Avvicinarsi alla ricerca con la citizen science

L’espressione citizen science, tradotta letteralmente con scienza dei cittadini, indica attività svolte da comuni cittadini collegate all’ambito della ricerca scientifica. Si tratta di collaborazioni che vedono la partecipazione di volontari a importanti scoperte scientifiche.
L’aspetto partecipativo di queste attività le rende un potente strumento educativo, di rilevanza per la didattica che assume una forma più dinamica. E non solo. Questa comunicazione attiva fra ambienti della ricerca e persone che non ne fanno parte permette che un messaggio importante viaggi dagli scienziati fino al pubblico: come procede il mondo della ricerca scientifica e i suoi metodi.
La citizen science può abbracciare differenti discipline, dall’astrofisica alla biologia, e coinvolge diversi tipi di attività: le rilevazioni passive, in cui i partecipanti mettono a disposizione una risorsa (per esempio il proprio cellulare) per effettuare rilevazioni da inviare agli scienziati per analisi e utilizzo; il volunteer thinking, in cui i partecipanti contribuiscono utilizzano le proprie abilità nel riconoscere forme o analizzare informazioni (per esempio per classificare oggetti celesti); la civic and community science, in cui il progetto è guidato da gruppi di partecipanti con lo scopo di identificare un problema che li riguarda da vicino per trovare soluzioni in prima persona.
La partecipazione a questi progetti non richiede, il più delle volte, un background di studi particolare: chiunque, spinto da curiosità o passione, può contribuire realmente a ricerche nate fra mura accademiche.
Oltre all’esempio del progetto Prisma, nato in ambito INAF, altre iniziative in campo astrofisico hanno rappresentato nel tempo interessanti sfide per i cittadini.

Un occhio sul Sistema Solare

Particolarmente accattivanti per il pubblico sono i progetti di astrofotografia, che uniscono astrofisica e arte fotografica. Un esempio è la JunoCam, una macchina fotografica a bordo della sonda della NASA Juno, attualmente in orbita attorno a Giove e intenta a raccogliere immagini del pianeta mentre il veicolo spaziale gli ruota attorno. Le foto catturate dalla JunoCam, scansionando la superficie gioviana, sono utilizzate principalmente come strumento divulgativo per coinvolgere il pubblico: le immagini, raccolte sul sito web della missione, vengono distribuite ai partecipanti che le rielaborano e trasformano in vere opere d’arte con software grafici. I risultati finali vengono condivisi, discussi e distribuiti all’intera comunità scientifica. Il ruolo della JunoCam non è tuttavia solo divulgativo: le immagini catturate sono usate dalla NASA come scenario di partenza per pianificare future missioni spaziali. Sottoponendo alla comunità scientifica foto scattate con i propri telescopi, i volontari possono contribuire nel decidere quali siano i luoghi e i fenomeni di maggior interesse sul pianeta, indirizzando i temi delle ricerche degli scienziati.
Il progetto JunoCam nasce come strumento di citizen science, contribuendo con le sue immagini allo studio della storia ed evoluzione di Giove, con lo scopo di risalire fino alle origini del pianeta e del nostro sistema solare. Pianeti giganti come Giove rivestono un ruolo importante nella formazione planetaria perché le grandi masse consentono di influenzare e modellare le orbite di altri oggetti che compongono i sistemi planetari (come pianeti, asteroidi, comete). La missione Juno cerca risposte a domande ancora aperte sull’origine di Giove, il miglior esempio di gigante gassoso vicino alla Terra. Focalizzare le indagini della sonda su luoghi di particolare interesse è quindi un aspetto cruciale dell’indagine scientifica.

Attenzione sul pianeta rosso

Accanto a Giove, un’iniziativa simile in ambito planetologico ha visto come protagonista Marte. Planet Four è un progetto pensato per aiutare i planetologi a identificare e analizzare le caratteristiche della superficie di Marte, incluse zone del pianeta rosso poco o mai esplorate. I volontari, scrutando immagini della superficie marziana, segnalano la presenza di particolari “macchie”: queste, associate a gas intrappolati e poi rilasciati dalla superficie, secondo i ricercatori sono legate al susseguirsi delle stagioni marziane. Seguendo come questi segnali si formano, evolvono, scompaiono e ritornano sarà perciò possibile indagare il clima del pianeta. Per seguire l’evoluzione climatica è cruciale tracciare le macchie nel tempo, scoprendo per esempio se si formano con periodicità nella stessa zona superficiale. Le immagini analizzate dai partecipanti al progetto provengono dalla fotocamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter, una sonda spaziale della NASA lanciata nel 2005 e attualmente ancora attiva, con l’obiettivo primario di identificare potenziali luoghi di atterraggio per future missioni sul pianeta rosso. La collaborazione dei cittadini entra in gioco a causa dell’enorme quantità di immagini da analizzare: gli indizi da cercare non sono rilevabili in modo automatico con software appositi ma richiedono l’osservazione di un occhio umano. La partecipazione dei volontari a progetti di citizen science può quindi riguardare diverse fasi della ricerca scientifica, da quelle iniziali, scegliendo dove concentrare le indagini, a quelle finali, analizzando dati già raccolti.

Ampliando lo scenario

Planet Four è uno fra i molti progetti che compongono Zooniverse. Superando i confini del nostro sistema solare, Zooniverse permette agli utenti (più di un milione) di partecipare a ricerche scientifiche che riguardano, per esempio, la classificazione di galassie o altri oggetti celesti, focalizzando l’attenzione verso indagini su diverse scale. Zooniverse è un portale web che ospita più progetti, non solo di astrofisica, che includono ad esempio anche ricerche su modelli climatici. I progetti, a differenza delle iniziative nate in precedenza, usano la potenza di calcolo frutto della partecipazione attiva dei volontari per raggiungere gli obiettivi prefissati. Il quadro in cui si inseriscono programmi come questo coinvolge la grande mole di informazioni, che gli scienziati sono in grado di raccogliere con opportuni strumenti: per quanto l’analisi automatica con computer possa aiutare, in molti campi di ricerca tuttavia sono necessarie alcune capacità comuni a tutti gli esseri umani, indipendenti dalla propria formazione scolastica o professionale.

JunoCam, Planet Four e Zooniverse permettono a volontari, studenti, docenti e cittadini in generale di avere una visione diretta sull’aspetto cruciale del metodo con cui la ricerca scientifica procede: il metodo scientifico, che segue le tracce dei fenomeni studiati, per dedurre dall’osservazione e dall’analisi come funziona la natura.