[論文レビュー] Galaxy Zoo: Morphological Classification and Citizen Science

L. Fortson, Karen L. Masters+7 more|arXiv (Cornell University)|Apr 28, 2011

Gaussian Processes and Bayesian Inference参考文献 5被引用数 41

ひとこと要約

本論文は、スローン・デジタル・スカイ・サーヴェイ（Sloan Digital Sky Survey）の100万枚以上の銀河を対象とした大規模な形態的分析を可能にする、人間のパターン認識を活用したスケーラブルな市民科学プロジェクト「Galaxy Zoo」を提示する。このプロジェクトは、クラウドソーシングによる分類が高精度を達成できることを実証し、多数の査読付き科学的成果を生み出した。これにより、天文学およびそれ以上の分野におけるコミュニティベースのデータ分析のモデルが確立された。

ABSTRACT

We provide a brief overview of the Galaxy Zoo and Zooniverse projects, including a short discussion of the history of, and motivation for, these projects as well as reviewing the science these innovative internet-based citizen science projects have produced so far. We briefly describe the method of applying en-masse human pattern recognition capabilities to complex data in data-intensive research. We also provide a discussion of the lessons learned from developing and running these community--based projects including thoughts on future applications of this methodology. This review is intended to give the reader a quick and simple introduction to the Zooniverse.

研究の動機と目的

• 非専門家によるボランティアを活用して、インターネットベースのスケーラブルなプラットフォームを構築・展開し、銀河の形態的分類を実施すること。
• デジタル天球サーベイから得られる数百万枚の銀河を分類するという、専門家天文学者の能力を超える増大する課題に対処すること。
• 天文学における大規模なクラウドソーシングによるデータ分析の科学的価値と信頼性を実証すること。
• 将来的な複数の科学分野にわたる市民科学プロジェクトのフレームワークを確立すること。
• データ集積型研究の時代におけるコミュニティベースの科学の可能性を探ること。

提案手法

• スローン・デジタル・スカイ・サーヴェイ（Sloan Digital Sky Survey）の個々の銀河画像を、ウェブインターフェースを通じてボランティアに提示して分類させる。
• 複数のボランティアがそれぞれの銀河を分類するコンSENSUSベースのアプローチを採用し、集約によって分類の正確性を向上させる。
• 分類者の信頼性を評価し、個々の誤りに起因するノイズを低減するために統計的手法を適用する。
• Zooniverseという中央ポータルに統合し、複数の市民科学プロジェクトをホスティングおよび調整する。
• 分類結果を用いて銀河の形態、進化、環境的要因との関係を研究する。
• 専門家による分類と照合して結果を検証し、機械学習を用いて人間による分類の精錬と検証を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非専門家ボランティアは、ウェブベースのプラットフォームを用いて、スケーラブルに銀河の形態を正確に分類できるか？
• RQ2 市民科学による分類の正確性は、銀河形態分類において専門家による分類と比べてどの程度か？
• RQ3 大規模かつ人間主導の銀河分類からどのような科学的知見が得られるか？
• RQ4 データ集積型科学的調査において成功する市民科学プロジェクトの設計原則は何か？
• RQ5 コミュニティベースの科学は、他の科学分野へどのようにスケーリング・拡張できるか？

主な発見

• 40万人以上のボランティアがGalaxy Zooに参加し、100万枚以上の銀河を高い一貫性と信頼性をもって分類した。
• 複数のボランティアによるコンセンサス分類は、専門家による分類と同等の正確性に達し、この手法の有効性が裏付けられた。
• 本プロジェクトは100件を超える査読付き科学論文を生み出し、銀河の形態、進化、環境的要因に関する知識を著しく前進させた。
• 市民科学により、珍しい銀河タイプの発見が可能になった。例えば、「