果:該網站似乎有效
我們選取了我們已經知道呼叫類別的呼叫子樣本,並測試了來自志願者的解析。我們發現 Whale.FM 志願者以與專業人士相同的方式對聲音進行分組。
迪克里斯蒂娜:羅布:志願者進行的編目與專業科學家所做的工作有多大程度的一致?順便說一句,我也是志願者之一!與我 11 歲的女兒一起匹配鯨魚叫聲是一個很棒的星期六活動。
辛普森:非常一致。我們在初步測試中發現了大約 90% 的一致性。我們的志願者太棒了!
(觀眾提問)melipalSC:你們是否也在使用數學工具(例如頻譜分析)進行模式識別?
馮·本達-貝克曼:這些方法通常用於自動分類鯨魚叫聲。這裡的挑戰在於,許多呼叫略有不同,目前自動執行此操作仍然太具挑戰性。
(觀眾提問)DaveMosher:Whale.FM 正在處理大量的鯨歌資料。除了該專案宣告的目標之外,您是否發現了此資料的任何令人驚訝的新用途,即您沒有計劃的事情?
馮·本達-貝克曼:我們收到了來自科學界的許多人的問題,他們想將他們的演算法與志願者做出的選擇進行比較。
唐:作為一名教育工作者,對該專案的設計表示讚揚。沒有什麼比挫敗感更讓孩子們失去興趣的了!這個專案很有效!
辛普森:對我來說,驚喜之處在於,正如桑德所說,我們可能會使用它來比較自動化演算法,並希望改進它們。這裡有成千上萬的鯨魚叫聲。Whale FM 似乎可以將大問題縮小為一個更小、更易於管理的問題。
(觀眾提問)melipalSC:對您來說,處理水環境中的背景噪聲有多困難?
馮·本達-貝克曼:是的,水中的背景噪聲通常是最難自動去除的東西。然而,人類在這方面要好得多!這就是為什麼科學家仍然堅持用眼睛/耳朵瀏覽他們的資料集,這使得大型資料集的處理非常繁瑣,這正是志願者的幫助如此有用的原因!
(觀眾提問)安吉拉·格里瑪:我打算今年夏天去觀鯨。您對我有什麼建議嗎?我還是新手。
唐:在遷徙期間,可以從岸邊或船上看到鯨魚。確保這是一個合乎道德的運營商,因為騷擾鯨魚是違法的(它們受到保護)。但是大多數觀鯨運營商都有博物學家,他們對生物學瞭解很多。提前閱讀做好準備將有助於增加欣賞程度。使用 Whale.FM 幫助您思考仍在進行的研究。我們知之甚少!
melipalSC:我很久以前就發現了 Whale.FM 專案,並且我幫助進行了一些匹配。你們做得很好。
馮·本達-貝克曼:謝謝您的幫助!
辛普森:感謝所有公民科學家幫助 @whalefm。
迪克里斯蒂娜:感謝您的到來!今天的線上聊天到此結束。如需瞭解更多資訊,請訪問 Whale.FM,傳送電子郵件至 team@whale.fm 並關注 @WhaleFM (Twitter)。關注 @CarolTang1@SciAfterSchool@orbitingfrog@theZooniverse@WhaleFM@sciam
