Review of operational mechanisms for blockchain-based decentralized science systems

doi:10.11772/j.issn.1001-9081.2024121847

Abstract

Abstract:

With the rapid development and widespread application of emerging technologies such as blockchain， the Decentralized Science （DeSci） movement has emerged， aiming to improve the traditional centralized scientific system and build an open and inclusive autonomous scientific ecosystem. To address challenges in the centralized scientific system， including issues in information flow， resource allocation， and evaluation mechanisms， the operational mechanisms of blockchain-based DeSci system were reviewed. Firstly， the concept of DeSci and its current applications were introduced. Secondly， through a literature review of DeSci， the operational mechanisms of scientific systems were classified into four aspects — asset management， token economics， organizational governance， and trust construction — from both economic and social perspectives. The current state of the scientific system and the advantages of blockchain technology in addressing existing limitations were summarized according to these categories. Next， the operational mechanisms of decentralized scientific systems based on blockchain and related technologies were analyzed in detail. Finally， the future decentralized scientific ecosystem was explored from the perspective of the entire scientific research process， with challenges and future opportunities faced by decentralized scientific system practices discussed. The review suggests that blockchain-based DeSci systems have the potential to enhance the existing scientific framework， and their operational mechanisms can provide both theoretical foundation and practical directions for developing an autonomous scientific ecosystem.

Key words: blockchain, Decentralized Science (DeSci), Decentralized Autonomous Organization (DAO), scientific ecosystem, scientific research organization

摘要：

随着区块链等新兴技术的快速发展和广泛应用，去中心化科学（DeSci）运动兴起，旨在改善传统集中式科学系统，进而构建开放包容的科学自治生态。针对集中式科学系统在信息流通、资源分配和评价机制等方面存在的问题，综述了基于区块链的DeSci系统运行机制。首先，介绍了DeSci的概念及其应用现状；其次，对DeSci进行文献调研，从经济和社会2个维度出发，将科学系统运行机制划分为资产管理、通证经济、组织治理和信任建构4个方面，并按照分类总结科学系统的现状和区块链技术改善科学系统的优势；再次，分类综述了基于区块链及相关技术的DeSci系统的运行机制；最后，从科研全流程的角度展望DeSci生态，并总结了DeSci系统实践面临的挑战和未来发展机遇。综述表明，基于区块链的DeSci系统有潜力改善现有科学体系，它的运行机制能够为构建科学自治生态提供理论依据和实践方向。

关键词: 区块链, 去中心化科学, 去中心化自治组织, 科学生态, 科研管理

CLC Number:

TP311.13

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Figures/Tables 8

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项目名称	项目类型	项目特色
Bloxberg	基础设施	由研究人员和研究组织的联盟建立，在全球范围内提供去中心化的科学服务
LabDAO	科研工具	针对计算生命科学领域建立的一个全球实验室网络，提供资金获取、合作者寻找等服务
Data Lake	科研数据	基于区块链的全球医疗数据捐赠系统，获取捐赠者医疗数据访问权，以支持医学研究和人工智能
GenomesDAO	科研数据	提供个人脱氧核糖核酸（DeoxyriboNucleic Acid， DNA）保险库安全存储基因组数据，并专注于基因组数据的安全、私密和可审计的货币化
OriginTrail	科研数据	一个去中心化的知识图谱网络项目，旨在通过区块链技术实现数据的分布式存储和共享，确保科研数据的可信度和透明度
ScienceFund	科研投资	使用专为跟踪科学影响而设计的科学资助代币，侧重于快速发表，并确保最新研究结果和积极资助目标之间的紧密反馈循环
Molecule	科研投资	连接患者、生物技术公司或投资者与科学家，为早期生命科学项目提供资金资助、合作研发和IP产权交易
VitaDAO	科研投资	以知识产权非同质化代币（Intellectual Property Non-Fungible Token， IP-NFT）的形式集体资助和数字化研究，支持和资助长寿科学领域的新疗法和研究
BIO Protocol	科研投资	将资金决策、知识产权所有权和治理纳入链上，支持和孵化专门的BioDAO，是一个去中心化的、科学资助代币管理平台
Decentralized Science	学术出版	提供开放同行评审的公共存储库和审稿人声誉网络，奖励良好和快速的同行评审
ResearchHub	学术出版	支持科学研究公开发表和讨论，旨在打破传统科学资助和出版的激励低下的局面

