Коллаборатория: определение, сущность и применение в исследованиях и инновациях.

Введение

Тип исследовательской среды

Коллаборатория, как определил Уильям Вульф в 1989 году, представляет собой «центр без стен», в котором исследователи страны могут проводить свои исследования, не принимая во внимание физическое местоположение, взаимодействовать с коллегами, получать доступ к инструментам, обмениваться данными и вычислительными ресурсами, [а также] получать доступ к информации в цифровых библиотеках (Вульф, 1989). Бли (1998) уточняет это определение как «систему, объединяющую интересы научного сообщества в целом с интересами сообщества специалистов в области компьютерных наук и инженерии для создания интегрированных, ориентированных на инструменты вычислительных и коммуникационных систем, поддерживающих научное сотрудничество» (Bly, 1998, с. 31). Розенберг (1991) рассматривает коллабораторию как экспериментальную и эмпирическую исследовательскую среду, в которой ученые работают и общаются друг с другом для разработки систем, участия в совместных научных исследованиях и проведения экспериментов для оценки и улучшения систем. Упрощенная версия этих определений описывает коллабораторию как среду, в которой участники используют вычислительные и коммуникационные технологии для доступа к общим инструментам и данным, а также для общения друг с другом. Однако более широкое определение дает Когбурн (2003), который утверждает, что «коллаборатория – это не просто сложная совокупность информационных и коммуникационных технологий; это новая сетевая организационная форма, которая также включает в себя социальные процессы, методы сотрудничества, формальное и неформальное общение, а также согласование норм, принципов, ценностей и правил» (Cogburn, 2003, с. 86). Эта концепция имеет много общего с идеями исследований Interlock, группы маршрутизации информации и диаграмм Interlock, представленными в 1984 году.

Другие значения

Слово "коллаборатория" также используется для описания открытого, творческого пространства и процесса, в котором группа людей совместно работает над поиском решений сложных проблем. Это значение слова берет начало в видении большой группы людей – включая ученых, художников, консультантов, студентов, активистов и других специалистов – которые работали вместе над инициативой 50+20, направленной на трансформацию образования в области менеджмента. В этом контексте, объединяя элементы "сотрудничество" и "лаборатория", слово "коллаборатория" подразумевает создание пространства для изучения совместных инноваций. Как определила доктор Катрин Мафф, это "открытое пространство для всех заинтересованных сторон, где объединяются обучение на практике и исследовательская деятельность, а студенты, преподаватели и исследователи работают с представителями всех слоев общества для решения актуальных проблем". Концепция коллаборатории как творческого группового процесса и ее применение получили дальнейшее развитие в книге "Коллаборатория: процесс совместного творческого вовлечения заинтересованных сторон для решения сложных проблем", а также в Бизнес-школе Лозанны – швейцарской бизнес-школе, которая внедрила метод коллаборатории для использования коллективного интеллекта.

Предыстория

Проблемы географической разобщенности особенно актуальны в крупных исследовательских проектах. Время и стоимость поездок, трудности в поддержании контакта с другими учеными, контроль над экспериментальным оборудованием, распространение информации и большое количество участников исследовательского проекта – это лишь некоторые из проблем, с которыми сталкиваются исследователи. Поэтому в ответ на эти проблемы и ограничения были созданы коллаборатории. Однако разработка и внедрение оказывается не таким уж недорогим. С 1992 по 2000 год финансовые бюджеты на научные исследования и разработки коллабораторий варьировались от 447 000 до 10 890 000 долларов США, а общее количество пользователей на одну коллабораторию составляло от 17 до 215 человек (Sonnenwald, 2003). Особенно высокие затраты возникали, когда необходимые программные пакеты были недоступны для приобретения и прямой интеграции в коллабораторию, или когда требования и ожидания не были оправданы. Чин и Лансинг (2004) отмечают, что исследования и разработки научных коллабораторий до настоящего времени носили преимущественно инструментальный характер. Основной целью было предоставление инструментов для совместного доступа и работы с конкретными программными системами или научными приборами. Такой акцент на инструментах был необходим на ранних этапах развития научных коллабораторий из-за отсутствия базовых средств для сотрудничества (например, текстового чата, синхронной аудио- или видеоконференцсвязи) для обеспечения элементарного уровня коммуникации и взаимодействия. Однако сегодня такие инструменты доступны в готовых программных пакетах, таких как Microsoft NetMeeting, IBM Lotus Sametime, Mbone Videoconferencing (Chin and Lansing, 2004). Следовательно, проектирование коллабораторий теперь может выйти за рамки разработки общих коммуникационных механизмов и перейти к оценке и поддержке самой сути сотрудничества в научном контексте (Chin & Lansing, 2004).

