Science Citizen
spis treści:
Wstęp
WATERBIOLIFE. Identyfikacja różnorodności makrofitów i jakości wód zbiorników oraz rzek z wykorzystaniem narzędzi informatycznych (WABIOLI)
Misja: woda. Responsible water recreation (REC)
Ocena wpływu ilości spożywanej wody oraz rodzajów napojów na kondycję psychofizyczną –
Water4Health
Obserwacja ptaków w budkach lęgowych powstałych przy zaangażowaniu algorytmów głębokiego uczenia.
Śląskie citizen science
W ramach Europejskiego Miasta Nauki Katowice 2024 każdy, kto chciał dobrowolnie poświęcić swój czas i inne zasoby na udział w realizacji badań naukowych, mógł sprawdzić się – we współpracy z naukowcami Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach i Politechniki Śląskiej w Gliwicach – w nauce obywatelskiej, czyli citizen science.
Jej najważniejszym celem jest zwiększenie wiedzy naukowej przedstawicieli społeczeństwa oraz zwiększenia jego zaangażowania w działalność badawczą –uczestnicy dostarczali dane, współtworząc w ten sposób nową kulturę naukową, skupioną wokół tematyki WODY. Woda jako temat przewodni tych badań okazała się inspiracją do stworzenia czterech pilotażowych projektów, które miały na celu zarówno edukację, jak i realne wsparcie nauki.
Przez zaangażowanie obywateli w proces badawczy nauka stała się bardziej dostępna, a bariery między naukowcami a społeczeństwem stały się niewidoczne.Uczestnicy, jako „naukowcy obywatelscy”, nie tylko zdobywali wiedzę na temat jakości wody czy jej znaczenia dla zdrowia i rekreacji, ale także wykorzystywali technologię w identyfikacji zasobów przyrody.
Śląski projekt citizen science stał się więc nie tylko narzędziem do zbierania danych, ale także przestrzenią, w której społeczeństwo, poprzez aktywny udział, mogło poczuć się częścią wielkiej, globalnej misji badawczej. Współpraca w ramach citizen science pokazuje, jak ważne jest budowanie mostów między nauką a codziennym życiem poprze z angażowanie społeczeństwa w rozwiązywanie globalnych problemów. Udział w projekcie pozwalał na lepsze zrozumienie złożoności problemów związanych z wodą, ale również budowanie poczucia odpowiedzialności za jej przyszłość.
To przykład, jak nauka może być siłą napędową zmian w społeczeństwie, gdy jest otwarta na współpracę i wspólne dążenie do zrozumienia świata, który nas otacza, oraz jak nauka może zbliżać do siebie różne grupy, gdy angażuje je we wspólnych wysiłkach na rzecz zrozumienia i ochrony najcenniejszego zasobu – wody.
WATERBIOLIFE. IDENTYFIKACJA RÓŻNORODNOŚCI
MAKROFITÓW I JAKOŚCI WÓD ZBIORNIKÓW ORAZ RZEK
Z WYKORZYSTANIEM NARZĘDZI INFORMATYCZNYCH (WABIOLI)
Koordynatorzy:
dr hab. Edyta Sierka, prof. UŚ (Instytut Biologii, Biotechnologii i Ochrony Środowiska, Wydział Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Śląski w Katowicach)
Strona internetowa: https://wabioli.us.edu.pl/
Cele projektu:
Wsparcie identyfikacji zróżnicowania roślinności oraz wybranych parametrów wody zbiorników i rzek regionu wraz ze zdobyciem wiedzy i rozszerzeniem umiejętności obywateli regionu PROJEKT:
Realizację projektu o akronimie WABIOLI, rozpoczęto od zaplanowania zakresu badań, jakie mogą być zrealizowane we współpracy z badaczami obywatelskimi zgodnie z ideą citizen science. Następnie określono cele prowadzonych badań i opracowano procedury gromadzenia danych w terenie, włączając w proces dostępne narzędzia informatyczne.
