2017年2月24日 星期五

臉書是推動公民科學的重要元素啊

(這張圖是呂亞融先生設計的,他被挖角到中研院我已哭)


隨著網路與智慧型行動裝置的普及,大幅改變了人們接收和傳遞資訊的方式,使通訊更加的快速便利。在這樣的潮流之下,規劃公民科學的科學家們,看上了這樣的特質,廣泛的應用於需要集結眾多志同道合夥伴的公民科學工作中。在反覆的正向回饋之下,促成各種不同主題的公民科學如雨後春筍般誕生,展開一個全民共同參與科學研究的新時代。

公民科學是什麼?是公民課嗎?

公民科學(citizen science)是指由科學家為民眾量身打造適合的長期監測方法,由參與民眾蒐集可供科學分析的數據資料,再由研究人員進一步分析探討的科學研究方式(Irwin, 1995; Bonney et al., 2009; Sullivan et al., 2009; Dickinson et al., 2010; Dickinson et al., 2012a; Dickinson et al., 2012b)。公民科學雖然是一個新穎的名詞,其實已經有許多事情是運用公民科學的概念完成。

台灣人最熟悉的案例,就是要開車上高速公路時,常常收聽的「警察廣播電台路況導航」。每一位用路人都需要透過警廣來知道高速公路上的即時資訊,避開車多的路段或盡早知道路上的特殊狀況。問題來了,難道有警廣派出一組路況調查隊,一天到晚在高速公路上跑來跑去調查路況嗎?答案當然是否定的,這種大量耗費時間、人力和金錢等成本的方案誰吃得消啊。是的,每一個路況資訊都來自每一位需要資訊的用路人;也就是說,資訊的使用者也可以是資訊的提供者,只需要一個匯整資訊的平台,就能讓所有人供應和共享資訊。這是公民科學的運作方式之一,也同樣是運用web 2.0的概念。


再講一個例子,日本在311大地震之後,福島核電廠嚴重受損。為了要知道輻射殘留的狀況,一群駭客與東京大學設計了一個「便當盒」,裡面有GPS、智慧型手機、輻射偵測器等這些有的沒的。他們把「便當盒」發給許多居民,裝在車子上,大家如往常一樣上班下班假日出遊。行車的同時,便當盒便會把輻射偵測的資料,自動透過網路回傳到資料管理中心,很快就能掌握日本輻射的殘留狀況了。重點是,這件事完全沒有政府的參與或支助,完全是民間自力發起的,效率也遠高於政府的調查進度。


講到這邊,聰明的各位已經發現,公民科學的重要核心來自於集結眾人之力,沒有眾人參與,就難以達到目的。以我從事的生態保育工作來說,現在是一個生物多樣性快速流失的時代,聯合國要求大家好好瞭解各國的生物多樣性現況。問題是很多國家的國土大得不像話啊,等科學家把調查工作做完,我看地球上的生物也早就滅絕的差不多了吧。為了快速有效率的瞭解廣大範圍的生物多樣性現況及變化趨勢,必須在廣空間尺度下長期監測指標的變化,蒐集大量的資料,並且有效的整合與運用(Kelling et al., 2009; Hochachka et al., 2010; Hochachka et al., 2012)。於是由民眾共同參與的公民科學研究計畫便應運而生。

傳統的調查工作,能在較細的時空尺度之下獲得精確的資料,但是卻無法快速大規模的蒐集。由各地民眾參與的公民科學計畫,便能在較廣的時空尺度之下獲得大量資料,彌補了此項傳統研究方法的弱點(Smith, 1995; Dickinson et al., 2012a)。以公民科學為機制所執行的計畫已經廣泛應用於氣象學(如氣旋中心計畫Cyclone Center Project)、天文學(如星系動物園Galaxy Zoo )、生態學和環境監測。例如大家最近很關心的空氣汙染與PM2.5,空氣盒子計畫也是透過公民科學的概念運作的。

換句話說,公民科學就像是七龍珠孫悟空的元氣彈一樣,是一股眾志成城、聚沙成塔的力量。(不知道元氣彈是什麼的話,請去漫畫店借整套的七龍珠)



