1529470
Een replica van de microscoop van Antoni van leeuwenhoek. © ANP

Een groeiend leger amateurs helpt de wetenschap

Ze buigen zich over oude brieven, over fijnstof of over hemellichamen. Een groeiend leger van enthousiaste amateurs helpt de wetenschap.

Wat is toch dat blauwe spul onderaan de foto? Op een warme zomeravond in 2007 zit Hanny van Arkel achter haar laptop, thuis in haar flat in Heerlen. De 24-jarige basisschoollerares heeft sinds een week een nieuwe hobby. Op de website Galaxy Zoo bekijkt ze opnamen van telescopen. De beelden worden automatisch gemaakt, met duizenden per dag.

Als een van de eerste aardbewoners tuurt ze naar die verre werelden; best een romantisch idee, vindt Hanny. En wat het extra leuk maakt: dankzij een onlinecursus van een paar minuten kan ze de afbeeldingen classificeren en zo een steentje bijdragen aan sterrenkundig onderzoek.

Met een druk op de knop geeft ze aan wat ze ziet: ringen, bogen, ronde hemellichamen, sigaarvormige objecten, linksom draaiende spiralen, rechtsom draaiende spiralen, et cetera. Het is een vorm van complexe patroonherkenning waarbij computers veel fouten maken. Maar mensen zijn er zo handig in dat ze het - zoals Hanny - tijdens het koken kunnen doen, met een half oog op de kokende pasta.

Wat is toch dat blauwe spul onderaan de foto? Iemand? Hanny stelt haar vraag in het Engels op het forum van Galaxy Zoo, dat wordt bevolkt door professionele onderzoekers ('zookeepers') en amateurs zoals zijzelf ('zooites'). Hanny is nieuw op het forum. Een ervaren rot zal haar dus vast snel uitleggen wat er op de opname te zien is, en dat er niets bijzonders aan de hand is.

Maar ook de experts blijken niet te weten wat het blauwe spul is. 'Interesting...', reageert er een. Hanny heeft op dat moment nog geen idee wat voor wending haar leven zal nemen.

Doorgeleerde types
Dat wetenschappers hulp inschakelen van amateurs is niet nieuw. Proefpersonen doen al eeuwenlang mee aan experimenten - vrijwillig of tegen een kleine vergoeding. En hobbyisten tellen in Nederland al sinds de jaren zeventig vogels, in samenwerking met Sovon Vogelonderzoek. Aan de hand van die gegevens is te zien hoe vogelaantallen toe- of afnemen. Het telwerk van duizenden hobbyisten vormt zo de wetenschappelijke fundering voor het natuurbeleid in Nederland.

Maar pas sinds de komst van internet zit amateurwetenschap echt in de lift, in vakgebieden die voorheen het exclusieve domein leken van doorgeleerde types. Om een indicatie te geven: de populairste website voor amateurwetenschappers, Zooniverse, werd pas in 2010 gelanceerd maar telt nu al meer dan 785.000 vrijwilligers. Elke dag schrijven zich tussen de 500 en 1.000 mensen in.

De deelnemers vlooien door grote bergen gegevens, om orde in de chaos te brengen en om parels te vinden. De Limburgse schooljuf Hanny wist niets van sterrenkunde voordat ze zich aanmeldde bij Galaxy Zoo. Maar al na een paar uur telescoopbeelden bekijken, had ze genoeg ervaring opgebouwd om te zien dat dat blauwe spul opviel tussen die miljoenen opnamen.

De Britse astronoom Chris Lintott liet de Hubble telescoop inzoomen op wat de leden van Galaxy Zoo reeds 'Hanny's Voorwerp' hadden gedoopt. Een jaar later stond Hanny's naam op een wetenschappelijke publicatie en lieten onderzoekers haar overkomen voor een persconferentie. Ze werd zelfs gebombardeerd tot de held in een door NASA gesponsord stripboek: Hanny and the mystery of the Voorwerp.

Hanny's voorwerp was namelijk een nooit eerder waargenomen verschijnsel. Een gaswolk zo groot als een sterrenstelsel, die oplicht doordat er puin uit een naburig zwart gat doorheen raast.

Wat opvalt aan projecten als Galaxy Zoo is dat vrijwilligers actief meedenken en -zoeken. Een groot contrast met de eerste online-onderzoeksprojecten, zoals het in 1999 gelanceerde SETI@HOME. Ruimtevaartfans konden vanaf dat moment hun computer op de achtergrond laten meerekenen aan de zoektocht naar radiosignalen van buitenaardse wezens. Leuk bedacht, maar ook erg passief. Van de kennis en energie van de mensen zelf werd amper gebruik gemaakt.

Nu is dat wel anders. Neem het project gekaaptebrieven.nl van het Meertens Instituut. Ruim honderd vrijwilligers turen thuis naar 17de en 18de-eeuwse brieven, afkomstig van Nederlandse schepen die destijds door de Engelsen werden gekaapt. De amateurs krijgen een digitale foto van een handgeschreven document op hun scherm te zien. Vervolgens noteren ze de 'metadata' in invulvelden. Bijvoorbeeld: de datum van de brief, of het een tekening betreft, een persoonlijke brief, een zakelijke notitie, et cetera. Ook proberen ze de handgeschreven tekst om te toveren tot een getypte tekst. Alles om de vele duizenden gekaapte brieven digitaal doorzoekbaar te maken.

Intiem
'Op je beeldscherm kan zomaar een vierhonderd jaar oude liefdesbrief verschijnen', zegt projectleider Nicoline van der Sijs van het Meertens Instituut. 'Je weet dat die brief gekaapt is en dus nooit is aangekomen. Waarschijnlijk ben je de eerste in vierhonderd jaar die die brief leest. Zo'n intiem kijkje in de belevingswereld van onze voorouders spreekt veel vrijwilligers enorm aan.'

