Når mange små hjerner tænker bedre end få store

Et videnskabeligt opdagelsesspil om at folde proteiner viser, hvordan store og svære forskningsprojekter kan nyde godt af almindelige menneskers hjælp via nettet. Mange lignende projekter er allerede skudt i gang.

Galileo Galilei var den første, der inviterede folk til at se nattehimlen igennem sin kikkert. Selvom kirken ifølge overleveringen ikke tog imod invitationen, var Galileos gestus et vigtigt skridt for udbredelsen af den videnskabelige tænkning.

Nu er vores civilisation muligvis klar til en lignende og lige så betydningsfuld gestus: en invitation til alle mennesker om at deltage i ægte videnskabelig forskning via distribueret tænkning på nettet.

De nye digitale medier har gjort det muligt. Har du for eksempel lyst til at hjælpe med galakse-klassifikation og finde nye objekter i rummet? Besøg zooniverse.org.

Dette skærmbillede fra spillet Foldit viser et protein, som ikke er optimalt konfigureret. Spilleren kan nu vride og bøje alle elementerne for at optimere strukturen og dermed øge sit pointtal. Spilleren bruger for eksempel nogle 'gummibånd' til at trække proteinet sammen og håber, at der opstår flere hydrogenbindinger (blå-hvide streger), hvilket som regel er godt. Spilleren kan også forsøge at rette de hydrofobe sidekæder (orange) ind mod midten af molekylet og sprede de hydrofile sidekæder (blå) ud til alle sider. Brugerfladen rummer desuden værktøjer, chatmuligheder, grupper og top-lister samt en kogebog, hvor man kan automatisere handlinger.

Er du mere interesseret i at opdage nye pulsarer? Så kan du deltage i Einstein@Home.

'Tillykke, du har fundet et nyt medikament!' kunne være resultatet af din deltagelse i foldit@home, et forskningsprojekt, der bruger et spil-interface til at få amatører til finde de optimale konfigurationer på store og komplicerede proteiner.

Fænomenet er så nyt, at det endnu ikke har noget regulært navn. Skulle man kalde det frivillig kognition? Borgervidenskab? Crowdsourcing? Populærforskning? Distribueret tænkning? Eller noget helt sjette?

Men én ting er sikkert: Der vil komme flere og flere projekter, som inddrager almindelige mennesker i alle led af forskningsprocessen. Og ud over at hjælpe videnskaben, har fænomenet også potentialet til at revolutionere uddannelserne, for der er intet som er mere motiverende for at lære noget end at kunne hjælpe til med at løse ægte problemer, sådan som de viser sig ude i det virkelige liv.

»Vi vil gerne vise, at der kan komme ægte forskning ud af det,« siger fysikeren Francois Grey fra Cern i forbindelse med den første konference om 'citizen cyberscience' i London, der blev afholdt i begyndelsen af september.

»I modsætning til bare at stille sin computer til rådighed, når man ikke bruger den, kræver de nye projekter inden for den frivillige tænkning mere arbejde. Et godt eksempel er foldit@home, og offentliggørelsen af de frivilliges resultater i fagtidsskriftet Nature gjorde, at forskerne nu for alvor begynder at lytte,« siger Francois Grey.

Bedre end den bedste ekspert

Mange eksperter, som ikke har kendt noget til disse projekter tidligere, har været målløse over at se, hvordan de frivillige amatører regelmæssigt kan slå de bedste supercomputere, når det gælder om at finde innovative løsninger på svære beregningsproblemer.

I spillet Foldit skal man f.eks. forsøge at score så mange point som muligt ved virtuelt at bøje og vride en proteinstruktur, så den minimerer sin interne energi. Alle parametre og data er taget direkte fra en virkelighedstro proteinsimulator kaldet Rosetta. I en test mod supercomputere, viste folks rumlige intelligens sig at være bedre end den bedste computer fem ud af ti gange. Tre gange var folk lige så gode som computeren, og to gange var de dårligere.

Spørgsmålet er nu, hvordan i alverden glade amatører kan være bedre til at folde proteiner end de bedste supercomputere, programmeret af de bedste videnskabsfolk på området. Ifølge lederen af foldit@home, Zoran Popovic fra University of Washington, skyldes det menneskers forbløffende kognitive fleksibilitet.

»Når vi motiveres til at koncentrere os om et bestemt problem, så virker det næsten, som om vores kognitive evner er grænseløse,« siger Popovic.

»Især når vi samarbejder om et problem i grupper, samler vores kollektive intelligens så mange kreative ideer og tilgange, at det skaber en forbløffende alsidighed.«

Efter at artiklen om Foldit blev publiceret i Nature 5. august i år, har mange forskere skrevet til Popovic og spurgt om mulighederne for at bruge Foldit-projektets tilgang på andre videnskabelige problemstillinger.

»Vi kan se, at videnskabelige opdagelsesspil begynder at etablere sig som en metode til at løse meget svære problemer, der ellers ville være kommet til kort, hvis man kun brugte computere eller kun mennesker,« siger Popovic og tilføjer, at »mange af de vigtigste forskningsspørgsmål nu om dage falder i den kategori,« siger han.