臉書可以做為公民科學蒐集資料的平台

公民科學的類型大致可分為兩類:「系統型計畫(systematic scheme )」和「機會型計畫(opportunistic scheme)」(Lewendowski and Spech 2015)。

系統型計畫是指訂立嚴謹標準作業程序的公民科學計畫,在資料蒐集階段就先規劃,將志工不同的調查能力和努力量(effort)標準化,所獲得的資料偏差較低,較容易以傳統的統計分析,例如英國、美國及臺灣的「繁殖鳥類調查 (Breeding Bird Survey, BBS) 」。此類的公民科學計畫,參加門檻較高,參與者必須接受培訓課程的訓練,熟悉監測方法及流程,才能實際蒐集資料(Dickinson et al. 2010)。以「臺灣鳥類生產力與存活率監測(The Monitoring Avian Productivity and Survivorship program, Taiwan; MAPS Taiwan)」為例,必須透過鳥類繫放檢視鳥類的年齡與性別特徵,才能探討鳥類的族群結構(population structure,也就是鳥類的人口金字塔)。鳥類繫放是相當困難的技術,若技術不夠純熟,很容易造成鳥類受傷甚至死亡。因此,志工在參加之前,必須先接受過相當嚴格的訓練,才能實際參與計畫。

機會型計畫之目的在於累積大量的生物時空分布資料,尤其物種、時間及空間三者,能快速累積生物的分布資料,使資料越來越容易取得(Guisan et al. 2006; Graham et al. 2008)。任何使用者的都能夠在資料庫或平台輸入所需資料,例如累積賞鳥紀錄的eBird 資料庫(Sullivan et al. 2014)。機會型計畫的參與門檻相對較低,使用者可以隨時提供資料庫所需的資訊,甚至只須要上傳照片及時空資訊到網路平台或資料庫中,由專業研究人員鑑定物種即可,使用者不一定要具備鑑定能力。機會型計畫就很適合運用在蛾類、蝸牛、蜘蛛等容易觀察拍攝的小型無脊椎動物,或是死亡動物的監測。「臺灣野生動物路死觀察網(路殺社)」就是機會型計畫的典型案例。


以路殺社為例,基本流程就像上面那張圖那樣,任何人都可以用智慧型裝置拍路殺動物屍體照片,上傳到臉書社團,這樣我們就會同時接收到時間和空間的資訊。不會辨識動物也沒關係,工作人員會透過照片鑑定,並且將俗名和學名標註上去,程式就會自動抓取並上傳到資料庫中。路殺社還有許多故事啦,不過我也懶得寫了,請直接看這篇報導者的報導「世界第一個用社群媒體蒐集路死動物資料的團體:路殺社」。

另一個例子是我最新剛推出不久的「鳥類食性」,也是透過臉書蒐集照片。這個社團的目的是透過鳥類覓食與進食的照片,確切瞭解鳥類的食性。用這個方式累積鳥類食性資訊,已經想很久了。我們需要確切的知道鳥類吃什麼,而不是一天到晚看圖鑑上「種子、果實、無脊椎動物及小型脊椎動物」這樣的空泛文字。瞭解鳥類對食物的偏好,也能對昆蟲的擬態、天擇與演化研究、鳥類與種子傳播等研究能有所幫助。



今年在動行研討會的早晨,我坐在中山大學理學院的樓梯上啃著我的丹丹漢堡,中研院的好朋友老麥(食性為麥當當小薯)咚咚咚的跑過來,我還以為他要跟台灣獼猴一樣來掠奪我的薯條。老麥是熟悉生物與資料科學的高手高手高高手,他跟我說到想要透過吃與被吃的關係,來建立生物之間的連結網絡。建立資料與儲存影像、影片、聲音的方式他都想好了,唯一需要的是證據照片。我們碰巧都有想做這件事的念頭,而且在台灣物種名錄台灣生命大百科的基礎之下,所有的生物的名字都有了,只要抓到和資料庫相同的名詞,就能自動匯入資料庫,不需要工人智慧一天到晚標記。做這件事,我們需要生物辨識與攝影的各路江湖好漢與舊雨新知,提供【鳥類】【正在吃】【食物】都有的照片,也希望透過這個小公民科學,更加認識我們的大自然與野生動物,並且把牠們的關係資料化及網絡化。