Maar enthousiasme werkt als een vuur, ontdekte Van der Sijs: je moet het regelmatig blijven opstoken, anders kan het zomaar uitdoven. Daarom verstuurt ze e-mails over de laatste ontwikkelingen van het project, organiseert een jaarlijkse bijeenkomst en deelt af en toe een historisch boek uit als teken van dank.

Ze liet ook de technologie gebruiksvriendelijker maken: het installeren van software zorgde bij te veel vrijwilligers voor problemen, een interactieve website sloeg beter aan. Ook een wijze les: stuur vrijwilligers niet willekeurig tien oude documenten, maar laat hen zelf kiezen. 'De een is nu eenmaal meer geïnteresseerd in oude inventarislijsten van schepen, de ander meer in persoonlijke brieven.'

De opkomst van de smartphone betekent weer een nieuwe fase voor de burgerwetenschap. Of, zoals Frans Snik van de Universiteit Leiden het formuleert: 'Jij ziet een smartphone, ik zie een geweldig meetinstrument.' Met zijn onderzoeksproject iSPEX wil hij 10.000 Nederlanders inzetten als wandelende sensor. Het doel: lokale, gedetailleerde fijnstofmetingen.

Vooral de concentraties van de allerkleinste stofdeeltjes zijn interessant om in kaart te brengen: die dringen het diepst door in de longen en kunnen er soms niet meer uit, met ontstekingsreacties tot gevolg.

Waaier
Stofdeeltjes in de lucht verstrooien zonlicht in alle richtingen. Hoe dat precies gebeurt, hangt af van de concentratie en het formaat van de deeltjes. Via een website - waar al 1.500 geïnteresseerden zich hebben aangemeld - kunnen bezitters van een iPhone4 of een iPhone4s binnenkort voor een paar euro een opzetstukje bestellen. Dat opzetstukje komt voor de lens van de camera en bevat tralies die het invallend licht uit elkaar waaieren in alle kleuren van de regenboog. Door de kleuren van verschillende stukken hemel met elkaar te vergelijken, ontstaat een beeld van de concentraties en formaten fijnstof in de lucht. De metingen van de deelnemers vormen een aanvulling op het bestaande meetnetwerk.

Tenminste, dat is de bedoeling. Want eerst willen de onderzoekers testen of metingen gedaan door zoveel verschillende deelnemers wel met elkaar gecombineerd kunnen worden. Op een heldere, blauwe dag in mei of juni willen Snik en zijn team dat 10.000 deelnemers verspreid over het hele land gaan meten. De vrijwilligers gaan dan onder allerlei hoeken de hemel fotograferen. Vervolgens vergelijken de onderzoekers die data met bestaande fijnstofmetingen, om de mobiele meettechnologie te ijken en te verbeteren. 'Ik vind het reuzespannend of het allemaal gaat lukken', zegt Snik. 'Het is de eerste keer dat zoveel vrijwilligers actief metingen verrichten met hun telefoon.'

Argwaan
Bang voor grappenmakers die de metingen verstoren, is Snik niet. De telefoon stiekem op een geschilderde blauwe lucht mikken? Kansloos. De software op de telefoon merkt direct dat het licht te sterk afwijkt van een echte atmosfeer. Het kompas en de zwaartekrachtsensor in de telefoon verraden bovendien of je je camera wel echt omhoog richt. En dan zijn er nog al die andere deelnemers: als jouw metingen structureel afwijken van die van je buurtgenoten, zal dat bij de onderzoekers tot argwaan leiden.

Ook bij de eerder genoemde projecten zijn controles ingebouwd. Bij zowel het classificeren van sterrenstelsels als het categoriseren van gekaapte brieven doen de deelnemers elkaars werk deels over. Zo corrigeert de groep de uitschieters van de eenling - vergelijkbaar met de werking van een website als Wikipedia.

De betrouwbaarheid wordt verder vergroot door actief te zoeken naar betrokken deelnemers. Niet voor niets werken de fijnstofonderzoekers van iSPEX samen met het Longfonds, waar de kans groot is om vrijwilligers te vinden die affiniteit hebben met het onderwerp.

De betrokkenheid van de deelnemers zou nog verder vergroot kunnen worden door hen te laten meehelpen bij de analyse van de meetgegevens. Maar dat gaat bij iSPEX voorlopig niet gebeuren. 'Fijnstofmetingen zijn een politiek gevoelig onderwerp', zegt projectleider Snik. 'We willen niet dat mensen zomaar meetgegevens online gaan zetten, we moeten ze eerst zelf checken en dubbelchecken. De lol voor de deelnemers zit 'm vooral in het gevoel een bijdrage te leveren aan nieuwe inzichten in luchtvervuilingsproblematiek. En ook het sociale element telt natuurlijk mee. Want wie weet wat voor interessante contacten je opdoet bij onze landelijke meetdag.'

Hanny van Arkel - de ontdekster van Hanny's Voorwerp - kan daarover meepraten. Vijf jaar na haar grote vondst spreekt de lerares nog steeds regelmatig af met andere deelnemers van GalaxyZoo. Uit alle hoeken van de wereld komen ze bij elkaar voor bezoeken aan planetaria en astronomische evenementen. 'Erg leerzaam', zegt ze. 'En gezellig natuurlijk. Ik heb nog twee jaar verkering gehad met een leuke Britse astronoom.'

Een kleine greep uit het aanbod voor 'citizen scientists':
Zooniverse.org
fold.it
allergieradar.nl
Eyewire.org