项目名称	项目类型	项目特色
Bloxberg	基础设施	由研究人员和研究组织的联盟建立，在全球范围内提供去中心化的科学服务
LabDAO	科研工具	针对计算生命科学领域建立的一个全球实验室网络，提供资金获取、合作者寻找等服务
Data Lake	科研数据	基于区块链的全球医疗数据捐赠系统，获取捐赠者医疗数据访问权，以支持医学研究和人工智能
GenomesDAO	科研数据	提供个人脱氧核糖核酸（DeoxyriboNucleic Acid， DNA）保险库安全存储基因组数据，并专注于基因组数据的安全、私密和可审计的货币化
OriginTrail	科研数据	一个去中心化的知识图谱网络项目，旨在通过区块链技术实现数据的分布式存储和共享，确保科研数据的可信度和透明度
ScienceFund	科研投资	使用专为跟踪科学影响而设计的科学资助代币，侧重于快速发表，并确保最新研究结果和积极资助目标之间的紧密反馈循环
Molecule	科研投资	连接患者、生物技术公司或投资者与科学家，为早期生命科学项目提供资金资助、合作研发和IP产权交易
VitaDAO	科研投资	以知识产权非同质化代币（Intellectual Property Non-Fungible Token， IP-NFT）的形式集体资助和数字化研究，支持和资助长寿科学领域的新疗法和研究
BIO Protocol	科研投资	将资金决策、知识产权所有权和治理纳入链上，支持和孵化专门的BioDAO，是一个去中心化的、科学资助代币管理平台
Decentralized Science	学术出版	提供开放同行评审的公共存储库和审稿人声誉网络，奖励良好和快速的同行评审
ResearchHub	学术出版	支持科学研究公开发表和讨论，旨在打破传统科学资助和出版的激励低下的局面

研究机制	分类	研究内容	解释	论文数
研究机制	分类	研究内容	解释	英文	中文	总数
经济机制	学术资产管理	科研成果链上确权机制	包括学者身份验证、科研成果上链铸造流程、科研成果权益归属和科研成果保护维权方法的研究	12	24	36
		链上科研成果价值评估机制	包括成果定价、产权价值创造与增值相关研究	3	8	11
		链上知识产权交易机制	包括链上知识产权验证方法、知识产权流转方法、科技投资、产权金融化等相关研究	8	4	12
	学术通证经济	经济激励设置方案	针对科研社区中的各类行为设置公平合理的链上经济激励方案，以正向激励科研活动	3	5	8
	学术通证经济	链上收益的价值流动机制	科研社区成员所获价值在社区中的转移和交换过程、多种流动途径研究	6	7	13
社会机制	学术组织治理	去中心化学术组织结构	研究去中心化学术组织如何优化内部等级制度、治理结构、社交网络和身份角色以提升团队效能和组织创新	9	9	18
	学术组织治理	去中心化学术组织协作机制	研究如何在去中心化协作环境中运用群体智慧，实现更高效的协作管理和更高的科研团队绩效	15	8	23
	学术信任建构	基于区块链技术的社区信任建立	通过区块链技术及其他相关技术支持社区建设，通过人对机器的信任建构人对社区的信任	17	16	34
	学术信任建构	基于链上声誉的人际信任建立	研究如何建设去中心化声誉系统，管理声誉评价和反馈，准确地建立成员科研声誉认知，形成社区中的人际信任	8	8	16

研究机制	分类	研究内容	解释	论文数
研究机制	分类	研究内容	解释	英文	中文	总数
经济机制	学术资产管理	科研成果链上确权机制	包括学者身份验证、科研成果上链铸造流程、科研成果权益归属和科研成果保护维权方法的研究	12	24	36
		链上科研成果价值评估机制	包括成果定价、产权价值创造与增值相关研究	3	8	11
		链上知识产权交易机制	包括链上知识产权验证方法、知识产权流转方法、科技投资、产权金融化等相关研究	8	4	12
	学术通证经济	经济激励设置方案	针对科研社区中的各类行为设置公平合理的链上经济激励方案，以正向激励科研活动	3	5	8
	学术通证经济	链上收益的价值流动机制	科研社区成员所获价值在社区中的转移和交换过程、多种流动途径研究	6	7	13
社会机制	学术组织治理	去中心化学术组织结构	研究去中心化学术组织如何优化内部等级制度、治理结构、社交网络和身份角色以提升团队效能和组织创新	9	9	18
	学术组织治理	去中心化学术组织协作机制	研究如何在去中心化协作环境中运用群体智慧，实现更高效的协作管理和更高的科研团队绩效	15	8	23
	学术信任建构	基于区块链技术的社区信任建立	通过区块链技术及其他相关技术支持社区建设，通过人对机器的信任建构人对社区的信任	17	16	34
	学术信任建构	基于链上声誉的人际信任建立	研究如何建设去中心化声誉系统，管理声誉评价和反馈，准确地建立成员科研声誉认知，形成社区中的人际信任	8	8	16