TED2009
JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere
Джоанн Кучера-Морин ведет тур по АллоСфере
Filmed:
Readability: 5.6
728,865 views
Джоанн Кучера-Морин демонстрирует АллоСферу, новейший способ новому видеть, и интерпретировать научные данные в полной цветовой гамме и с объемным озвучиванием внутри массивной металлической сферы. Вы погрузитесь внутрь мозга, почувствуете вращение электронов, услышите музыку элементов …
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. Full bio
Composer JoAnn Kuchera-Morin is the director of the Center for Research in Electronic Art Technology (CREATE) at UC Santa Barbara. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:18
The AlloSphere: it's a three-story metal sphere
0
0
3000
АллоСфера (AlloSphere)– это трёхэтажная металлическая сфера
00:21
in an echo-free chamber.
1
3000
2000
внутри звукопоглощающей камеры.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
5000
2000
АллоСферу можно считать большим,
00:25
dynamically varying digital microscope
3
7000
3000
динамически изменяющимся цифровым микроскопом,
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
10000
2000
подключенным к суперкомпьютеру.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
12000
3000
20 исследователей могут стоять на подвешенном
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
15000
2000
внутри сферы мостике и целиком погрузиться
00:35
completely immersed in their data.
7
17000
2000
в свои научные данные.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
19000
2000
Представьте себе, как если бы группа физиков,
00:39
could stand inside of an atom
9
21000
3000
стояла внутри атома,
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
24000
2000
наблюдая и прослушивая вращение электронов.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
26000
4000
Представьте себе, как если бы группа скульпторов,
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
30000
3000
могла попасть в решетку атомов
00:51
and sculpt with their material.
13
33000
2000
и ваять, используя свой материал.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
35000
2000
Представьте себе, как если бы группа нейрохирургов могла
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
37000
3000
влетать в мир мозга
00:58
and see tissues as landscapes,
16
40000
2000
где ткани образуют пейзажи,
01:00
and hear blood density levels as music.
17
42000
3000
а плотность крови образует музыку.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
45000
2000
То, что вы увидите – это часть исследований,
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
47000
2000
что мы проводим в АллоСфере.
01:07
But first a little bit about this group
20
49000
2000
Но сначала пару слов о нашей группе
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
51000
2000
художников, ученых и инженеров,
01:11
that are working together.
22
53000
2000
работающих совместно.
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
55000
2000
Я – композитор, с курсом игры в оркестре,
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
57000
2000
и я – создатель АллоСферы.
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
59000
2000
Наши коллеги-художники визуализации помогают отразить
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
61000
3000
сложные математические алгоритмы, разворачивающиеся во времени и в пространстве,
01:22
visually and sonically.
27
64000
2000
в визуальной и акустической форме.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
66000
2000
Наши коллеги-ученые открывают новые конфигурации
01:26
in the information.
29
68000
2000
в информационных данных.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
70000
2000
А наши коллеги-инженеры создают один из самых больших
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
72000
4000
динамически изменяющихся компьютеров в мире
01:34
for this kind of data exploration.
32
76000
2000
для такого типа исследований данных.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
78000
3000
Мы с вами увидим в полете пять исследовательских проектов,
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
которые пронесут нас от
01:41
biological macroscopic data
35
83000
2000
макроскопического уровня биологических данных
01:43
all the way down to electron spin.
36
85000
3000
до мельчайшего уровня вращения электрона.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
88000
3000
Первый проект называется АллоМозг (AlloBrain).
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
91000
2000
В нем мы попытались оцифровать красоту.
01:51
by finding which regions of the brain
39
93000
2000
Идея - найти регионы мозга,
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
95000
4000
активно взаимодействующие при созерцании красоты.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
99000
3000
Мы летим сквозь кору мозга моего коллеги.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
102000
3000
Всё основано на реальных данных fMRI (функционального магнитно-резонансного исследования),
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
105000
2000
отраженных в визуальной и акустической форме.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
107000
4000
Мозг – это целый мир, в котором можно летать и взаимодействовать.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
111000
3000
Перед вами предстают 12 «разумных» микропроцессоров,
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
114000
3000
эти летающие прямоугольнички.
02:15
They're mining blood density levels.
47
117000
2000
Они замеряют уровень густоты крови в мозге
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
119000
3000
и акустически реагируют на результат замера.
02:20
Higher density levels mean
49
122000
2000
Более высокий уровень означает
02:22
more activity in that point of the brain.
50
124000
2000
больше активности в данной точке мозга.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
126000
3000
В сущности, густота отражается в виде песни так,
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
129000
3000
что более густые точки дают более высокие тона.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
132000
3000
Перейдем от реальных биологических данных
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
135000
4000
к алгоритмам биогенерации, создающим имитацию природы
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
139000
4000
в рамках нашего следующего проекта.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
143000
4000
В этой научно-художественной интерпретации, алгоритмы биогенерации
02:45
are helping us to understand
57
147000
2000
помогают понять
02:47
self-generation and growth:
58
149000
2000
саморазвитие, порождение и рост.
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
151000
4000
Это очень важно для симулирования нанометровых масштабов.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
155000
2000
Для художников создаются новые миры,
02:55
that we can uncover and explore.
