The Economist: Панки в лабораторіях

У 2014-му географ Макс Лібуарон прийшла працювати в Меморіальний університет Ньюфаундленда на атлантичному узбережжі Канади. За два роки до того уряд консерваторів провів зміни до законодавства, які послаблювали правила захисту довкілля та зменшували бюджет на моніторинг стану повітря й води в країні. Лібуарон захотілося допомогти компенсувати ці урізання. Вона не мала штату працівників чи обладнання. Але в неї було відчуття, що коли якось обійти другу проблему, то вирішиться й перша. Їй здавалося, що якщо місцевим дати потрібні інструменти, то вони будуть з радістю стежити за появою пластику у водах навколо острова. Океан забезпечує ньюфаундлендців харчами й роботою, тож знати, що потрапить у рибу та крабів, яких вони споживають, украй важливо. 

На Ньюфаундленді немає зай­вого новітнього наукового обладнання. Зате не бракує дитячих колготок. Якщо синтетичну панчішку (бавовна не підійде, бо вона набирає води й тоне) обгорнути навколо розрізаної навпіл пластикової пляшки — так утвориться вхідний отвір — і тягнути її за човном, то можна відфільтрувати якусь частину з близько 5 трлн пластикових об’єктів, що за різними оцінками, забруднюють світовий океан. 

BabyLegs — так Лібуарон назвала свій винахід — належить до категорії саморобних інструментів, якими дедалі активніше користуються небайдужі громадяни, що намагаються контро­лювати стан ґрунту, води й повітря. Вони зазвичай дешевші, ніж альтернативи, із якими працюють фахівці. Сміттєві трали Manta Trawl, із якими науковці прочісують океани в пошуках мікропластику, коштують від $3,5 тис. BabyLegs, які можна зробити власноруч за інструкцією від Громадської лабораторії досліджень захисту довкілля (CLEAR), обійдуться в кілька доларів.
Але ціна — тільки частина справи. Важливіший тут інституційний момент. BabyLegs і подібні ініціативи — це не лише недорогий спосіб збору інформації, на яку не звертають уваги урядовці. Вони пропонують громадянам активно долучатися до ініціатив, допомагати самим собі, виражати солідарність з іншими й робити все це на власних умовах. Такі інструменти можуть здаватися неоковирними та порівняно примітивними (хоча дедалі частіше ні). Але вони дають свободу. У 1977-му, на розкішному світанку лондонського панк-року, в журналі, розтиражованому на ксероксі, читачам писали: «Берете один акорд, другий, третій — і ваш гурт готовий». Аудиторія дослуховувалася до порад тисячами. Нині та естетика панку дійшла до науки. 

Читайте також: Максим Стріха: «Наука лишається однією з найздоровіших сфер в Україні»

Японська димна суміш

ГО Safecast із Токіо дає найвичерпнішу картину рівнів радіації по Японії. Вона збирає дані із сотень пристроїв із комплектів від Safecast (один коштує $500) або виготовлених власноруч за інструкціями на сайті ГО. Такий пристрій складається з лічильника Ґейґера, GPS для фіксування локації, де зроблено замір, простої комп’ютерної платформи Arduino, яку можна сконструювати самотужки за наявною у відкритому доступі схемою, для фіксації дати збору даних і карти пам’яті. 

Один із ­засновників Safecast, голландський ком­п’ю­­терний учений Пітер Франкен, що працює в Токіо, почав картографувати показники радіації по країні за кілька днів після потужного землетрусу 11 березня 2011 року. Коли на Фукусімській АЕС почали вибухати реактори, він купив лічильник Ґейґера та вирушив у дорогу. «Під час першого виїзду дані, які я діставав, значно перевищували цифри, що озвучували на ТБ», — каже він. Рівні радіації дуже різнилися від вулиці до вулиці. У деяких містечках далі від АЕС вони були вищими за показники поблизу неї. 

Дешеві 3D-принтери та комп’ютерні програми, у яких можна створювати проекти й ділитися ними в інтернеті, ведуть до того, що дедалі більше обладнання можна робити в лабораторіях, а не замовляти в постачальників

 

 офіційних даних бракувало деталізації, для того щоб простежити таку динаміку. Результати державної комп’ютерної системи Speedi, на основі яких прогнозували рух радіоактивної хмари з АЕС, вважалися надто недостовірними, аби повідомляти про них громадськості. А запевненням уряду ніхто не довіряв. 