Эволюция лаборатории

Как говорится в главе 4 книги 50+20 "Образование в области управления для всего мира", "термин "коллаборатория" был впервые введен в конце 1980-х годов для решения проблем, связанных с географической удаленностью участников крупных исследовательских проектов, а именно: затратами времени и средств на поездки, сложностями в поддержании контакта с другими учеными, управлением экспериментальным оборудованием, распространением информации и большим количеством участников. В первые десять лет использования коллаборатории рассматривались как сложные и дорогостоящие решения в области информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), поддерживающие от 15 до 200 пользователей на проект с бюджетами от 0,5 до 10 миллионов долларов США. В то время коллаборатории проектировались с точки зрения ИКТ для удовлетворения потребностей научного сообщества в инструментах, ориентированных на вычислительные задачи, создавая среду, способствующую разработке систем и участию в совместных научных исследованиях и экспериментах. Внедрение пользовательского подхода стало первым эволюционным шагом в философии проектирования коллаборатории, обеспечив возможность быстрого прототипирования и итеративной разработки. За последнее десятилетие концепция коллаборатории расширилась за пределы сложного ИКТ-решения, превратившись в "новую сетевую организационную форму, которая включает в себя не только социальные процессы и методы сотрудничества, но и формальное и неформальное общение, а также согласование норм, принципов, ценностей и правил". Коллаборатория перешла от подхода, ориентированного на инструменты, к подходу, ориентированному на данные, что позволило осуществлять обмен данными за пределами общего хранилища для хранения и извлечения общих наборов данных. Эти изменения привели к эволюции коллаборатории в сторону глобально распределенной интеллектуальной деятельности, производящей нематериальные товары и услуги, которые могут быть разработаны и распространены по всему миру с использованием традиционных сетей ИКТ. Изначально коллаборатория использовалась в научных исследовательских проектах с переменным успехом. В последние годы модели коллаборатории стали применяться в областях, выходящих за рамки научных исследований и национального контекста. Широкое распространение совместных технологий во многих странах открывает многообещающие возможности для международного сотрудничества в критически важных областях, где заинтересованные стороны не могут самостоятельно находить решения, предоставляя платформу для работы больших междисциплинарных команд над сложными глобальными проблемами. Появление технологий с открытым исходным кодом привело к следующему этапу эволюции коллаборатории. Термин "открытый исходный код" был принят группой сторонников свободного программного обеспечения в Пало-Альто в 1998 году в ответ на публикацию исходного кода браузера Netscape Navigator. Помимо предоставления прагматичной методологии для свободного распространения и доступа к деталям проектирования и реализации конечного продукта, открытый исходный код представляет собой парадигмальный сдвиг в философии сотрудничества. Коллаборатория доказала свою состоятельность как решение для создания виртуальной организации. Однако все чаще возникает необходимость расширить это виртуальное пространство в реальный мир. Мы предлагаем новый парадигмальный сдвиг, выводя коллабораторию за рамки существующей ИКТ-структуры к методологии сотрудничества, которая выходит за пределы инструментального и ориентированного на данные подходов и направлена на решение проблем, имеющих трансдисциплинарный характер.

