In der modernen Forschung fallen wissenschaftliche Daten in enormer Menge an. Ob tausende Fotos aus den Ozeanen, Steppen und Urwäldern der Erde, Millionen Bilder vom Hubble-Weltraumteleskop oder Milliarden von Megabytes an Daten aus dem Teilchenbeschleuniger LHC: Diese Datenflut zu verarbeiten, auszuwerten und die wichtigen Informationen darin zu finden, gleicht oft der Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Leistungsfähige Computer übernehmen mittlerweile einen großen Teil diese Arbeit.
Doch es gibt etwas, das Computer trotz aller technischen Fortschritte der letzten Jahre nur wenig beherrschen: Bilder erkennen und auswerten. Wir Menschen können dagegen mit einem einzigen Blick auf eine Abbildung einzelne Objekte unterscheiden und benennen. Darum setzen immer mehr Wissenschaftler auf massenhafte Unterstützung aus der breiten Öffentlichkeit – sogenannte "Citizen Science".
Vom Galaxienzoo ins Zooniversum
Wegbereitend für die Citizen Science war das Forschungsprojekt "Galaxy Zoo", das bis heute zu den bekanntesten Projekten seiner Art gehört. Astronomen wollten hunderttausende im Sloan Digital Sky Survey fotografierte Galaxien nach ihrer Form und Rotationsrichtung einordnen. Doch jedes Bild einzeln zu klassifizieren hätte Jahre gedauert. Eine riesige Anzahl von astronomiebegeisterten Freiwilligen nahm sich daher die über das Internet verfügbaren Bilder vor und klassifizierte die Galaxien online. In mehreren Folgeprojekten entstand seither eine gewaltige Datenbank von Galaxien, sortierbar nach unterschiedlichen Eigenschaften wie Form, Farbe, Größe und vielem mehr – eine unerschöpfliche Datenquelle für Astronomen.
Da "Galaxy Zoo" so erfolgreich war, entstanden schnell weitere Projekte nach demselben Muster. Viele davon sind nun über das aus "Galaxy Zoo" hervorgegangene Internet-portal "Zooniverse" erreichbar. "Planet Four" beispielsweise ist dem Planeten Mars gewidmet. Auf den vom Mars Reconnaissance Orbiter aufgenommenen Bildern des Roten Planeten gilt es, "Fächer" und "Flecken" zu erkennen. Im Folgeprojekt "Planet Four: Terrains" fragen die Planetenforscher auch danach, ob das Marsgelände an Spinnen, Babyspinnen oder Schweizer Käse erinnert.
Mittlerweile finden sich auf Zooniverse Mitmach-Projekte für Jedermann aus praktisch allen wissenschaftlichen Fachbereichen. Nicht mehr nur Astronomie, auch Zoologie, Meteorologie oder Paläontologie und Teilchenphysik sind vertreten, ebenso wie Kunstwissenschaften oder Geschichte.
Viele Augen sehen mehr als zwei
Solche wissenschaftlichen Projekte mit Beteiligung einfacher Bürger haben für alle Seiten große Vorteile: Zum einen können natürlich überhaupt erst die großen Datenmengen bewältigt werden. Gleichzeitig sinkt auch die Wahrscheinlichkeit, etwas zu übersehen: Vier Augen sehen mehr als zwei, doch vierzigtausend Augen sehen noch viel mehr.
Gleichzeitig können die freiwilligen Helfer an der Forschungsarbeit aktiv mitwirken und Einfluss darauf nehmen. Anstatt wissenschaftliche Sachverhalte nur verständlich erklärt zu bekommen, können Interessierte selbst ein Teil der Arbeit werden. So entsteht ein engerer Dialog zwischen Wissenschaftlern und Bevölkerung und das gegenseitige Verständnis wächst. Davon ist auch die Bundesministerin für Bundesministerin für Bildung und Forschung Johanna Wanka überzeugt: "Citizen Science hat das Potenzial, die Wissenschaft nachhaltig zu stärken."