«Я зустрічав людей на місцях, що відчайдушно намагалися дізнатися, який рівень радіації в них удома, у школі чи на роботі», — каже Франкен. Він подзвонив двом друзям, Шону Боннеру та Джоі Іто, техпідприємцям із яскравими резюме, щоб поговорити про те, що робити далі. Разом вони дійшли до ідеї збирати дані через добровольців із лічильниками Ґейґера та передавати їх у режимі реального часу на сайт. 

Зрозуміло, що після катастрофи запас пристроїв, які можна було купити, швидко закінчився. Тож Франкен зібрав один комплект з окремих елементів і з’єднав його з iPhone. Це дало змогу отримувати геолокаційні координати зібраних даних. До кінця наступного місяця він разом з іншими волонтерами сконструював прототип bGeigіe — перший у серії детекторів, яку вони згодом виставлять у себе на сайті. 

За шість років після катастрофи Safecast перемістився з маргінесу до мейнстриму авторитетної науки. Двох представників команди у 2014-му запросили виступити на з’їзді Міжнародного агентства з атомної енергії, що присвячувався катастрофі на Фукусімі. У 2016 році команда опублікувала статтю в Journal of Radiological Protection («Журналі радіологічного захисту»). І чи не найяскравішим свідченням успіху є те, що їхні методи переймають науковці. На проекті How radioactive is our ocean («Наскільки радіоактивний наш океан») у массачусетському Інституті океанографії Вудс-Гоул людей закликають надсилати науковцям зразки морської води з пляжів західного узбережжя. Кен Буесселер, який веде проект, зустрічався з командою Safecast у ­2012-му. Незадовго до того він опублікував дослідження вмісту радіоактивних ізотопів у рибі та водах поблизу фукусімського узбережжя. Коли йому не вдалося отримати федеральне фінансування на пошук таких ізотопів біля тихоокеанського узбережжя Америки, він поспілкувався з командою Safecast про те, як створити громадсько-науковий проект зі збору даних. 

Читайте також: Просвітництво онлайн. Як волонтерські ініціативи здатні змінити загальний рівень освіченості суспільства

Громадська наука як явище існує не одне століття: науковці-любителі давно доповнюють роботу спеціалістів-астрономів, геологів та археологів. Новий доступний інструментарій може серйозно розширити її масштаби. Утім, більше в проектах на кшталт bGeigіe вражає те, що через них окремі люди та громади можуть генерувати інформацію, про яку в іншому разі наука мовчала б, або яка не мала б авторитету. Ось приклад: деякі мешканці районів, прилеглих до фукусімської АЕС, після аварії планували переїжджати. Але завдяки вимірам із bGeigіe вирішили, що безпечніше залишатися там, де вони живуть. 

Дослідження Макс Лібуарон у проекті CLEAR  також будуються на принципі самостійного визначення предмету і цілей. Воно ґрунтується на «рецензуванні в межах громади»: тобто ті, хто долучався до лабораторної роботи, вирішують, наскільки достовірні зібрані дані й чи заслуговують вони на оприлюднення. У 1980-х роках ньюфаундлендські рибалки намагалися попереджати науковців із державних програм про зниження популяції риби. На їхні скарги не зважали. Згодом раптове зникнення тріски в місцевих водах у 1992-му залишило 35 тис. людей без роботи. Тепер громадяни, що разом із Лібуарон беруть науку у свої руки, хочуть зробити так, щоб у майбутньому важливі для них цифри були почуті. 

Йшов я небом

Проблеми на кшталт зміни клімату, пластикових відходів і забруднення повітря стають ближчими, коли людина має інструменти для їх вимірювання. Ці самі інструменти заохочують до участі в дослідженнях більше людей. Південноафриканський урбаніст Еймунд Діґель, який захоплюється плаванням на каное, давно веде кампанію за очищення каналу Гованус поблизу свого дому в Брукліні. У нього зливали та скидали стільки відходів від виробництва фарб, шкіропереробки, хімічних заводів і не тільки, що до початку XX століття канал цілком забився. Нью-йоркський криміналітет почав викидати в нього тіла вбитих. На початку цього сторіччя канал був ще дуже забрудненим.