As stated in Chapter 4 of the 50+20 "Management Education for the World" book, "the term collaboratory was first introduced in the late 1980s to address problems of geographic separation in large research projects related to travel time and cost, difficulties in keeping contact with other scientists, control of experimental apparatus, distribution of information, and the large number of participants. In their first decade of use, collaboratories were seen as complex and expensive information and communication technology (ICT) solutions supporting 15 to 200 users per project, with budgets ranging from 0.5 to 10 million USD. At that time, collaboratories were designed from an ICT perspective to serve the interests of the scientific community with tool oriented computing requirements, creating an environment that enabled systems design and participation in collaborative science and experiments. The introduction of a user centered approach provided a first evolutionary step in the design philosophy of the collaboratory, allowing rapid prototyping and development circles. Over the past decade the concept of the collaboratory expanded beyond that of an elaborate ICT solution, evolving into a “new networked organizational form that also includes social processes, collaboration techniques, formal and informal communication, and agreement on norms, principles, values, and rules”. The collaboratory shifted from being a tool centric to a data centric approach, enabling data sharing beyond a common repository for storing and retrieving shared data sets. These developments have led to the evolution of the collaboratory towards a globally distributed knowledge work that produces intangible goods and services capable of being both developed and distributed around the world using traditional ICT networks. Initially, the collaboratory was used in scientific research projects with variable degrees of success. In recent years, collaboratory models have been applied to areas beyond scientific research and the national context. The wide acceptance of collaborative technologies in many parts of the world opens promising opportunities for international cooperation in critical areas where societal stakeholders are unable to work out solutions in isolation, providing a platform for large multidisciplinary teams to work on complex global challenges. The emergence of open source technology transformed the collaboratory into its next evolution. The term open source was adopted by a group of people in the free software movement in Palo Alto in 1998 in reaction to the source code release of the Netscape Navigator browser. Beyond providing a pragmatic methodology for free distribution and access to an end product's design and implementation details, open source represents a paradigm shift in the philosophy of collaboration. The collaboratory has proven to be a viable solution for the creation of a virtual organization. Increasingly, however, there is a need to expand this virtual space into the real world. We propose another paradigm shift, moving the collaboratory beyond its existing ICT framework to a methodology of collaboration beyond the tool and data centric approaches, and towards an issue centered approach that is transdisciplinary in nature."

Философия дизайна

Финхольт (1995), основываясь на анализе кейсов Верхней атмосферной исследовательской лаборатории (UARC) и Медицинской лаборатории, формулирует философию проектирования: проект коллаборатории должен быть ориентирован на дизайн, центрированный на пользователях (UCD). Это подразумевает обязательство разрабатывать программное обеспечение в средах программирования, обеспечивающих быстрое прототипирование и ускоренные циклы разработки (Finholt, 1995). Следствием применения дизайн-подхода, ориентированного на пользователя, в коллаборатории является необходимость для разработчиков системы оценивать, оказывает ли конкретная система или модификация положительное влияние на рабочие практики пользователей. Важной частью достижения этого понимания является создание точной картины того, как выполнялась работа до внедрения технологии. Финхольт (1995) объясняет, что перед специалистами в области поведенческих наук стояла задача понять реальные условия работы, для которых разрабатывались новые информационные технологии. Целью усилий по дизайн-подходу, ориентированному на пользователя, было включение этих наблюдений в процесс проектирования для создания базового уровня оценки будущих изменений и выявления перспективных направлений для разработки прототипов (Finholt, 1995). Схожий взгляд выражает Когберн (2003), который рассматривает коллабораторию как форму глобально распределенной работы со знаниями, утверждая, что принципы взаимодействия человека и компьютера (HCI) и дизайн-подход, ориентированный на пользователя (UCD), критически важны для организаций, стремящихся воспользоваться возможностями глобализации и становления информационного общества. Он (Cogburn, 2003) определяет распределенную работу со знаниями как совокупность «экономических видов деятельности, производящих нематериальные товары и услуги [ ], которые могут быть разработаны и распространены по всему миру с использованием глобальных информационных и коммуникационных сетей» (Cogburn, 2003, с. 81). Благодаря использованию этих глобальных информационных и коммуникационных сетей организации могут участвовать в глобально децентрализованном производстве, что позволяет им размещать свои научно-исследовательские и опытно-конструкторские подразделения практически в любой точке мира, а инженерам – сотрудничать, преодолевая часовые пояса, институциональные и национальные границы.

