Ciencia ciudadana

Estamos viviendo en la era de los datos. Gran parte del desarrollo científico actual se basa en nuestra capacidad de procesar una enorme cantidad de información, o tomar la mayor cantidad de muestras posibles. Si bien tenemos computadores que nos ayudan con esos procesos, muchas veces los seres humanos tenemos mejor capacidad para entender algunos conceptos. Es así como nació la ciencia ciudadana: una distribución del cálculo, toma de muestras, u otros procedimientos que deben realizar los científicos, de manera que cualquier persona pueda ser parte del proceso de investigación.

Imagen: Revista Nature, Proyecto Foldit

El término ciencia ciudadana se puede referir a distintos tipos de proyectos, pero todos tienen algo en común: buscan acercar la ciencia a las personas, y mostrar que no es necesario ser científico para ayudar a producir conocimiento científico. Uno de los puntos más importantes para que toda la comunidad pueda participar de este tipo de proyectos es que no es necesario tener conocimientos previos sobre el tema. Todos ganan: la investigación científica se realiza con ayuda de la comunidad, y la comunidad aprende conceptos científicos y cómo estos se relacionan con el mundo que nos rodea.

Un poco de historia

El radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico. Imagen vía Wikimedia Commons.

Hay discusiones sobre de dónde proviene exactamente el término “ciencia ciudadana” y quién comenzó a usarlo primero, pero para los fines de este artículo consideraré los orígenes definidos por David Baker en la revista Nature. David Baker es un bioquímico en la Universidad de Washington, en Seattle, Estados Unidos. En el año 2005, Baker en conjunto con el equipo de su laboratorio desarrollaron un programa similar a SETI@Home. El proyecto SETI@Home permite a usuarios decargar un programa que utilizará recursos de sus computadores cuando no se encuentren en uso. Cuando tu computador está encendido pero no lo estás usando, el programa de SETI@Home funciona de fondo procesando datos del radiotelescopio de Arecibo en tu equipo. En proyectos como este, la única participación de parte de los ciudadanos es, literalmente, prestar su computadores para correr códigos en ellos. SETI@Home se lanzó en 1999 y aún está funcionando: con más de 5 millones de usuarios a nivel mundial, en el año 2008 el proyecto obtuvo el Récord Guiness de “el mayor cómputo realizado en la historia”.

El programa desarrollado por Baker y su equipo era lo mismo que SETI@Home, pero su objetivo era encontrar nuevas maneras de “doblar” proteínas: las proteínas están formadas por cadenas de aminoácidos, y al doblarse en tres dimensiones pueden tomar distintas formas. Cada proteína tiene su forma específica de doblarse, y si lo hace de otra manera puede no ser efectiva o incluso ser perjudicial para el organismo que la contiene. Determinar la manera correcta de doblar una proteína es un problema muy importante en bioquímica, pero requiere de una enorme cantidad de recursos computacionales. El programa del equipo de Baker probaba, para cada proteína, todas las formas posibles de doblarla, hasta encontrar la correcta. Mientras el programa funcionaba, un protector de pantalla mostraba a los usuarios la configuración de la proteína que estaba probando en cada momento.

Una proteína puede doblarse de miles de maneras diferentes, pero sólo una será la más eficiente para su labor. Imagen: Vincent Voelz via Wikimedia Commons

El cambio de mentalidad ocurrió, según lo que cuenta Baker, cuando la gente comenzó  a enviarle correos sobre lo que veían en el protector de pantalla. Muchas veces, con solo ver las imágenes de las proteinas sin doblar, era posible para los usuarios determinar cuál era la forma más eficiente de doblarla, antes de que el algoritmo probara esa configuración. Una proteína puede estar conformada por cientos de aminoácidos, y un computador tiene que revisarlos uno por uno para encontrar la combinación más eficiente. Sin embargo, los seres humanos tenemos habilidades desarrolladas para movernos por tres dimesiones, lo que nos hace intuir de manera más rápida las mejores configuraciones en el espacio. Mientras el computador debe probar cada configuración posible para doblar una proteína, los humanos con solo una mirada ya podríamos intuir la respuesta.

