07:13
TED2009

JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere

ジョアン・クチェラ‐モーリン:アロスフィアの旅

Filmed:

ジョアン・クチェラ‐モーリンが、科学的なデータを見て、解釈するための全く新しい方法を紹介します。フルカラーとサラウンドサウンドを使用した、巨大な金属球内部にある「アロスフィア」です。脳内に飛び込み、電子スピンを感じ、分子の音楽に耳を傾けてみてください…

- Composer
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara. Full bio

The AlloSphere: it's a three-story metal sphere
アロスフィア それは残響除去室にある
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in an echo-free chamber.
3階分の高さの金属球です
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Think of the AlloSphere as a large,
アロスフィアを 大きな
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dynamically varying digital microscope
スーパーコンピュータに繋いだ
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that's connected to a supercomputer.
動的可変デジタル顕微鏡と考えてください
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20 researchers can stand on a bridge
20人の研究者が球の中に吊るした
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suspended inside of the sphere, and be
橋の上に立ち 自らのデータ内に
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completely immersed in their data.
すっぽりと入ることができるのです
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Imagine if a team of physicists
物理学者の一団が原子の中に立ち
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could stand inside of an atom
電子が回転するのを見たり聞いたり
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and watch and hear electrons spin.
している姿を想像してみて下さい
00:42
Imagine if a group of sculptors
彫刻家の一団が原子格子の
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could be inside of a lattice of atoms
中に入り彼らの材料で
00:48
and sculpt with their material.
彫刻している姿を想像してみて下さい
00:51
Imagine if a team of surgeons could fly
外科医のチームが脳内の世界に入り
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into the brain, as though it was a world,
組織を景色として感じ
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and see tissues as landscapes,
血液密度レベルを音楽として
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and hear blood density levels as music.
聞く姿を想像してみて下さい
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This is some of the research that you're going to see
こういったものが 今からご覧いただく
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that we're undertaking at the AlloSphere.
アロスフィアで取り組んでいる研究の一部です
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But first a little bit about this group
しかしまず これに関わるアーティスト
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of artists, scientists, and engineers
科学者とエンジニアのチームについて
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that are working together.
少しお話します
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I'm a composer, orchestrally-trained,
私は オーケストラの作曲家であり
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and the inventor of the AlloSphere.
アロスフィアの発明者です
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With my visual artist colleagues, we map
チームのビジュアルアーティスト達と共に
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complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
時間と空間に展開する複雑で数学的なアルゴリズムを
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visually and sonically.
視覚的・音響的にマッピングします
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Our scientist colleagues are finding new patterns
チームの科学者達は 情報における新しい
01:24
in the information.
パターンを見つけています
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And our engineering colleagues are making
エンジニア達は この種のデータ探査でいえば
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one of the largest dynamically varying computers in the world
世界最大級の動的可変コンピュータを
01:30
for this kind of data exploration.
製作しています
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I'm going to fly you into five research projects
それでは これからアロスフィアの5つの
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in the AlloSphere that are going to take you from
研究プロジェクトをご紹介しましょう
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biological macroscopic data
マクロな生物学的データから
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all the way down to electron spin.
電子スピンまで
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This first project is called the AlloBrain.
まず最初はアロブレインです
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And it's our attempt to quantify beauty
美しいものを見ながら
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by finding which regions of the brain
脳のどの部位が相互作用しているか発見し
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are interactive while witnessing something beautiful.
美しさを数値化するのが目的です
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You're flying through the cortex of my colleague's brain.
ご覧になっているのは私の同僚の脳の大脳皮質です
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Our narrative here is real fMRI data
これらの動きは 視覚的・音響的に
02:00
that's mapped visually and sonically.
マッピングされた実際のFMRIデータです
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The brain now a world that we can fly through and interact with.
脳内を飛び回ったり 作用できる世界になっています
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You see 12 intelligent computer agents,
脳内で一緒に飛んでいる 12の小さな
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the little rectangles that are flying in the brain with you.
長方形のコンピュータエージェントが見えますか
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They're mining blood density levels.
あれは血液密度レベルを調べているんです
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And they're reporting them back to you sonically.
そして 音響的に報告してくれます
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Higher density levels mean
密度レベルが高いということは
02:20
more activity in that point of the brain.
脳のその部位はより活発に活動していることを指します
02:22
They're actually singing these densities to you
実際に 密度が高いところでは高いピッチで
02:24
with higher pitches mapped to higher densities.
エージェントが歌って教えてくれるのです
02:27
We're now going to move from real biological data
次に 本物の生物学的データから移動し
02:30
to biogenerative algorithms that create artificial nature
アート的かつ科学的な展示を用い 人工の自然をつくる
02:33
in our next artistic and scientific installation.
生物発生アルゴリズムをご紹介します
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In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
アート的かつ科学的な展示の中で 微生物発生のアルゴリズムが
02:41
are helping us to understand
自己生成と成長を行う
02:45
self-generation and growth:
仕組みを教えてくれます
02:47
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
これはナノスケール科学のシミュレーションにとても重要です
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For artists, we're making new worlds
アーティストとして 発見・探求ができる
02:53
that we can uncover and explore.
新世界を創造しているのです
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These generative algorithms grow over time,