61
157000
2000
готовые для открытий и исследований.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
159000
3000
По мере роста, эти алгоритмы генерации
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
162000
3000
вступают во взаимодействие и общение, как если бы это был рой из насекомых.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
165000
2000
Наши исследователи воздействуют на эти данные
03:05
by injecting bacterial code,
65
167000
2000
путем внесения кода бактерии –
03:07
which are computer programs,
66
169000
2000
коды записаны в виде компьютерных программ –
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
171000
4000
что стимулирует со временем рост этих созданий.
03:13
We're going to move now from the biological
68
175000
2000
А сейчас перейдем от биологического
03:15
and the macroscopic world,
69
177000
2000
макромира
03:17
down into the atomic world,
70
179000
2000
на уровень ниже, в атомный мир,
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
181000
3000
и осуществим полет внутрь решетки из атомов.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
184000
3000
Это – данные из реального АСМ, атомно-силового микроскопа,
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
187000
3000
предоставленные коллегами из Центра освещения и энергии твердого тела.
03:28
They've discovered a new bond,
74
190000
2000
Они открыли новую связь,
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
192000
3000
новый материал, для прозрачных солнечных ячеек.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
195000
3000
Мы летим сквозь решетку из 2000 атомов:
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
198000
2000
кислорода, водорода, цинка.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
200000
3000
Открытая ими связь видна в треугольнике.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
203000
2000
Вот – четыре синих атома цинка,
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
205000
3000
связанных с одним белым атомом водорода.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
208000
2000
Вы видите электронный поток вместе с линиями обтекания,
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
210000
3000
которые мы, как художники, создали для ученых.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
213000
3000
Это позволяет им открывать связывающие узлы в любой решетке атомов.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
216000
3000
По нашему мнению, тут – красивое произведение структурного искусства.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
219000
2000
Слышные вам звуки – это отражение реальных
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
221000
2000
спектров эмиссии этих атомов,
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
223000
2000
представленных нами в акустической форме.
04:03
so they're singing to you.
88
225000
2000
Они поют для вас.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
227000
3000
Кислород, водород и цинк имеют каждый свой собственный почерк.
04:08
We're going to actually move even further down
90
230000
3000
Сейчас двинемся еще уровнем ниже,
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
233000
3000
перейдя от решетки атомов,
04:14
to one single hydrogen atom.
92
236000
3000
к одному-единственному атому водорода.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
239000
2000
Наши коллеги физики
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
241000
3000
предоставили нам математические вычисления
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
244000
4000
n-мерного уравнения Шредингера во времени.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
248000
3000
Вы сейчас видите суперпозицию электрона
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
251000
3000
в нижних трех орбитах атома водорода.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
254000
4000
Электронный поток фактически слышен и виден в линиях.
04:36
The white dots are the probability wave
99
258000
2000
Белые точки означают вероятностную кривую,
04:38
that will show you where the electron is
100
260000
2000
показывая где электрон находится
04:40
in any given point of time and space
101
262000
2000
в данной точке времени и пространства
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
264000
4000
в этой конкретной 3-орбитальной конфигурации.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
268000
4000
Сейчас перейдем к конфигурации из двух орбит.
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
272000
2000
И вы заметите пульсацию.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
274000
3000
А также услышите волнообразность между звуками.
04:55
This is actually a light emitter.
106
277000
2000
Это фактически источник света.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
279000
3000
Когда звук начинает пульсировать и сжиматься,
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
282000
3000
физики могут определить, когда будет эмитирован фотон.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
285000
4000
Новые математические структуры обнаруживаются
05:07
in these calculations.
110
289000
2000
посредством этих вычислений.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
291000
3000
Все лучше постигается квантовая математика.
05:12
We're going to move even further down,
112
294000
3000
Перейдем еще глубже,
05:15
and go to one single electron spin.
113
297000
4000
к вращению единственного электрона.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
301000
3000
Это будет последний проект, который я вам покажу.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
304000
2000
Наши коллеги из Центра квантовых вычислений
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
306000
4000
и спинтроники, фактически измеряют своими лазерами
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
310000
3000
декогерентность в спине единичного электрона.
05:31
We've taken this information and we've
118
313000
2000
На основе массива представленных ими данных
05:33
made a mathematical model out of it.
119
315000
2000
мы создали математическую модель,
05:35
You're actually seeing and hearing
120
317000
2000
посредством которой можно видеть и слышать
05:37
quantum information flow.
121
319000
2000
поток квантовой информации.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
321000
3000
Это очень важно для следующего шага в симуляции
05:42
quantum computers and information technology.
123
324000
3000
квантовых компьютеров и информационной технологии.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
327000
4000
Показанные здесь краткие примеры
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
331000
3000
дают представление о работе, которой мы занимаемся
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
334000
2000
в Калифорнийском университете Санта-Барбара.
05:54
to bring together, arts, science
127
336000
3000
Совместные усилия со стороны искусств, науки,
05:57
and engineering
128
339000
3000
и инженерии
06:00
into a new age of math, science and art.
129
342000
3000
имеют целью положить начало новой эре математики, науки и искусства.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
345000
3000
Надеемся, что вы сможете посетить АллоСферу.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
348000
4000
Дайте нам вдохновение думать о новых способах применения
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
352000
4000
этого уникального инструмента, который мы создали в Санта-Барбара.
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
Большое вам всем спасибо.
06:16
(Applause)
134
358000
6000
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
JoAnn Kuchera-Morin - ComposerComposer 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.
JoAnn Kuchera-Morin | Speaker | TED.com