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dimanche 7 mars 2021

Le Projet "Nanobubbles" : le TAL aide à corriger les erreurs scientifiques

Pour avancer, la science a besoin de corriger ses erreurs. Or, en réalité, il peut être difficile d'effacer des affirmations fausses ou exagérées des publications scientifiques. Le projet multidisciplinaire "Nanobubbles" tente de comprendre comment, quand et pourquoi émergent de telles "bulles"[2]. Focus sur un des piliers du projet : le traitement automatique des langues.

Brisons les bulles (image d'illustration)
Brisons les "bulles (Image d'illustration) [5]

La publication scientifique en plein essor
Le volume des publications scientifiques a explosé ces dernières vingt à trente années. Cette évolution est dûe à l'évolution des systèmes de traitement de texte et à l'internet, qui facilite la diffusion. L'évaluation des chercheurs en fonction de leur nombre de publications contribue également à ce phénomène. [1]

Les erreurs des publications scientifiques

Causes des erreurs
Parmi les erreurs les plus fréquents on trouve :

  • des erreurs de méthodologie dans la conduite des expériences ou de leur analyse
  • des erreurs de calcul des meta-analyses
  • des conclusions erronées

Une correction des erreurs défaillante
L'examen par les pairs (peer-review), a comme objectif d'identifier et d'éliminer ces erreurs. Or, force est de constater, qu'un certain nombre de publications passent au travers les mailles de cette phase de validation, qui est une activité non-rémunérée. De plus, faute de processus de correction établis et fluides, les éditeurs ne favorisent pas non plus la correction post-publication [4].

La menace de l'émergence d'une "bulle" d'erreurs
Des publications contenant des erreurs risquent alors d'être réutilisées comme référence à l'élaboration d'autres publications scientifiques et d'être partagées et cascadées via divers canaux, jusqu'à former une véritable "bulle" d'erreurs. A ce stade, l'information erronée a pris l'apparence d'une vérité établie. Ces "bulles" peuvent potentiellement induire des mauvaises décisions dans l'industrie, en médecine et en politique [4].

Le projet "Nanobubbles"

Un projet interdisciplinaire
Le projet "Nanobubbles" qui devra s’étaler de fin 2020 à 2025, réunit des spécialistes des sciences naturelles, l’ingénierie, sciences sociales et humaines. Il bénéficie d’un financement à hauteur de 8,3 M€ attribué par le European Research Council Synergy Grant [2].

Son objectif est de comprendre les mécanismes précis conduisant à l’émergence des bulles d’erreurs de la publication scientifique, comment on peut les corriger et quels obstacles s'y opposent. [4]

Le projet cible le domaine des nanobiologies [d’où il tient son le nom]. Ce domaine interdisciplinaire ayant émergé vers l’année 2000 a connu plusieurs épisodes de publications exagérées et erronées. Trois "bulles" d’information erronées serviront de cas d'étude :

  • Les nanoparticules sont capables de traverser la barrière sang-cerveau.
  • Des protéines sont absorbées à la surface des nanoparticules.
  • Les nanoparticules sont capables de pénétrer la membrane des cellules.
Le projet analyse la circulation de publications contradictoires sur ces trois sujets en se basant sur les travaux des laboratoires, des conférences, des revues (support papier puis numérique), des  pré-publications et des réseaux sociaux, depuis 1970 jusqu’à aujourd’hui [2].

Le traitement automatique des langues : un pilier important du projet
L'analyse d'un tel volume de publications, nécessite l'optimisation de ce processus. C'est là que le traitement automatique des langues entre en jeu.

Ce pilier a été confié à  M. Cyril Labbé, spécialiste en science informatique de la détection des erreurs et de leur propagation dans la littérature scientifique et maitre de conférences à l’Université de Grenoble. Différentes techniques seront employées au cours du projet : 

  • le développement d’algorithmes capables d’identifier une idée avancée (ou son contraire), à travers l’identification des entités nommées et l’extraction des triplets RDF (les relations entre deux entités nommées)
  • l'argument mining, qui consiste à extraire des arguments avancés dans un texte, pour supporter une affirmation
  • le machine learning et les réseaux de neurones
Ces techniques seront mise en oeuvre à l'aide de divers logiciels, tels que  "Scite » ou  « Seek and Blastn Tool ». Cet outil, développé par M. Labbé lui-même, permet  d'extraire automatiquement les séquences de nucléotides (1), décrites dans un texte, de comprendre l'argument avancé (2), puis de valider ou invalider sa véracité (3).
 