Finholt (1995), based on the case studies of the Upper Atmospheric Research Collaboratory (UARC) and the Medical Collaboratory, establishes a design philosophy: a collaboratory project must be dedicated to a user centered design (UCD) approach. This means a commitment to develop software in programming environments that allow rapid prototyping, rapid development cycles (Finholt, 1995). A consequence of the user centered design in the collaboratory is that the system developers must be able to distinguish when a particular system or modification has positive impact on users’ work practices. An important part of obtaining this understanding is producing an accurate picture of how work is done prior to the introduction of technology. Finholt (1995) explains that behavioral scientists had the task of understanding the actual work settings for which new information technologies were developed. The goal of a user centered design effort was to inject those observations back into the design process to provide a baseline for evaluating future changes and to illuminate productive directions for prototype development (Finholt, 1995). A similar viewpoint is expressed by Cogburn (2003) who relates the collaboratory to a globally distributed knowledge work, stating that human computer interaction (HCI) and user centered design (UCD) principles are critical for organizations to take advantage of the opportunities of globalization and the emergence of an Information society. He (Cogburn, 2003) refers to distributed knowledge work as being a set of “economic activities that produce intangible goods and services [ ], capable of being both developed and distributed around the world using the global information and communication networks” (Cogburn, 2003, p. 81). Through the use of these global information and communications networks, organizations are able to take part in globally disarticulated production, which means they can locate their research and development facilities almost anywhere in the world, and engineers can collaborate across time zones, institutions and national boundaries.

Оценка

Удовлетворение ожиданий является фактором, влияющим на внедрение инноваций, включая научные коллаборатории. Некоторые из реализованных коллабораторий до сих пор не достигли полной успешности. Коллаборатория отдела математики и информатики Аргоннской национальной лаборатории «Водопад Глен» (Henline, 1998) служит показательным примером. Эта коллаборатория столкнулась с рядом проблем. Имели место отдельные технические и социальные неудачи, но, что наиболее важно, она не соответствовала всем требованиям к сотрудничеству и взаимодействию. Подавляющее большинство оценок, проведенных на сегодняшний день, сосредоточены главным образом на статистике использования (например, общее число участников, часы работы, объем переданных данных) или на непосредственном вкладе в создание традиционных научных результатов (например, публикаций и патентов). Однако Сонненвальд (2003) утверждает, что следует искать более долгосрочные и неосязаемые показатели, такие как установление и поддержание новых связей между учеными и последующее, долгосрочное создание новых знаний. Независимо от используемых критериев оценки, необходимо сосредоточиться на понимании ожиданий и требований, сформулированных для коллаборатории. Без такого понимания коллаборатория рискует не получить признания и не быть принятой.

Факторы успеха

Ольсон, Тисли, Биц и Когберн (2002) выявляют некоторые факторы успеха коллаборатории. К ним относятся: готовность к сотрудничеству, готовность инфраструктуры к сотрудничеству и готовность технологий к сотрудничеству. По мнению Ольсон, Тисли, Биц и Когберн (2002), готовность к сотрудничеству является наиболее важным предварительным условием для эффективной коллаборатории. Часто критически важным компонентом готовности к сотрудничеству является концепция «совместной работы для достижения научной цели» (Olson, Teasley, Bietz, & Cogburn, 2002, p. 46). Также важны стимулы к сотрудничеству, общие принципы сотрудничества и опыт работы с элементами сотрудничества. Для успешного взаимодействия между пользователями необходима определенная степень общих представлений. Взаимодействие требует высокого уровня доверия или проведения переговоров, особенно в областях, где существуют культурные различия. «Этические нормы, как правило, носят культурно-специфический характер, а переговоры по этическим вопросам требуют высокого уровня доверия» (Olson, Teasley, Bietz, & Cogburn, 2002, p. 49). При анализе готовности инфраструктуры к сотрудничеству Ольсон, Тисли, Биц и Когберн (2002) отмечают, что современные инструменты сотрудничества требуют адекватной инфраструктуры для правильной работы. Многие стандартные приложения будут эффективно работать только на современных рабочих станциях. Важной частью инфраструктуры является техническая поддержка, необходимая для обеспечения контроля версий, регистрации участников и восстановления после аварий. Стоимость коммуникаций – еще один элемент, который может быть критически важным для готовности инфраструктуры к сотрудничеству (Olson, Teasley, Bietz, & Cogburn, 2002). Структура ценообразования на сетевое подключение может повлиять на выбор пользователей и, следовательно, на окончательный дизайн и реализацию коллаборатории. Готовность технологий к сотрудничеству, согласно Ольсон, Тисли, Биц и Когберн (2002), подразумевает, что сотрудничество включает в себя не только технологии и инфраструктуру, но и требует значительных инвестиций в обучение. Таким образом, для обеспечения успеха необходимо оценить уровень готовности технологий в сообществе. Если этот уровень слишком низок, потребуется дополнительное обучение для повышения квалификации пользователей.

