Citizen Science: Wie Smartphones wissenschaftliche Forschung unterstützen können

  • 2019

Erfassung geografischer und zeitkritischer Daten von großen Populationen kann für Forscher schwierig, kompliziert und außerordentlich teuer sein. Das Sammeln enormer Mengen an sensiblen Informationen kann jedoch ebenso einfach und kostengünstig sein wie das Erstellen einer iPhone-App. In Kombination mit einem GPS-Signal und einer Wi-Fi- oder 3G-Verbindung können Mobiltelefone Daten sammeln, organisieren und an einen Server senden, um sie zu analysieren. Diese großen Mengen kostengünstig gesammelter Daten gehen zu Lasten der Kontrolle und Zuverlässigkeit, die in einem Labor herrscht - ein Problem, das in den letzten Jahren durch wissenschaftliche Forschung aufgedeckt wurde, die sich auf die Verarbeitungsleistung von Computern und Spielekonsolen für den Heimgebrauch stützte . Bei Smartphone-basierten Recherchen verlieren die Teilnehmer ihre Telefone, die Batterien versagen und Handys, die sich in den Taschen und Handtaschen befinden, können die Datenerfassung behindern. Trotzdem ist es für Forscher mit einem begrenzten Budget interessant, wenn die Menschen ständig Daten mit echten Wörtern mit der vorhandenen Technologie sammeln. Mit einfacher Software und der Zustimmung der Smartphone-Benutzer können Forscher Geld sparen und gleichzeitig mehr Daten erhalten, Personen in Echtzeit folgen und Daten an Orten außerhalb des Sensor- oder Satellitenbereichs sammeln. Hier sind drei Projekte, die Bürger mit Smartphones zu Datensammlern für die Wissenschaft machen sollen.

Messung der Luftqualität

Eric Paulos, Forscher am Human-Computer Interaction Institute der Carnegie Mellon University, hat mit GPS ausgerüstete Bluetooth-Telefone zur Überwachung von Kohlenmonoxid (CO) und Stickstoffdioxid (NO2) in San Francisco. Paulos war in der Lage, einen Kohlenmonoxidsensor in die Hardware des Telefons zu integrieren und Software zu installieren, die ihm Messwerte und Standortinformationen des Telefons sendet. Er und seine Mitarbeiter von Intel Research Berkeley verteilten die Telefone dann an die Straßenkehrer in der Stadt. Die Ergebnisse von Vorversuchen dieses Systems legen nahe, dass Mikroklimata vorhanden sind - lokalisierte Taschen mit unterschiedlichen Mischungen von CO und NO2- innerhalb von Stadtteilen, die von der Luftqualitätsagentur der Bay Area überwacht werden. Die Aufrechterhaltung von Messstationen in der ganzen Stadt würde Millionen von Dollar kosten und nicht die Details liefern, die Forscher von Bürgerhandys erhalten könnten, sagt Paulos. Die Sensoren, die er für sein Experiment entworfen hatte, kosteten jeweils nur etwa 60 US-Dollar.

Workouts beobachten

Peter Capone-Newton, ein auf Präventivmedizin spezialisierter Public Health-Forscher an der University of California - Los Angeles, möchte mit Hilfe von Smartphones Daten darüber sammeln, wie, wann und wo Menschen trainieren. Dies könnte den Forschern helfen, Trends bei Gesundheitszuständen wie Asthma zu bewerten und Fettleibigkeit. Deborah Estrin, Forscherin am UCLA Center for Embedded Networked Sensing, hat eine Softwareanwendung für genau diesen Zweck entwickelt und hofft, sie innerhalb eines Jahres zu testen. Capone-Newton sagt, dass, obwohl andere Studien die Trainingsgewohnheiten der Menschen quantifiziert haben, der Vorteil der Verwendung von Beschleunigungssensoren für Smartphones zur Datenerfassung darin besteht, dass Messungen außerhalb des Labors und in größerer Menge durchgeführt werden können. Mit einem eigenen Gerät können Forscher Daten von mehr Probanden für weniger Geld erhalten. "Wir haben ziemlich gute Messwerte dafür, wie sesshaft oder nicht wir als Bevölkerung sind", sagt Capone-Newton, "aber Studien, die Smartphones verwenden, könnten Forschern einen umfassenden [Datensatz] geben und Sie könnten die Aktivitäten der Menschen langfristig verfolgen auf unaufdringliche Weise. "

Auf gefährliche Geräusche hören

Mehrere Städte in Westeuropa und den USA haben versucht, die dezibelsten Gefahrenbereiche zu ermitteln, indem sie stadtweite Lärmkarten erstellen. Studien haben ergeben, dass chronische Lärmbelastung zu einer Reihe von nicht hörenden Gesundheitsproblemen führen kann, darunter Herzerkrankungen bei Erwachsenen und Lerndefizite bei Kindern. Eine Stadt mit Lärmsensoren zu belegen, ist jedoch unerschwinglich, was bedeutet, dass die meisten Stadtlärmkarten stark von Computermodellen abhängen. Forscher des Sony Computer Science Laboratory in Paris haben an einer Softwareanwendung gearbeitet, die mithilfe von Mikrofonen von Smartphones das Rauschen misst und anschließend die Daten auf Google Earth abbildet. Das Projekt des französischen Teams namens NoiseTube ist eine Zusammenarbeit mit der offiziellen Lärmüberwachungsagentur in Paris, mit dem Ziel, die bestehenden Methoden zur Datenerhebung zu stärken und nicht zu ersetzen.

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Eine Smartphone-generierte Lärmkarte von Paris. (Foto von N. Maisonneuve, Sony Computer Science Laboratory.)

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