D'autres outils devront être développés au cours du projet [1].

schéma de fonctionnement de l'outil PLOS
Schéma fonctionnel du "Seek and Blastn Tool" [3], p.5

Conclusion
Le projet « Nanobubbles » montre, comment le traitement automatique des langues, en synergie avec d’autres disciplines permet de faire avancer la science. Il devra permettre d'initier un dialogue avec la communauté des nanobiologistes. Les scientifiques prévoient également une application des retombées du projet à d’autres domaines tels que la biologie synthétique et l’intelligence artificielle [2].

Bibliographie

[1] LOUIS, Nicolas: Détecter des erreurs scientifiques grâce à l'intelligence artificielle. Les Techniques de l'Ingénieur. 28/12/2020  [consulté le 01/02/2021] <https://www-techniques-ingenieur-fr.proxybib-pp.cnam.fr/actualite/articles/detecter-des-erreurs-scientifiques-grace-a-lintelligence-artificielle-87469/>

[2] BOURGIGNON, Jean-Pierre : How, when and why does science fail to correct itself ?. European Union's Research Council [ERC]. 05/11/2020  [consulté le 01/02/2021] <https://erc.europa.eu/news-events/magazine/erc-2020-synergy-grants-examples/>

[3]  LABBE, Cyril, GRIMA Natalie, GAUTIER Thierry, FAVIER, Bertrand, BYRNE, Jennifer.  Semi-automated factchecking of nucleotide sequence reagents in biomedical research publications : The Seek & Blastn tool. PLoS ONE, Public Library of Science, 2019, 14 (3),pp.e0213266. ff10.1341/journal.pone.0213266ff.ffhal-02057023f. Gouvernement Français. Portail d'information [consulté le 01/02/2021]. déposé sous licence Créative commons.< https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02057036/document

[4] ALLISON, David B., BROWN, Andrew W., GEORGES, Brandon J., KAISER, Kathryn A.L. Mistakes in opeer-reviewes papers are easy to find but hard to fix. Nature. 03/02/2016 [consulté le 01/02/2021] <https://www.nature.com/news/reproducibility-a-tragedy-of-errors-1.19264>

[5] WILLGARD :  soap bubbles [image] . Pixabay  14/11/2020 [consulté le 14/11/2020]. déposé sous licence Créative Commons. <https://pixabay.com/photos/soap-bubbles-bird-burst-fantasy-3550705/>

jeudi 14 novembre 2019

Book sprint "ouvert" pour la science en un temps record

Organisé par l'Unité Régionale de Formation à l'Information Scientifique et Technique (URFIST) de Bordeaux du 15 au 19 avril dernier et sélectionné pour l'édition 2019 des trophées "Talents U", catégorie Recherche & Innovation [1], le book sprint s'est concrétisé en 3 jours et demi. L'occasion pour ce billet de présenter une méthode de co-rédaction au profit de l'Open Science.


Le book sprint ayant pour thème la reproductibilité de la recherche, poursuit le mouvement du plan national pour la science ouverte [2]A fortiori, le livre est disponible en accès libre sur la plateforme d'archive en ligne HAL [3] et sur un site web [3'].

Book sprint


L'origine du terme vient des "sprints" qui met à profit l'intelligence collaborative pour concevoir un projet informatique dans un laps de temps court, principalement pour développer des logiciels libres de droits. Dans ce contexte, les termes "code sprints"
et "hackathons" s'utilisent fréquemment. Les libérathons et éditathons en sont issus.


Ainsi on définit un book sprint comme étant l'écriture collaborative d'un livre en libre accès rassemblant une communauté de personnes expérimentées autour d'un thème commun dans un délai de courte durée.




Acteurs du projet

  • une coordinatrice : également Copy Editor, Sarah Granger est co-pilote du collège "Compétence et formations" du Comité pour la Science ouverte [4].
  • une facilitatrice : Elisa de Castro Guerramembre fondatrice de l'association Floss Manuals francophone ou FMfr [5] ayant pour vocation la publication de livres sous licences libres. 
  • cinq co-auteurs chercheurs.
  • des contributeurs : documentaliste, bio-informaticien, conservateur des bibliothèques, ingénieur en traitement d'analyses des données, statisticien, dont les noms sont mentionnés en fin d'ouvrage.
  • des contributeurs extérieurs, ayant la possibilité de poser des questions, de proposer des suggestions ou des compléments d'informations sur le contenu de l'ouvrage via GitHub.

Le facilitateur ?


Le rôle du facilitateur est déterminant car il veille à la ligne directrice du thème principal.  Il "organise les échanges". Dans son interview [6], la facilitatrice Elisa de Castro Guerra précise l'importance d'avoir une vue d'ensemble du projet afin d'organiser l'événement dans les meilleurs conditions possibles. Il n'y a pas d'entraînement préalable comme un échauffement pour se préparer à la "course", d'où la nécessité d'avoir un facilitateur expérimenté ayant acquis des connaissances en dynamique de groupe.

