Hominids@home : à la recherche de nos origines

Hominids@home devrait être le second projet à intégrer la nouvelle plateforme pour l'Agragétion des compétences (BOSSA) en cours de développement à Berkeley. Dans ce projet, les internautes pourront offrir un peu de leur temps, leur patience et leurs compétences pour aider les paléontologues à exhumer des fossiles humains enfouis depuis plusieurs millions d'années dans la vallée de l'Aouache (Éthiopie).

Pour la première fois, la cyberscience citoyenne va s'intéresser à la recherche des origines de l'Homme. La vallée de l'Aouache en Éthiopie abrite l'un des plus riches gisement d'hominidés fossiles au Monde, ces fossiles sont parfois vieux de 4 millions d'années. L'Aouache (également appelé Hawash, Aouach ou Awash) est un cours d'eau d'Éthiopie prenant sa source dans les plateaux du centre éthiopien (près d'Addis-Abeba, "Nouvelle fleur" en amharique), coulant vers le nord dans la vallée du grand rift et la dépression de l'Afar et se jetant dans le lac Abbe. C'est sur les rives de la rivière Aouache, plus précisément à Hadar (basse vallée de l'Aouache), qu'une équipe de recherche internationale a découvert le fossile de Lucy en 1974. Découverte dans des terrains datés de 3,18 millions d'années, Lucy a longtemps été considérée comme la représentante d’une espèce à l’origine de la lignée humaine. Des découvertes plus récentes ont remis en cause cette hypothèse : Lucy serait une cousine éloignée (Australopithecus afarensis), plutôt qu’une ancêtre du genre Homo. Entre 1992 et 2000, plus de 2000 fossiles ont été mis au jour dans cette région. Soixante-quatre espèces de mammifères, représentant 32 genres, 23 familles et 8 ordres ont ainsi été recensées.

Chaque année durant la saison des pluies, les précipitations emportent la couche supérieure du sol dans la vallée, cette érosion a pour heureuse conséquence d'exposer de nouveaux fossiles qui étaient cachés juste sous la surface. C'est alors que les paléontologues parcourent le bassin de l'Aouache à la recherche des vestiges les plus anciens de nos ancêtres hominidés. Mais c'est une course contre la montre : l'érosion des sols inhérente à la prochaine pluie ou tempête de sable recouvre bientôt une fois de plus les fossiles. De ce fait, même les chasseurs de fossiles les plus motivés ne peuvent couvrir qu'une petite partie du lit fossilifère avant que ces fossiles ne soient de nouveau recouverts par la terre et la poussière, et perdus à jamais pour les chercheurs.

Ceci pourrait changer lorsque le nouveau projet Bossa sera lancé. La stratégie est déjà bien huilée, les chercheurs vont utiliser un drone sans pilote qui volera à basse altitude pour prendre des photographies haute résolution du lit fossilifère de la rivière immédiatement après un épisode pluvieux. Cet aéronef sera équipé d'un appareil photographique numérique avec une autonomie d'environ 1000 images. Des clichés haute-résolution de 2000x3000 pixels seront pris et plusieurs appareils numériques seront utilisés.

Un collecteur d'image devra être développé (sous Linux, en python ?). Les appareils photographiques seront connectés à l'ordinateur du projet via une prise USB. Les photographies seront alors téléchargées sur l'ordinateur puis, par l'intermédiaire de Bossa, immédiatement envoyées aux bénévoles du monde entier. Tout comme pour Stardust@home où les bénévoles étaient formés pour détecter les traces de particules de poussière interstellaire, les participants de ce nouveau projet seront formés pour reconnaître les fossiles d'hominidés sur les images, signaler leur localisation, puis retourner leurs résultats au quartier général du projet.

Le projet se veut convivial et ouvert à tous. N'importe qui pourra participer et ce quel que soit ses connaissances en informatique et en paléontologie. En effet, trois niveaux de participation seront proposés aux volontaires :

- Débutant : il s'agira d'identifier les ossements mais sans les classer (exercice à la portée d'un élève du primaire)
- Intermédiaire : faire la distinction entre les ossements de primates et ceux d'autres espèces, dent/crâne/autre (exercice à la portée de n'importe quel adulte)
- Avancé : savoir reconnaître ~10 espèces et ~ 5 types d'os (niveau expert)

Le tutoriel d'entrainement s'appuiera sur BOLT (Berkeley Open Learning Technology), une autre plateforme de Berkeley dédiée au partage des connaissances. L'utilisateur apprendra à reconnaitre les fossiles sous différentes conditions d'éclairage et avec des ossements d'âge différents, on y verra notamment tous les objets que l'on pourra rencontrer mais aussi des objets qui ressemblent à des fossiles mais qui en fait n'en sont pas (faux négatifs). Pour finir un test permettra à l'utilisateur d'évaluer ses connaissances.