W kolejnym etapie zaproszono i przeprowadzono rekrutację badaczy obywatelskich wraz ze szkoleniem, polegającym na udostepnieniu instrukcji wprowadzania danych gromadzonych w terenie wraz z dokumentacją fotograficzną do przygotowanej bazy.
Analizą wyników wprowadzonych do bazy przez badaczy obywatelskich zajmowali się naukowcy Śląskiego Centrum Wody Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.
Efektem wspólnego działania jest poszerzenie wiedzy i zdobycie umiejętności przez badaczy obywatelskich i naukowców oraz wizualizacja rozmieszczenia makrofitów, a także parametrów wody istotnych z punktu widzenia jakości wód powierzchniowych.
Zaplanowano również upowszechnienie wyników badań oraz opracowywanie raportu naukowego i wskazanie rekomendacji dotyczących zarówno ochrony środowisk wodnych, jak i doskonalenia współpracy pomiędzy naukowcami a społeczeństwem w ramach citizen science. Ponadto wskazano zakres monitorowania zidentyfikowanych stanowisk makrofitów oraz dalszych badań.
Planowane dalsze działania realizowane w ramach projektu: Opracowanie interaktywnej mapy prezentującej dane o stanie ekosystemów wodnych zebrane w ramach projektu WABIOLI oraz innych badań, realizowanych w ramach badań naukowych, prac dyplomowych i opracowań przygotowywanych na potrzeby administracji publicznej.
Liczba zaangażowanych w naukę obywatelską lokalnych badaczy:
którzy łącznie dokonali
obserwacji
PROJEKT:
MISJA: WODA. RESPONSIBLE WATER RECREATION (REC)
Koordynator:
dr hab. Iwona Jelonek, prof. UŚ (Instytut Nauk o Ziemi, Wydział Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Śląski w Katowicach)
Cele projektu:
• Opracowanie oraz implementacja systemu środowiskowego działającego na obszarze publicznych ośrodków rekreacyjno-wodnych poprzez:
- identyfikację kąpielisk użytkowanych legalnych / nielegalnych (miejsca okazjonalnie wykorzystywane do kąpieli),
- bieżącą ocenę jakości powietrza w obrębie miejsc do wypoczynku (plaże, stanowiska do grillowania, infrastruktura dla dzieci itd.).
• Pokazanie, jak przy zastosowaniu nowoczesnych technologii i technik informacyjnych można efektywnie zarządzać wiedzą i jakością środowiska, z którego wszyscy każdego dnia korzystamy
Opis projektu:
Projekt skierowany jest do mieszkańców aglomeracji miejskich oraz zarządców zbiorników, którzy zostaną włączeni w „inwentaryzację błękitnej infrastruktury REC” zlokalizowanej w województwie śląskim. Zaplanowane działania podzielone zostały na kilka inicjatyw, jedna z nich obejmować będzie identyfikację kąpielisk użytkowanych legalnych / nielegalnych, w której udział może wziąć każdy poprzez wypełnienie ankiety
Lokalni badacze zostali również zaproszeni do badań doświadczalnych połączonych z warsztatami edukacyjnymi – odbywały się one na terenie trzech obiektów rekreacyjnych: kąpielisku w Katowickim Parku Leśnym w Dolinie Trzech Stawów, na plaży Morawa Północ (przy ul. Sosnowieckiej w Katowicach) oraz w Ośrodku Wypoczynkowo-Rekreacyjnym „Sosina” (przy ul. Bukowskiej w Jaworznie).
Etapy realizacji:
POWIETRZE: Istnieje wiele czynników, które mogą przyczynić się do pogorszenia jakości powietrza w miejscach przeznaczonych do odpoczynku, takich jak plaże. Należą do nich emisja spalin z pojazdów, palenie węglem drzewnym lub drewnem w grillach lub ogniskach, a także emisja pochodząca z przemysłu.