У 2009 році Діґель зв’язався з ГО Public Lab із Нового Орлеана, що допомагає людям розслідувати проблеми, пов’язані з довкіллям. Вони підказали йому інструмент, який згодом став найпотужнішою зброєю в його боротьбі: пристрій для картографування, що складається з великої гелієвої кулі, 300 метрів нитки й старої цифрової камери. Остання або смартфон, зафіксовані на такій кулі, можуть давати детальніше зобра­ження, ніж супутники на кшталт тих, що знімають для Google. Public Lab пропонує програмне забезпечення MapKnitter, яке може комбінувати такі знімки для аналізу. 

Ці дані, а також тиск громадськості допомогли переконати Агенцію із захисту довкілля США включити канал у програму «суперфінансування» на рекультивацію найбільш забруднених земель у країні. Знімки Діґеля показали, наприклад, як у водойму зливалася молокоподібна рідина з прихованого танкера з хімікатами, який якось пропустила перевірка від Агенції. Зараз вона планує витратити $500 млн на очищення каналу. 

Джеффрі Воррен, який розробив MapKnitter, — один із засновників Public Lab. ГО створювалася для того, щоб допомогти місцевим картографувати катастрофічні сліди розливу нафти в Мексиканській затоці 2010 року. Коли там вибухнула платформа Deepwater Horizon, Воррен вивчав на магістратурі Массачусетського інституту технологій цифрову картографію. Він хотів якось допомогти, але не знав особливостей місцевості. Тому зателефонував до новоорлеанської групи екологів Louisiana Bucket Brigade (Луїзіанська відерна бригада), і його познайомили з Шенноном Доузмаґеном. Наз­ва бригади пов’язана з пластиковими відерцями, які вона роздає місцевим, стурбованим роботою нафтопереробних заводів у регіоні. У них люди мають збирати зразки води для лабораторного аналізу. Завдяки цим дослідженням вдалося виявити рівні токсичних хімікатів у воді на кшталт бензолу, що значно перевищували дозволені законом. Ці дані допомагають місцевим (часто бідним і темношкірим) домагатися змін.

Читайте також: Як просувати гуманітарні знання

Орієнтуючись на досвід роботи з бригадою, Доузмаґен, який зараз є виконавчим директором Public Lab, швидко організував тренінги в одному з новоорлеанських парків. Відтак камери на кулях і кайтах почали знімати площі розливу нафти. MapKnitter зібрав знімки, демонструючи масштаби витоку. Відтоді минуло сім років, а Public Lab досі реагує на промислові інциденти. За лічені дні після руйнівного урагану Гарві, що пройшовся Техасом у серпні 2017-го, прибережна охорона звернулася до Воррена по допомогу: волонтерів просили проаналізувати знімки з повіт­ря та відстежити витоки хімікатів. 

Тепер на сайті Public Lab ведуться тематичні дискусії на найрізноманітніші теми — від порад про те, де знайти звукометри, які можуть працювати зі смартфона, до методів виявлення іонів металів у воді. Ще там рекомендується непоганий набір інструментів. Дотримуючись філософії «зроби сам», сайт не пропонує готових пристроїв. У Public Lab вважають, що користувачі, які збиратимуть обладнання власноруч, більше його застосовуватимуть. Там можна знайти інструкції про те, як налаштувати камеру так, щоб вона робила інфрачервоні знімки (за їхньою допомогою визначають, наскільки здорові посіви), або як працювати зі спектрометром, який вимірюватиме хімічний склад рідини чи газу, аналізуючи світло, що проходить через них. За допомогою інструкцій, які Public Lab люб’язно розмістив на сайті для читачів The Economist, можна збудувати власний спектрометр просто для себе, або якщо захочеться виміряти вміст цукру у вашому вині, або, може, вам спаде на думку якась інша революційна ідея. 

Така філософія починає просочуватися до університетських лабораторій і науково-дослідних інститутів. Дешеві 3D-принтери та комп’ютерні програми, у яких можна створювати проекти й ділитися ними в інтернеті, ведуть до того, що дедалі більше обладнання можна створювати в лабораторіях, а не замовляти в постачальників. Тут є привабливий економічний момент. Пластикова полиця для лабораторних пробірок може коштувати понад $20. А з інтернету можна завантажити один із численних проектів полиці, яка вам до вподоби, і надрукувати її за десяту частину вартості купованої. Лабораторний столик за $ 1 тис. для підйому та вирівнювання обладнання можна надрукувати за $5. 