Chaque photographie sera agrémentée d'une série de renseignements. Un fichier au format .JSON accompagnera chaque cliché. On pourra ainsi s'informer sur la date de la prise de vue, les coordonnées géographiques (latitude et longitude) du point central de l'image (une estimation basée sur les repères de l'image et les donnée GPS), le nom du fichier, la taille de l'image (nombre de pixels en longueur et en largeur), l'échelle de l'image (mètres/pixel).

Un script (load_images) est actuellement en cours de développement. Il permettra de créer une série d'enregistrements Bossa, copier les images dans un répertoire. Ce répertoire prendra le nom d'identification de la série, le script créera des images de résolution moyenne (~1024x768) et un enregistrement Bossa pour chaque image.

Le script générera une série de tâches qui pourront être gérées comme des unités (voir ci-dessous). Au départ, la série est "en attente" ("pending"), ce qui signifie qu'elle n'est pas encore disponible pour les volontaires.


Les images à analyser s'initialiseront sous une résolution de 1024x768. Les boutons de commande resteront fixe lorsqu'il s'agira de faire défiler l'image. Ils intégreront :
- Un bouton "Done" (fait)
- Un bouton agrandissement/réduire ("Magnify" - "Shrink"). Notamment pour permettre d'accéder à une résolution de 2000x3000 pixels, et ainsi pouvoir observer les détails les plus fins sur l'image
- Un menu avec les différentes caractéristiques qui permettront d'identifier les fossiles, et une zone de saisie pour écrire des commentaires
- Un bouton "Rotation" qui permettra de tourner l'image sur 90 degrés
- Pour répertorier une caractéristique, l'utilisateur devra sélectionner un groupe de caractéristiques et appuyer sur l'image

Une page "interactivité" apparaitra toutes les N images (N=1 ?), elle permettra d'encourager l'utilisateur et de l'informer sur le travail effectué. L'usager pourra accéder à la prévisualisation du travail récemment effectué (avec un lien qui permettra de voir le travail des autres utilisateurs sur l'image que l'on vient d'analyser), un lien vers le forum, la liste des utilisateurs en ligne avec la possibilité d'envoyer des messages instantanés et une boite de réception pour recevoir et envoyer des messages.

Quelques images "étalons", c'est à dire des images qui ont déjà été analysées et validées sur le terrain, seront également introduites. Il y a deux raisons à cela : augmenter la proportion d'images qui contiennent quelque chose (pour ne pas décourager l'utilisateur) et mieux estimer le taux d'erreur des utilisateurs.

Les scientifiques du projet auront accès à une interface internet adaptée. Ils pourront voir : la liste des clichés, leur date, leur nom, leur emplacement géographique, leur statut (en attente, en cours, terminé). Ils pourront changer le statut de chaque série de cliché et auront accès à une carte sur laquelle apparaitront des petits rectangles de couleur. Les couleurs permettront de voir les photographies qui ont été analysées et les types d'ossements qui ont été découvert. Ils pourront voir et comparer les résultats, sélectionner le "meilleur" résultat et ajouter leurs propres notes.

Avec les résultats du projet en main, les paléontologues pourront réduire considérablement le temps nécessaire pour trouver les fossiles. Avec un aperçu complet du lit fossilifère, les paléontologues pourront se rendre directement vers l'emplacement des fossiles les plus prometteurs, et les extraire pour une étude plus approfondie avant qu'ils ne soient une fois de plus, ensevelis sous la terre. En substituant des milliers d'yeux de bénévoles Bossa à travers le monde au travail épuisant d'une petite équipe sur place en Éthiopie, le nouveau projet pourrait révolutionner la collecte d'hominidés fossiles. Il est impossible de dire combien de précieux fossiles seront sauvés et recueillis de cette manière, et ce qu'ils pourraient nous révéler sur nos origines et sur nos lointains ancêtres.