Baker se contactó con el departamento de Ciencias de la Computación de su universidad, y crearon una interfaz interactiva donde las personas podían ver imágenes de las distintas proteínas y determinar la manera que, para ellos, era más eficiente de doblarlas. Así nació Foldit — una página web que, a través de un juego con niveles y puntajes, hace que los usuarios clasifiquen distintos tipos de proteínas. Según publicaron en la revista Nature, los mejores jugadores de Foldit son capaces de reconocer configuraciones de aminoácidos de manera más eficiente que un computador. Aprovechando las ventajas naturales del ser humano para determinar las mejores configuraciones, el equipo logró ahorrarse un enorme número de cálculos innecesarios.

Interfaz de Foldit

Desde entonces, diversos proyectos de todas las áreas de la ciencia se han acercado a este concepto: aprovechar que los seres humanos vemos mejor que los computadores, y distribuir de manera remota sus cálculos para que cualquier persona interesada pueda colaborar con su investigación.

¿Y en astronomía?

Por supuesto, la astronomía no se ha quedado atrás. Uno de los proyectos astronómicos de ciencia ciudadana más conocidos es GalaxyZoo: un sitio web donde los usuarios, luego de ver un tutorial, clasifican imágenes de distintas galaxias según su forma.

GalaxyZoo es un gran ejemplo de cómo la ciencia ciudadana ayuda a que cualquiera pueda aportar al conocimiento científico. En el año 2008 Hanny van Arkel, profesora holandesa de biología y aficionada a la astronomía, se encontraba clasificando galaxias en el sitio web. Una de las imágenes que el sistema le mostró tenía algo extraño, una especie de nube bajo la galaxia — algo que no le habían mostrado en las instrucciones, y que Hanny no supo cómo clasificar. En lugar de simplemente saltarse la imagen, su curiosidad la llevó a escribir un mensaje en el foro de GalaxyZoo, preguntando por este objeto. Los científicos del proyecto tomaron nota e investigaron el objeto utilizando observaciones de otros telescopios, y descubrieron que era un tipo de objeto astronómico nuevo, nunca antes visto ni clasificado. Este objeto ahora se denomina como el “eco” de un cuásar: la galaxia que Hanny observó fue activa en el pasado, y emitió enormes cantidades de rayos X que iluminaron el gas a su alrededor. Hoy en día la galaxia ya no genera esas emisiones, pero los residuos aún pueden verse en sus cercanías — a eso corresponde la nube que Hanny observó.

El descubrimiento fue publicado en la revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, de la Universidad de Oxford, con Hanny como una de las co-autoras del paper (enlace abierto al paper aquí). El objeto astronómico lleva su nombre (“Hanny’s voorwerp” en una mezcla de inglés con holandés, el “Objeto Hanny”), y su historia incluso inspiró un cómic.

A la izquierda, la imagen que Hanny vio en GalaxyZoo. A la derecha, una imagen posterior tomada por el Telescopio Espacial Hubble.

El proyecto GalaxyZoo ahora es parte de ZooUniverse, plataforma que alberga proyectos de ciencia ciudadana no sólo sobre astronomía, también de muchas otras disciplinas de ciencias y humanidades.

Proyectos actuales en Chile y el mundo

¿Quieres ayudar a los científicos, y aprender de ciencia en el proceso? Hoy en día existen una serie de proyectos de ciencia ciudadana, en todas las áreas de la ciencia. A continuación dejo una lista muy limitada sobre algunos proyectos en distintas disciplinas. Como mencioné anteriormente, en ZooUniverse puedes descubrir diversos proyectos de distintas áreas del concimiento. Parte de ZooUniverse es el Variable Star Zoo, desarrollado por el Instituto Milenio de Astrofísica, que agrupa a diversas instituciones chilenas. En Variable Star Zoo puedes ayudar a los astrónomos a clasificar estrellas variables, cuya luminosidad cambia en el tiempo. Está disponible en inglés y en español.