Olson, Teasley, Bietz, and Cogburn (2002) ascertain some of the success factors of a collaboratory. They are: collaboration readiness, collaboration infrastructure readiness, and collaboration technology readiness. Collaboration readiness is the most basic pre requisite for an effective collaboratory, according to Olson, Teasley, Bietz, and Cogburn (2002). Often the critical component to collaboration readiness is based on the concept of “working together in order to achieve a science goal” (Olson, Teasley, Bietz, & Cogburn, 2002, p. 46). Incentives to collaborate, shared principles of collaboration, and experience with the elements of collaboration are also crucial. Successful interaction between users requires a certain amount of common ground. Interactions require a high degree of trust or negotiation, especially when they involve areas where there is a cultural difference. “Ethical norms tend to be culturally specific, and negotiations about ethical issues require high levels of trust” (Olson, Teasley, Bietz, & Cogburn, 2002, p. 49). When analyzing the collaboration infrastructure readiness Olson, Teasley, Bietz, and Cogburn (2002) state that modern collaboration tools require adequate infrastructure to operate properly. Many off the shelf applications will run effectively only on state of the art workstations. An important piece of the infrastructure is the technical support necessary to ensure version control, to get participants registered, and to recover in case of disaster. Communications cost is another element which can be critical for collaboration infrastructure readiness (Olson, Teasley, Bietz, & Cogburn, 2002). Pricing structures for network connectivity can affect the choices that users will make and therefore have an effect on the collaboratory's final design and implementation. Collaboration technology readiness, according to Olson, Teasley, Bietz, and Cogburn (2002), refers to the fact that collaboration does not involve only technology and infrastructure, but also requires a considerable investment in training. Thus, it is essential to assess the state of technology readiness in the community to ensure success. If the level is too primitive more training is required to bring the users’ knowledge up to date.

Коллаборатория биологических наук

Всесторонне описанный пример коллаборатории, Биологическая научная коллаборатория (BSC) в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Chin & Lansing, 2004), обеспечивает обмен и анализ биологических данных посредством сбора метаданных, электронных лабораторных журналов, представлений организации данных, отслеживания происхождения данных, аналитических заметок, управления задачами и управления научными рабочими процессами. BSC поддерживает различные форматы данных, обладает возможностями преобразования данных и может взаимодействовать и обмениваться данными с другими источниками (например, внешними базами данных). Она предоставляет возможности подписки (для обеспечения доступа к данным определенным пользователям), проверку подлинности, устанавливает и управляет разрешениями и привилегиями, а также имеет функции шифрования данных (для обеспечения безопасной передачи данных) в рамках своего пакета безопасности. BSC также предоставляет инструмент отслеживания происхождения данных и инструмент организации данных. Эти инструменты позволяют иерархическому дереву отображать историю изменений набора данных. Из этого представления в виде дерева ученый может выбрать конкретный узел (или целую ветвь) для доступа к определенной версии набора данных (Chin & Lansing, 2004). Управление задачами, предоставляемое BSC, позволяет пользователям определять и отслеживать задачи, связанные с конкретным экспериментом или проектом. Задачам могут быть назначены сроки выполнения, уровни приоритета и зависимости. Также можно выполнять поиск задач и создавать различные отчеты. В связи с управлением задачами, BSC обеспечивает управление рабочими процессами для захвата, управления и предоставления стандартных путей анализа. Научный рабочий процесс можно рассматривать как шаблон процесса, который фиксирует и частично автоматизирует этапы процесса анализа, а также связанные с ним наборы данных и инструменты (Chin & Lansing, 2004). BSC обеспечивает сотрудничество в рамках проекта, позволяя ученым определять и управлять членами своей группы. Поэтому механизмы безопасности и аутентификации применяются для ограничения доступа к данным и приложениям проекта. Функция мониторинга позволяет участникам идентифицировать других участников, работающих над проектом в режиме онлайн (Chin & Lansing, 2004). BSC предлагает возможности для сотрудничества в сообществе: ученые могут публиковать свои наборы данных для более широкого сообщества через портал данных. Ученые, заинтересованные в определенном наборе данных, получают уведомления об изменениях в этих данных по электронной почте (Chin & Lansing, 2004).