Badania pomiaru zanieczyszczenia powietrza w tym PM 2.5, PM 10, Cl, NOₓ, SOₓ i CO₂ na kąpielisku w Katowickim Parku Leśnym w
Dolinie Trzech Stawów, na plaży Morawa Północ oraz w OWR „Sosina” w obrębie stanowisk do grillowania przeprowadził dr Zbigniew Jelonek (Instytut Nauk o Ziemi na Wydziale Nauk Przyrodniczych UŚ) przy użyciu specjalistycznej aparatury. Głównym celem badań był pomiar zanieczyszczenia powietrza ze wskazaniem źródeł tych emisji oraz edukacja użytkowników kąpielisk, jak w optymalny sposób można łączyć wypoczynek z innymi aktywnościami na obiektach tego typu.
ZIEMIA: Istnieją trzy sposoby zbierania danych georadarowych: Survey Wheel (skanowanie odległości jednostkowej), Free Run (w trybie skanowania na sekundę) oraz w trybie punktowym. Badania struktur geologicznych prowadzone były przez doktoranta mgr. Dmytro Khomenkę z Międzynarodowej Środowiskowej Szkoły Doktorskiej Uniwersytetu Śląskiego. Badany obszar obejmował m.in. linię brzegową wyznaczoną na kąpieliskach do głębokości 12,5 metra. Celem badań była demonstracja podłoża obiektów w obrazie 2D za pomocą badań geofizycznych wskazanych przez użytkowników, w tym np. plaży czy ścieżki rowerowej.
2 1 4 3
WODA: Badania terenowe wód prowadzone były przez dr hab. Dominikę Dąbrowską, prof. UŚ.
W trakcie pomiarów zmierzono wartość przewodności elektrolitycznej właściwej, pH, Eh oraz temperatury. Przewodność to parametr, który określa miarę mineralizacji wody. Wysokie wartości przewodności mogą świadczyć również o zanieczyszczeniu wód. Z parametrów chemicznych zmierzono stężenie chlorków z wykorzystaniem metody testów paskowych.
WARSZTATY EDUKACYJNE: Poprowadziły je prof. Iwona Jelonek wraz z mgr inż. Patrycją Skoneczną z Zakładu Oceny Jakości Paliw Stałych Głównego Instytutu Górniczego. Celem warsztatów była edukacja poprzez naukę – ma ona kluczowe znaczenie na każdym etapie naszego życia, gdyż uczymy się korzystać ze środowiska naturalnego, którego jesteśmy nierozerwalną częścią. Podczas warsztatów przekazywane były m.in. informacje o minerałach wykorzystywanych podczas zajęć plastycznych, w tym do wyklejanek zatytułowanych „łódeczki na wodzie”. Podczas zabawy manualnej informowano, jak dbać o czystość miejsc, w którym wypoczywamy czy też aktywnie spędzamy czas, a żeby zwizualizować, co kryje się w naszym najbliższym otoczeniu, przeprowadzono m.in. warsztaty płukania piasku plażowego w poszukiwaniu „skarbów”.
W ramach pierwszego etapu projektu, podczas którego w badania włączyli się mieszkańcy praktycznie z całego województwa śląskiego i nie tylko, otrzymaliśmy gigantyczną bazę danych:
ok. 3 tys. ankiet 30 tys. odpowiedzi
Respondenci wskazali, że w województwie śląskim w sezonie kąpielowym 2024 funkcjonowało 25 kąpielisk oraz 4 miejsca okazjonalnie wykorzystywane do kąpieli, działające zgodnie z prawem.
PROJEKT:
OCENA WPŁYWU ILOŚCI SPOŻYWANEJ WODY
ORAZ RODZAJÓW NAPOJÓW NA KONDYCJĘ
PSYCHOFIZYCZNĄ – WATER4HEALTH
Koordynatorzy:
prof. dr hab. inż. Robert Michnik (Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Śląska)
dr inż. Katarzyna Nowakowska-Lipiec (Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Śląska)
mgr. inż. Marek Ples (Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Śląska)
mgr inż. Hanna Zadoń (Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Śląska)
mgr. inż. Piotr Szaflik (Szkoła Doktorów Politechniki Śląskiej)
Cele projektu:
Celem przeprowadzonego projektu badawczego była szczegółowa ocena wpływu ilości i rodzaju spożywanych napojów na kondycję psychofizyczną uczestników z różnych grup wiekowych.