También en Chile, la Fundación Ciencia Ciudadana se encarga de crear y dar a conocer proyectos donde todos podemos participar. Visita la lista de sus proyectos actuales aquí. Uno de sus principales proyectos es el análisis de la salud ambiental de las aguas del Lago Villarrica. Todos los miembros de la comunidad pueden tomar muestras y aprender sobre los distintos aspectos del agua del lago. Se espera que este proyecto se expanda a siete otros lagos chilenos, y también a otras regiones de Latinoamérica.

La Fundación Ciencia Ciudadana, en conjunto con la Universidad Autónoma de Chile, publicaron la Guía para la Ciencia Ciudadana, que puedes descargar aquí. Además, la Red Chilena de Ciencia Ciudadana agrupa a distintas instituciones que realizan proyectos donde puede participar la comunidad.

Para proyectos fuera del país puedes revisar ZooUniverse o estas listas de Wikipedia y National Geographic.

¿Conoces más proyectos de ciencia ciudadana que no fueron mencionados aquí? ¡Compártelos en los comentarios!

Fuentes y links de interés

Hayabusa2: Explorando la superficie de un asteroide

Una de las misiones astronómicas más ambiciosas de las últimas décadas cumplió sus primeras metas durante septiembre de 2018: la Agencia Espacial Japonesa (JAXA) logró llevar una sonda hasta un asteroide y depositar no uno, sino tres rovers en su superficie.

Representación artística de los rovers 1A y 1B sobre la superficie de Ryugu. Imagen: Agencia Espacial Japonesa (JAXA)

Algo parecido fue lo que hizo la misión Rosetta en 2015, pero la misión japonesa tiene un objetivo aún más especial: tomar muestras físicas de la superficie del asteroide, y traerlas de vuelta a nuestro planeta.

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AstroBásicos #7: Las estaciones del año

La astronomía está llena de conceptos básicos que aparecen una otra y vez y que, si los entendemos bien, nos ayudan a comprender otros conceptos más complejos. Como no quiero que mis lectores se queden con dudas he iniciado esta serie de “AstroBásicos“, donde explicaré esos términos que solemos escuchar pero que no siempre se suelen entender. Puedes ver todos los AstroBásicos publicados hasta el momento aquí. Si quieres sugerir algún concepto o pregunta, hazlo a través del formulario de contacto.

Las estaciones del año se definen como períodos del año donde las condiciones climáticas se mantienen estables dentro de un cierto rango. En general, solemos aprender que las estaciones del año son cuatro, pero en algunas zonas de nuestro planeta estas se reducen sólo a dos.

Las estaciones del año ocurren debido a que el eje de rotación de la Tierra está inclinado con respecto al plano de su órbita alrededor del Sol. Esto hace que distintas partes del planeta reciban más o menos luz solar en distintas épocas del año.

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La humanidad hablándole al espacio

Mirar hacia el cielo en una noche oscura y preguntarse qué hay allá es algo que el ser humano ha hecho desde el principio de los tiempos. Los primeros observadores del cielo descubrieron el movimiento de los planetas y los diferenciaron de las estrellas; con la aparición del telescopio el universo se abrió frente a nuestros ojos, y en las últimas décadas hemos descubierto que nuestro sistema solar no es único y que un enorme número de estrellas tienen planetas orbitando a su alrededor.

El radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico. Imagen vía Wikimedia Commons.

Esa sensación de soledad que nos da pensar en un universo vacío ha hecho que intentemos comunicarnos, enviar una señal, como una bengala que quizás alguna civilización lejana, algún día, pueda detectar.

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Nueva fuente astrofísica de neutrinos

El 12 de julio de este año, científicos de los consorcios del observatorio IceCube, Fermi-LAT, y los telescopios MAGIC anunciaron, en una conferencia de prensa, la detección de un neutrino de alta energía. La razón por la que esta detección fue tan importante es que corresponde a la primera vez que se logra detectar de dónde provenía el neutrino: una galaxia con un agujero negro supermasivo en su centro.

El observatorio IceCube y una representación de la detección del neutrino.

Este descubrimiento también es un excelente ejemplo de cómo funciona la denominada astronomía multimensajero.

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