Panorama des avantages de la méthode Book sprint
  • méthode d'écriture sous forme d'échanges
  • rédaction rapide pour un gain en productivité
  • encouragement de la créativité et de nouveaux dialogues
  • possibilité de tester des idées
  • développement de sa réflexion
  • concentration des énergies
  • partage des connaissances
  • expérience humaine enrichissante et stimulante
  • formation d'un nouveau réseau professionnel
  • création d'une communauté autour d'un thème spécifique
  • renforcement du lien social


Le contenu


Le livre définit les moyens mis en oeuvre en faveur de la fiabilité des processus de production. Il contextualise la recherche reproductible, ces enjeux, quels en sont les causes et les risques entrevus (perte de données, obsolescence des logiciels), comment les éviter (standardisation de la collecte d'information, protocoles à mettre en place, systèmes de workflows scientifiques, conseil de choix de format de fichier ouvert, etc.), comment gérer la traçabilité des activités et vérifier la solidité des résultats. L'analyse est pragmatique et s'appuie sur des personas en fonction des différents domaines de recherche.

Le chapitre 5.2 s'applique à la gestion des données. Il traite de la traçabilité des données bibliographiques par exemple.

Pour celles et ceux qui s'intéressent à la programmation (langages Python ou R) le livre présente de nombreux liens vers des tutoriels, des moods, des ateliers en ligne ou d'autres lectures au chapitre 13.

Pour approfondir les sujets étudiés (open science, reproductibilité de la recherche, book sprint), la bibliographie est composée d'une multitude de liens renvoyant vers des documents de références (guides, conférences, livres, plateformes e-learning, articles).


Rapport à la science ouverte


Le book sprint poursuit la dynamique du plan national de la science ouverte qui encourage à "aller aussi vite que possible" [7]. Cette méthodologie de coédition rapide peut éventuellement s'envisager comme un levier pour alimenter l'ambition. Elle implique l'utilisation de méthodes organisationnelles spécifiques pour lesquelles apparaissent certaines similitudes avec la méthode Agile [8].

Par conséquent, ce book sprint participe à la pérennisation des idées et des processus de création à travers une mémoire collective ("capital immatériel"). Dès lors, ce projet de l'université de Bordeaux s'inscrit à la fois dans un processus de courte durée mais aussi dans une réflexion et un partage perpétuels sur une thématique universelle, le livre demeurant "ouvert" sur la plateforme des archives HAL [3] pour une diffusion auprès du plus grand nombre.


Sources :
[1] Université de Bordeaux. (2019, 30 août)). Trophée "Talents U" 2019 : catégorie recherche & innovation. Consulté le 11 novembre 2019 sur https://www.u-bordeaux.fr/Actualites/De-l-universite/Trophees-Talents-U-2019-categorie-recherche-et-innovation#title-book-sprint-sur-la-recherche-reproductible

[2] Ministère de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l'Innovation. (2018). Plan National pour la Science ouverte. Consulté le 11 novembre 2019 sur https://www.ouvrirlascience.fr/plan-national-pour-la-science-ouverte/

[3] Desquilbet, L., Granger, S., Hejblum, B., Legrand, A., Pernot, P. et Rougier, N.P. Vers une recherche reproductible : faire évoluer ses pratiques. Bordeaux : Urfist de Bordeaux, 2019, ISBN : 979-10-97595-05-0. Consulté le 11 novembre 2019 sur https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02144142 et sur : https://rr-france.github.io/bookrr/

[4] INIST-CNRS (s.d.). Le comité pour la science ouverte. Consulté le 11 novembre 2019 sur https://www.ouvrirlascience.fr/presentation-du-comite/

[5] De Castro Guerra, E., Gémy, C. & Dufour, N. (s.d.). FAQ Floss Manuals Francophone. Consulté le 11 novembre 2019 sur https://fr.flossmanuals.net/faq-floss-manuals-francophone/quest-ce-que-floss-manuals-francophone/

[6] Granger, S. (2019, 10 juin). UrfistInfo, Réseau des Urfist. Consulté le 11 novembre 2019 sur https://urfistinfo.hypotheses.org/3280

[7] Comité de la science ouverte (s.d.). La science ouverte en bref. Consulté le 11 novembre 2019 sur https://www.ouvrirlascience.fr/category/science_ouverte/

[8] Beck, K. et al. (2001). Manifeste pour le développement Agile de logiciels. Consulté le 11 novembre 2019 sur https://agilemanifesto.org/iso/fr/manifesto.htm

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