Чуваки, всьо чотко!

Друкувати можна не тільки прості елементи лабораторного оснащення. На початку року Том Бейден із Сассекського університету з колегами опублікував схеми для складання флуоресцентного мікроскопа FlyPi, який можна зробити на 3D-принтері. Він за допомогою ультрафіолетового світла та флуоресцентної фарби дає точніший аналіз зразків. За оцінками Бейдена, прилад можна сконструювати за менш ніж $250. Модні мікроскопи з такої лінійки, що є в продажу, можуть коштувати тисячі доларів. Бейден — нейробіолог, що вивчає очі та мозок риби даніо. Він каже, що за якістю FlyPi, імовірно, і не дотягує до комерційних моделей, але через доступність у його лабораторії можна поставити кілька таких мікроскопів на додачу до високоточних, які в них уже є.

«Залізо у відкритому доступі» на кшталт FlyPi — це перевага для науковців у бідних країнах. Бейден і його колеги, Лусія Прієто-Ґодіно та Садік Юсуф, заснували в Африці ГО TREND, яке проводить літні школи для дослідників. Курси, присвячені загальнодоступному лабораторному обладнанню, починаються з конструювання принтера, який теж можна скласти здебільшого з надрукованих компонентів. Друковані інструменти, якими користуються науковці, можна недорого полагодити. Те саме стосується й самого принтера. 

Джошуа Пірс, інженер із Мічиганського технологічного університету, вважає, що зараз саме час для змін. Навіть пластикові дрібнички й товари для дому, що є в масовому продажу, дешевше друкувати, ніж купувати. «Якщо ми можемо обскакати виробників кілець для душових фіранок, то у виробників обладнання немає шансів», — каже він. 

Читайте також: Позбавлені грунту. Чому Україна відстає в інноваціях

Пірс, що виступає за «залізо у відкритому доступі» з початку його виникнення, активно популяризує ідею. Атомно-шарове осадження (АШО) — це метод накладання один на одного дуже тонких однакових шарів на поверхні. У виробництві чіпів так можна друкувати транзистори, які в ширину мають не більше 100 атомів. Інженери досліджують потенціал методу в друкуванні тонких і «носибельних» сенсорів, імплантів і пристроїв для доставки ліків до потрібної точки.

Багато дослідників дуже хотіли б мати таку систему. Але вона коштує $250 тис., тож мало хто може її дозволити собі. Така вартість відображає складність процесу. АШО має відбуватися в ретельно контрольованому вакуумі. Однак Пірс хоче створити таку систему, яку з надрукованих пластикових компонентів міг би відтворити в лабораторії будь-хто за невисоку вартість.

Сотні науковців на кшталт Пірса й Бейдена викладають свої схеми інструментів в інтернет, де їх перевіряють інші науковці, які хочуть удосконалити власний інструментарій. Таким чином еволюціонує і справа, яку вони вивчають, за якою стежать і до якої хочуть привернути більше уваги. Що простішим ставатиме доступ до таких нових інструментів, то більше людей у світі долучатиметься до секторів, де уряди погрожують менше стежити за станом довкілля. Отже, люди зможуть нав’язувати державам свій порядок денний.

У Чилі в Exploratorio Sombrero сподіваються створити карту бідніших районів міста Меліпілья, де базується проект. В Індонезії Lifepatch допомагає фермерам, чиї землі накрило викидами від виверження вулканів. Safecast теж розширюється. У квітні проект презентував пристрій на сонячній енергії, що може вимірювати вміст у повітрі мікрочастинок, а також радіацію. За два роки Safecast планує мати більше сенсорів у США, ніж державна Агенція із захисту довкілля. Це поліпшить якість національної статистики саме в той період, коли уряд виявляє мало інтере­су до такої теми. Але важливіше, що це збільшить вплив громад, які раніше не мали знань, що визначають їхнє майбутнє. 

© 2011 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved

Переклад з оригіналу здійснено «Українським тижнем», оригінал статті опубліковано на www.economist.com