A comprehensively described example of a collaboratory, the Biological Sciences Collaboratory (BSC) at the Pacific Northwest National Laboratory (Chin & Lansing, 2004), enables the sharing and analysis of biological data through metadata capture, electronic laboratory notebooks, data organization views, data provenance tracking, analysis notes, task management, and scientific workflow management. BSC supports various data formats, has data translation capabilities, and can interact and exchange data with other sources (external databases, for example). It offers subscription capabilities (to allow certain individuals to access data) and verification of identities, establishes and manages permissions and privileges, and has data encryption capabilities (to ensure secure data transmission) as part of its security package. BSC also provides a data provenance tool and a data organization tool. These tools allow a hierarchical tree to display the historical lineage of a data set. From this tree view the scientist may select a particular node (or an entire branch) to access a specific version of the data set (Chin & Lansing, 2004). The task management provided by BSC allows users to define and track tasks related to a specific experiment or project. Tasks can have deadlines assigned, levels of priority, and dependencies. Tasks can also be queried and various reports produced. Related to task management, BSC provides workflow management to capture, manage, and supply standard paths of analyses. The scientific workflow may be viewed as process templates that captures and semi automate the steps of an analysis process and its encompassing data sets and tools (Chin & Lansing, 2004). BSC provides project collaboration by allowing scientists to define and manage members of their group. Security and authentication mechanisms are therefore applied to limit access to project data and applications. Monitoring capability allows for members to identify other members that are online working on the project (Chin & Lansing, 2004). BSC offers community collaboration capabilities: scientists may publish their data sets to a larger community through the data portal. Notifications are in place for scientists interested in a particular set of data when that data changes, the scientists get notification via email (Chin & Lansing, 2004).

Резюме

На сегодняшний день большинство коллабораторий применялись преимущественно в научных исследовательских проектах, с разной степенью успеха и неудач. Однако в последнее время модели коллабораторий стали применяться и в других областях научных исследований, как на национальном, так и на международном уровне. В результате сформировалась значительная база знаний, помогающая нам понять их развитие и применение в науке и промышленности (Cogburn, 2003). Расширение концепции коллабораторий, включение в нее социальных и поведенческих исследований, а также привлечение большего числа ученых из развивающихся стран, потенциально может укрепить эту концепцию и предоставить возможность глубже изучить социальные и технические факторы, поддерживающие распределенную сеть знаний (Cogburn, 2003). Использование совместных технологий для поддержки географически распределенных научных исследований получает все более широкое признание во многих странах мира. Такие коллаборатории открывают большие перспективы для международного сотрудничества в важнейших областях научных исследований и не только. По мере расширения границ познания задачи становятся все более сложными и часто требуют работы крупных междисциплинарных команд для достижения прогресса. Коллаборатория становится эффективным решением, использующим коммуникационные и вычислительные технологии для преодоления ограничений, связанных с расстоянием и временем, и создающим пример виртуальной организации. Коллаборатория – это одновременно и возможность, обладающая ценными свойствами, и вызов для существующих организационных практик (Olson, 2002).