W ramach projektu dążono do pozyskania wiedzy w kilku kluczowych obszarach:
• Świadomość społeczeństwa na temat zalecanej ilości spożywanej wody, ze szczególnym uwzględnieniem rekomendacji Światowej Organizacji Zdrowia (WHO)
• Wpływ ilości spożywanej wody na ogólną kondycję psychofizyczną uczestników, w tym samopoczucie, aktywność fizyczną oraz cechy sprawności fizycznej
• Wpływ rodzaju napojów (w szczególności napojów o wysokiej zawartości cukru oraz napojów energetyzujących) na kondycję psychofizyczną badanych, ze szczególnym uwzględnieniem samo poczucia, aktywności fizycznej i sprawności
• Upowszechnienie wiedzy dotyczącej metod samokontroli ilości spożywanych płynów i możliwości samooceny własnej kondycji fizycznej
• Edukacja uczestników w zakresie samooceny sprawności fizycznej, bazującej na standardowych testach możliwych do wykonania w warunkach domowych
Czy ilość spożywanej wody wpływa na Twoje samopoczucie?
48 odpowiedzi.
Tak, czuje się lepiej, gdy pije wode regularnie
Trudno określić
Nie
Ile litrów wody wypijasz w ciągu dnia? 48 odpowiedzi
Czy w dni, gdy twoja aktywność fizyczna jest zwiększona, zauważasz większe spożycie wody? 48 odpowiedzi.
Trudno określić
Ile litrów płynów wypijasz w ciągu dnia (wliczając herbatę, kawę, wodę, napoje słodzone i inne)? 48 odpowiedzi
Metodyka badań:
Badanie zostało zrealizowane poprzez ankiety przeprowadzane metodą CAVI oraz pomiary sprawności fizycznej. Standardowe testy obejmowały ocenę gibkości i siły mięśniowej. Realizacja badań była możliwa dzięki zaangażowaniu lokalnych badaczy, rekrutowanych z poszczególnych grup wiekowych. Do ich zadań należała rekrutacja uczestników z różnych środowisk, jak również nadzorowanie przebiegu badań według ustalonej metodyki. Lokalni badacze byli wspierani przez pracowników Politechniki Śląskiej, którzy zapewnili im szkolenie oraz wsparcie techniczne i organizacyjne.
Wyniki:
Łącznie w projekcie uczestniczyło 9 lokalnych badaczy, którzy to zebrali 121 wypełnionych ankiet. Dokładne wartości liczbowe wypełnionych ankiet wyglądały następująco:
• 48 – ocena wpływu ilości spożywanej wody oraz rodzajów napojów na kondycję psychofizyczną –Water4Health,
• 63 – Międzynarodowy Test Sprawności Fizycznej,
• 10 – Międzynarodowy Kwestionariusz Aktywności Fizycznej.
PROJEKT: OBSERWACJA PTAKÓW W BUDKACH LĘGOWYCH
POWSTAŁYCH PRZY ZAANGAŻOWANIU ALGORYTMÓW
GŁĘBOKIEGO UCZENIA.