この発生アルゴリズムは 昆虫の一群のように
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and they interact and communicate as a swarm of insects.
時間を経て成長し 作用しあい 情報交換します
03:00
Our researchers are interacting with this data
研究者達は この生物の成長を促進させる
03:03
by injecting bacterial code,
コンピュータープログラムである
03:05
which are computer programs,
バクテリアのコードを実行し
03:07
that allow these creatures to grow over time.
データに作用しています
03:09
We're going to move now from the biological
では今度は生物学的
03:13
and the macroscopic world,
マクロな世界から
03:15
down into the atomic world,
原子格子に飛び込み
03:17
as we fly into a lattice of atoms.
原子世界へ移動しましょう
03:19
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
これはSSLECで働く私の仲間の
03:22
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
実際の原子間力顕微鏡データです
03:25
They've discovered a new bond,
彼らは 新しい原子結合をもった
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a new material for transparent solar cells.
透明な太陽電池用の新素材を発見しました
03:30
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
現在酸素 水素 亜鉛からなる2,000個の
03:33
oxygen, hydrogen and zinc.
原子格子の中を飛んでいます
03:36
You view the bond in the triangle.
三角形の原子結合が見えますね
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It's four blue zinc atoms
青い亜鉛原子4個と
03:41
bonding with one white hydrogen atom.
白い水素原子1個が結合しています
03:43
You see the electron flow with the streamlines
アーティストが科学者向けに作った流線に
03:46
we as artists have generated for the scientists.
沿って電子が流れているのが見えますか
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This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
これで どんな原子格子の中でも結合節を発見できます
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We think it makes a beautiful structural art.
美しい構造芸術だと思いませんか
03:54
The sound that you're hearing are the actual
今お聞きいただいているのは 実際の
03:57
emission spectrums of these atoms.
原子発光スペクトルの音です
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We've mapped them into the audio domain,
これを音声領域にマッピングしました
04:01
so they're singing to you.
このため人に向けて歌ってくれるのです
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Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
酸素 水素 亜鉛には それぞれの音があります
04:05
We're going to actually move even further down
さあここからもう一段階小さくなります
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as we go from this lattice of atoms
今からこの原子格子を出て
04:11
to one single hydrogen atom.
水素原子に進みましょう
04:14
We're working with our physicist colleagues
3次元時間依存シュレディンガー方程式の
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that have given us the mathematical calculations
数式計算を行ってくれた
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of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
物理学者の仲間達と仕事をしています
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What you're seeing here right now is a superposition of an electron
今ご覧になっているのは 水素原子下部にある
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in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
3本の電子軌道上の電子の重なりです
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You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
実際に線に沿って電子の流れが見えますし 聞こえますよね
04:32
The white dots are the probability wave
白い点は 時間的・空間的に
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that will show you where the electron is
この3つの軌道のどこに電子が
04:38
in any given point of time and space
存在するかを示す
04:40
in this particular three-orbital configuration.
確率波になります
04:42
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
それでは 次は2つの軌道配置へ移動しましょう
04:46
and you're going to notice a pulsing.
まもなくパルス音が聞こえます
04:50
And you're going to hear an undulation between the sound.
そして 音の間にうねりが聞こえてきます
04:52
This is actually a light emitter.
これは 実は発光体なのです
04:55
As the sound starts to pulse and contract,
音が脈うち収縮し始めますが
04:57
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
物理学者はこれにより光子がいつ放射されるか分かるのです
05:00
They're starting to find new mathematical structures
この計算により 新しい数学的構造が
05:03
in these calculations.
発見されようとしています
05:07
And they're understanding more about quantum mathematics.
量子数学についての理解も深まっています
05:09
We're going to move even further down,
さて さらに一段階下の階層に行きましょう
05:12
and go to one single electron spin.
単一の電子スピンの世界に移動します
05:15
This will be the final project that I show you.
これが今日ご覧いただく最後のプロジェクトです
05:19
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
量子計算スピントロニクスセンターに勤める仲間は
05:22
and Spintronics are actually measuring with their lasers
電子スピン一回におけるレーザーの
05:24
decoherence in a single electron spin.
デコヒーレンスを測定します
05:28
We've taken this information and we've
その情報をもとに
05:31
made a mathematical model out of it.
数学的モデルを作りました
05:33
You're actually seeing and hearing
今実際に量子情報の流れが見え
05:35
quantum information flow.
聞こえてますね
05:37
This is very important for the next step in simulating
これは量子コンピュータとITをシミュレートする
05:39
quantum computers and information technology.
次のステップとして 非常に重要なものです
05:42
So these brief examples that I've shown you
さて 以上ご覧になった簡単な例が
05:45
give you an idea of the kind of work that we're doing
カリフォルニア大学サンタバーバラ校で
05:49
at the University of California, Santa Barbara,
我々が取り組んでいる仕事の一部です
05:52
to bring together, arts, science
アート 科学 工学を統合し
05:54
and engineering
数学・科学・アートの
05:57
into a new age of math, science and art.
新時代を生み出したいと考えています
06:00
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
ぜひ皆さん 実際のアロスフィアを見に来てください
06:03
Inspire us to think of new ways that we can use
そしてサンタバーバラ製の このユニークな装置を
06:06
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
もっと活用できるようインスパイアしてください
06:10
Thank you very much.
どうもありがとう
06:14
(Applause)
(拍手)
06:16
Translated by Junko Fundeis
Reviewed by Yuki Okada

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About the Speaker:

JoAnn Kuchera-Morin - Composer
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara.

Why you should listen

Composer JoAnn Kuchera-Morin works on  the Allosphere, one of the largest scientific and artistic instruments in the world. Based at UCSB, the Allosphere and its 3D immersive theater maps complex data in time and space. Kuchera-Morin founded the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) and has been the director since its birth in 1986. In 2000 she began work on a Digital Media Center within the California NanoSystems Institute at Santa Barbara. Her fascinations include gestural interfaces for performance and the expression of complex data in nontraditional forms.

Hew own music explores the boundaries of electric/acoustic instrumentation, welcoming digital players into the ensemble in works such as Concerto For Clarinet and Clarinets, a composition for solo clarinet and computer-generated tape.

More profile about the speaker
JoAnn Kuchera-Morin | Speaker | TED.com