Die deutsche Plattform "Bürger schaffen Wissen" folgt dem Beispiel von Zooniverse. Ziel ist, einen guten Überblick über Citizen-Science Projekte aus Deutschland zu bieten und gleichzeitig die Wissenschaften und wissenschaftliches Arbeiten verständlich zu präsentieren. Schülertaugliche Projekte fördern insbesondere den Austausch zwischen Forschung und Schule.
Daten zum Selbersammeln
Wem das Auswerten von Fotos oder Abschreiben von Daten zu langweilig ist, der kann auch selbst Daten sammeln: Schon ein normales Smartphone mit Kamera reicht als Instrument für viele wissenschaftliche Beobachtungen aus. Auf der Plattform Naturgucker.de etwa kann jeder angemeldete Nutzer eigene Naturfotos hochladen, den Beobachtungsort angeben und die abgebildeten Tier- oder Pflanzenarten bestimmen. Mittlerweile ist daraus eine umfangreiche Datenbank über die Artenvielfalt in Deutschland geworden, die auch Naturforscher nutzen können.
Mehr für Töne als für Bilder interessieren sich die Forscher der Aktion "Stadtklang 2015". Sie sammeln typische Alltagsgeräusche aus den Heimatstädten und Lieblingsorten der Teilnehmer, von Verkehrsrauschen bis Vogelzwitschern. "So ist nun ein wirklich wertvoller Fundus von Geräuschen entstanden", sagt Projektleiterin Brigitte Schulte-Fortkamp von der TU Berlin. Das bislang eingestellte Tonmaterial von insgesamt mehr als vier Stunden Länge könnte Aufschluss darüber geben, welche Geräusche die Menschen bewegen. Menschen auf der Straße könnten so möglicherweise aktiv an der akustischen Gestaltung ihrer Umgebung mitwirken.
Beim Feinstaub-Projekt iSPEX schließlich wird ein iPhone sogar zum Spektrometer. Dazu ist jedoch ein kleines Zusatzteil erforderlich, dass man nach der Anmeldung beim Projekt zugeschickt bekommt. Vor die Kamera des Smartphones gesteckt, ermöglicht dieser kleine Filter, Spektrum und Polarisation des Tageslichts aufzunehmen. Aus den aufgezeichneten Spektren, der Polarisation und der Beobachtungsrichtung können die Wissenschaftler des Projekts den Feinstaubgehalt der Luft berechnen. Diese Daten fügen sie täglich zu einer globalen Feinstaub-Karte zusammen.
Wissenschaftliche Forschung im Computerspiel
Schnelle Erfolgserlebnisse gibt es bei wissenschaftlicher Forschungsarbeit in der Regel nur selten. Wenn die Hintergründe noch dazu für Laien schwer begreifbar sind, kann schnell die Begeisterung an einem Projekt nachlassen. Die Betreiber einiger Citizen Science Projekte appellieren darum an den Spieltrieb ihrer Helfer. "Gamification" nennen Wissenschaftler das Konzept, aus einem Problem ein Spiel zu machen.
Das Online-Spiel "EyeWire" erinnert an dreidimensionales Malen: Man verfolgt den Verlauf einer Nervenzelle durch einen winzigen virtuellen Würfel aus Hirngewebe. So lässt sich nach und nach aus Einzelbildern die dreidimensionale Form einzelner Zellen bestimmen, und wo sie sich berühren. Die Wissenschaftler hinter EyeWire wollen damit die Verbindungen der Nervenzellen im Gehirn kartieren. "Es ist unmöglich, dass ein Computer diese Arbeit übernimmt, also brauchen wir Hilfe", sagt Projektleiter Sebastian Seung vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).
Diese als Spiel verpackte wissenschaftliche Arbeit hat gleich mehrere Vorteile: Vergebene Punkte, erreichbare Levels und der Wettkampf um die höchste Punktzahl spornen die Spieler zusätzlich an, so dass ihre Begeisterung länger erhalten bleibt. Daher sind sie auch erfahrener und liefern schneller und zuverlässiger Ergebnisse. Die Wissenschaftler trainieren spielerisch ihre Helfer. Als Spieler wiederum braucht man sich nicht ganz so schuldig fühlen, als wenn man mehrere Stunden an einem einfachen Browserspiel verdaddelt hat – schließlich dient der Spaß am Spiel auch der Wissenschaft.