台灣的自然觀察者永遠超乎我的預期,第一天就上傳了三百多張照片,而且不知道什麼勁的在比稀有。像上面那張白魯夫拍攝的花澤鵟捕食藍胸鶉,我兩種鳥都沒看過啊!!簡直是各種炫耀放閃。

臉書可以維繫夥伴關係、成員之間互相交流取暖抱抱討拍

志工是公民科學的核心沒有之一,是蒐集資料的主要成員,因此,在規劃公民科學計畫,許多細節都需要為志工考量。參與公民科學的調查志工,常常會有特別的偏好。舉例而言,機會型計畫中,志工對稀有物種的興趣往往比普遍種高出許多,因此會比較容易蒐集稀有物種的資料,而缺乏普遍種的資料(Matteson et al. 2012; Sarda-Palomera et al. 2012)。然而,這樣的現象反而可以將稀有種的分布資料蒐集的更完善,更真實呈現稀有種的分布狀況。也因此,機會型計畫較適合探討生物多時空分布(但仍然會有偏差);系統型計畫則較適合監測生物族群的變化趨勢(Matteson et al. 2012; Sarda-Palomera et al. 2012)。

志工參與公民科學的過程,也是一種自由選擇學習(free choice learning)的過程,隨著參與的經驗累積、從培訓課程學習相關知識與技術,志工的偵測及辨識能力都會進步(Kelling et al. 2015)。如此,長期參與的志工,其調查成果往往會越來越好。Miller et al. (2012) 發現,隨著參與培訓的次數越多、經驗越豐富,資料的品質顯著提升。但是,研究者在分析資料時必須審慎留意這個現象,有時候並不是生物的種類或數量有明顯的提升,而是志工的調查能力進步所致。

在理想的狀況下,由同一位志工長期穩定的參與,是維繫資料品質的關鍵之一。因此,讓志工願意長期參與,也成為公民科學規劃者的重要課題(Uychiaoco et al. 2005; Edgar and Stuart-Smith 2009)。由於志工並非受聘僱而來,而是基於自身的興趣,使其瞭解參與公民科學的重要性與貢獻、能與同好交流競爭、獲得研究者的肯定、回饋與感謝,都是維繫志工參與動機及意願的重要工作(Rotman et al. 2012)。如果調查方法設計得太複雜困難,很容易降低志工的參與意願(Delaney et al. 2008)。然而,過於簡單的方法反而會降低資料品質,因此公民科學調查方法的規劃,必須在志工與科學方法之間做權衡,既能讓志工容易執行,也能客觀的呈現生物多樣性的狀況(Dickinson et al. 2010)。

前面提到機會型計畫可以透過臉書蒐集資料,系統型計畫雖然不常直接用臉書社團蒐集資料,但是臉書社團是成員之間互相交流、提問、討論、分享經驗的平台。資深的志工可以提攜剛加入不久的新手志工,而且有不少成員也比研究人員還厲害。重要的是,公民科學的運作模式,強調的是「建立共同合作的夥伴關係」。所有的成員都是平起平坐的合作,而不是志工就要聽從研究人員的指示。臉書這樣的交流空間,便是維持成員之間人際關係的核心場域,緊密的合作與頻繁的交流,才能讓公民科學穩定的運作。

引用文獻 

我懶得整理了,你估狗看看找不找得到,找不到再叫我(thrush1250@gmail.com),但是我不會直接給全文。

相關資訊

有興趣的話歡迎參觀特生中心和泛科學合作的臺灣公民科學入口網,我盡量把台灣現有的都放進去了,還有一些開放資料的資料庫。至於世界各地的公民科學,那個實在是太多了根本放不完,我只先放一些跟我們比較直接相關的。

好了就這樣子寫到半夜寫得昏昏欲睡,我先不檢查要睡覺了,有發現錯字歡迎跟我說,我會修正並跟你說謝謝