Holdet bag Foldit er nu i gang med at udvikle spil til at opdage nye medikamenter og designe nye vacciner. Succesoplevelsen har også fået dem til at forsøge at revolutionere matematik- og naturfagsundervisningen ved at lave et spil, som dækker nogle af de svære hurdler i børns uddannelsesforløb.

»Vi vil afprøve vores ideer i skoler rundt omkring i verden i løbet af de næste to år,« siger Popovic.

Et utal af anvendelser

En anden superstar blandt pionererne inden for den distribuerede tænkning er kosmologen Bruce Allen, tidligere student af Stephen Hawking og leder af Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik i Potsdam. Han startede projektet Einstein@Home, der bruger ledige hjemmecomputere til at analysere data fra Arecibo-observatoriet i Puerto Rico. Her opdagede frivillige en helt ny type af pulsar, hvilket blev belønnet med en stor artikel i fagbladet Science 14. august i år.

Stadig andre projekter forsøger at inkludere almindelige mennesker i at digitalisere gamle udgaver af New York Times (Recaptcha), finde ansigter og objekter i digitale billeder (Google Image Labeler) eller at analysere data fra LHC for derved at 'finde den bedste beskrivelse af naturen,' som Peter Skands fra Cern formulerer det (se boks). Der er også chancer for at blive lige så kendt som den hollandske biologilærer Hanny van Arkel, som fandt et nyt objekt i rummet, mens hun klassificerede galakser via Zooniverse. Eller som Bruce Hudson fra Ontario, der fandt den første støvpartikel i Nasas Stardustmission via stardust@home.

Den distribuerede tænkning kunne ifølge en artikel på sciencenews.org også bruges til at forbedre peer review-processen: Da Vinay Deolalikar fra HP Labs i Californien for en måned siden sendte en artikel rundt til venner og bekendte med påstanden om, at P!=NP (der ofte er blevet døbt computervidenskabens største uløste problem), tog det dem ikke mange dage at skille beviset ad og finde fejl.

Historien gik verden rundt, og der blev oprettet en wiki (find den via ing.dk/k#857p), hvor argumenterne og hullerne i beviset blev samlet. Det var en kæmpe succes og ifølge Suresh Venkatasubramanian fra University of Utah 'nørdernes svar på superbowl'.

Forskerne er enige om, at den måde at give feedback på slår den normale peer review-proces med længder. Faktisk har Deolalikar nu brugt wikien til at lappe på fejlene og sendt en ny version til et klassisk fagtidsskrift.

Selvfølgelig er ikke alle forskningsspørgsmål relevante for borgerinddragelse, men der er stadig mange anvendelser, som venter på at blive lagt ud. De største udfordringer er som regel et passende interface, en villighed til at være åben omkring data og forskningsprocessen, og ikke mindste forskernes lyst til at dele ekspertise og berømmelse.

Det er nemlig ikke lige nemt for alle forskere at acceptere eventuelt at skulle dele en Nobelpris med en amatør.

Kommentarer (6)

Men én ting er sikkert: Der vil komme flere og flere projekter, som inddrager almindelige mennesker i alle led af forskningsprocessen. Og ud over at hjælpe videnskaben, har fænomenet også potentialet til at revolutionere uddannelserne, for der er intet som er mere motiverende for at lære noget end at kunne hjælpe til med at løse ægte problemer, sådan som de viser sig ude i det virkelige liv.

Det forekommer mig lidt besynderligt, at folk stiller deres arbejdskraft, strøm og computer gratis til rådighed for firmaer, der lever af at sælge deres produkter.

  • 0
  • 0

Det er fordi folk er begyndt at se fornuften ved internet paradigmet; en gratis "sky", hvor alt kommer fra. Det vil skylle ind over os, den næste dekade, imens det monetære system spiller sine sidste kort.

  • 0
  • 0

Benny, nu er det sådan at Foldit er "a product of a collaboration between University of Washington Departments of Computer Science & Engineering and Biochemistry." (http://fold.it/portal/about) ... Så der er måske ikke så meget i det du skriver?

Det samme gælder vist nok @home-programmerne.

  • 0
  • 0

Det at folk og forsker bruger boinc til at løse deres arbejde til forskellige procekter er ikke noget nyt, men det er da en meget god reklame du lave der men så heller ikke mere end det.
Du kunne måske også havde fortalt at nogle procekter bruger nu også GPU'en til beregningerne, men det er igen gamle nyheder.

  • 0
  • 0

Så der er måske ikke så meget i det du skriver?

Du har sikkert ret, og jeg er en mistænksom gammel rad:

The University of Washington is committed to building and maintaining positive and mutually beneficial relationships with the business community by providing [b]exceptional service and valuable assistance[/b].

  • 0
  • 0

Det er rigtigt at mange firmaer gerne vil udnytte folk til at tænke for dem - se f.ex. Amazons Mechanical Turk, hvorfor nogle mennesker straks fordømmende kalder dette for "virtual sweatshops" - det kan man mene om, hvad man vil, men artiklen her handler mere om glæden ved frivilligt at deltage i videnskabeligt arbejde. Og nej, det er ikke gammel vin på nye flasker. Der er nye druesorter og nye vintyper som dukker op hele tiden, og jeg tænker at det var ganske relevant at fortælle om den aktuelle state of the art.

  • 0
  • 0