Koordynatorzy:
dr Henryk A. Kretek (Katedra Stosowanych Nauk Społecznych, Wydział Organizacji i Zarządzania, Politechnika Śląska)
dr inż. Michał Staniszewski (Katedra Grafiki, Wizji Komputerowej i Systemów Cyfrowych, Wydział Automatyki Elektroniki i Informatyki, Politechnika Śląska)
Strona internetowa: https://okiemwbudce.ovh/
Cele projektu:
• Instalacja budek / domków lęgowych dla ptaków
• Poznawanie odgłosów ptaków i ich zwyczajów
• Obserwacja ptaków w budkach lęgowych z wykorzystaniem algorytmu głębokiego uczenia (ang. deep learning) przy użyciu kamer oraz perowskitowych ogniw słonecznych mających wspomóc zasilanie kamer w energię elektryczną
• Instalacja budek / domków lęgowych dla ptaków, hoteli dla owadów oraz apartamentów dla trzmieli, a następnie prowadzenie systematycznej obserwacji tychże poprzez kanał na platformie You Tube na miejscu ich zainstalowania zarówno z zewnątrz, jak i wewnątrz (bezpośrednia obserwacja będzie możliwa poprzez stronę: https://okiemwbudce.ovh)
• Wykrywanie ptaków i analiza ich zwyczajów przy wykorzystaniu algorytmów głębokiego uczenia.
• Promocja zrównoważonego rozwoju i Europejskiego Zielonego Ładu
22.11.2024 – inauguracja w Domu Kultury w Kuźni Raciborskiej z udziałem uczniów, nauczycieli i burmistrza – przeprowadzenie szkoleń potrzebnych do realizacji projektu, a wśród nich:
• szkolenia obejmującego metody wizji komputerowej i sztucznej inteligencji w procesie detekcji obiektów (w tym ptaków) oraz oceny zachowań,
• szkolenia obejmującego metody głębokiego uczenia w zastosowaniu w detekcji ptaków w budkach lęgowych na bazie danych rzeczywistych (metodologia obserwacji i sprawozdawczość),
• pokazu działania kamery w budce wraz z informacją o sposobie wejścia na stronę WWW, na której będą się znajdowały aktualne informacje o temperaturze i wilgotności wewnątrz budki.
* W programie inauguracji znalazły się także: prezentacja na temat obserwacji zachowań ptaków oraz wykład o zachowaniach ptaków w różnych porach roku.
do wiosny 2025 – przygotowanie do zakładania łąk kwietnych i instalacja hoteli dla owadów w okolicy budki lęgowej;
do 01.06.2025 – przygotowywanie i nadsyłanie sprawozdań z prowadzenia obserwacji bezpośredniej poprzez stronę: https://okiemwbudce.ovh/.
Liczba zaangażowanych w naukę obywatelską badaczy:
Rola badaczy obywatelski:
Wypracowanie umiejętności wykorzystania głębokiej sieci neutronowej (ang. Deep Neural Network –DNN) do obserwacji, wykrywania, rozpoznawania, zliczania ilościowego oraz przetwarzania danych
Współpraca międzypokoleniowa
Wyrobienie umiejętności obserwacji i analizy wyników badań
Wypracowanie wrażliwości na otoczenie
Edukacja ekologiczna
Metodyka badań:
Badanie zostało zrealizowane poprzez ankiety przeprowadzane metodą CAVI oraz pomiary sprawności fizycznej. Standardowe testy obejmowały ocenę gibkości i siły mięśniowej. Realizacja badań była możliwa dzięki zaangażowaniu lokalnych badaczy, rekrutowanych z poszczególnych grup wiekowych. Do ich zadań należała rekrutacja uczestników z różnych środowisk, jak również nadzorowanie przebiegu badań według ustalonej metodyki. Lokalni badacze byli wspierani przez pracowników
Politechniki Śląskiej, którzy zapewnili im szkolenie oraz wsparcie techniczne i organizacyjne.
Wyniki:
Łącznie w projekcie uczestniczyło 9 lokalnych badaczy, którzy to zebrali 121 wypełnionych ankiet. Dokładne wartości liczbowe wypełnionych ankiet wyglądały następująco:
• 48 – Ocena wpływu ilości spożywanej wody oraz rodzajów napojów na kondycję psychofizyczną
– Water4Health,
Nauka.
• 63 – Międzynarodowy Test Sprawności Fizycznej,
• 10 – Międzynarodowy Kwestionariusz Aktywności Fizycznej.
Nowy przemysł Śląska
Europejskie Miasto Nauki Katowice