TED2009
JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere
Đi dạo AlloSphere cùng JoAnn Kuchera-Morin
Filmed:
Readability: 5.6
728,865 views
JoAnn Kuchera-Morin trình diễn AlloSphere, một cách thức quan sát và phiên giải dữ liệu khoa học mới, đầy đủ màu sắc và âm thanh nổi bên trong một quả cầu kim loại lớn. Chìm đắm trong bộ não, cảm nhận cộng hưởng từ, nghe tiếng nhạc của các nguyên tử ...
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
AlloSphere là một quả cầu kim loại 3 tầng
00:21
in an echo-free chamber.
1
3000
2000
trong một căn phòng không có tiếng vọng.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
5000
2000
Hãy tưởng tượng AlloSphere là một chiếc kính hiển vi
00:25
dynamically varying digital microscope
3
7000
3000
điện tử động cỡ lớn
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
10000
2000
mà được nối với một siêu máy tính.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
12000
3000
20 nhà nghiên cứu có thể đứng trên cây cầu
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
15000
2000
treo lơ lửng bên trong khối cầu, và
00:35
completely immersed in their data.
7
17000
2000
hoàn toàn chìm đắm trong dữ liệu của họ.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
19000
2000
Hãy tưởng tượng nếu một nhóm các nhà vật lí
00:39
could stand inside of an atom
9
21000
3000
có thể đứng bên trong một nguyên tử
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
24000
2000
quan sát và nghe động lượng điện từ.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
26000
4000
Hãy tưởng tượng một nhóm nhà điêu khắc
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
30000
3000
có thể ở bên trong một hàng rào các nguyên tử
00:51
and sculpt with their material.
13
33000
2000
và chạm khắc vào vật liệu của họ.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
35000
2000
Tưởng tượng một nhóm bác sĩ phẫu thuật có thể bay
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
37000
3000
bên trong não như thể nó là một thế giới,
00:58
and see tissues as landscapes,
16
40000
2000
và quan sát các mô như xem phong cảnh,
01:00
and hear blood density levels as music.
17
42000
3000
và nghe mật độ của máu giống như nghe nhạc.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
45000
2000
Đây là một vài nghiên cứu bạn sẽ thấy
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
47000
2000
mà chúng tôi đang tiến hành tại AlloSphere.
01:07
But first a little bit about this group
20
49000
2000
Nhưng trước tiên, tôi muốn nói một chút về nhóm
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
51000
2000
các nghệ sĩ, nhà khoa học, và kĩ sư
01:11
that are working together.
22
53000
2000
đang làm việc cùng nhau.
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
55000
2000
Tôi là nhà soạn nhạc được đào tạo về dàn nhạc
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
57000
2000
và người chế tạo ra AlloSphere.
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
59000
2000
Cùng với các cộng sự là nghệ sĩ đồ họa, chúng tôi vạch ra
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
61000
3000
các thuật toán phức tạp có thể biểu diễn thời gian và không gian,
01:22
visually and sonically.
27
64000
2000
theo hình ảnh và âm thanh.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
66000
2000
Các nhà khoa học cộng sự đang tìm kiếm các khuôn thức mới
01:26
in the information.
29
68000
2000
trong thông tin đó.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
70000
2000
Và các kĩ sư cộng sự đang chế tạo
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
72000
4000
một trong những máy tính thay đổi động trên thế giới
01:34
for this kind of data exploration.
32
76000
2000
cho việc khám phá dữ liệu này.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
78000
3000
Tôi sẽ đưa các bạn bay vào 5 dự án nghiên cứu
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
ở AlloSphere mà sẽ đưa các bạn
01:41
biological macroscopic data
35
83000
2000
từ dữ liệu sinh học khổng lồ
01:43
all the way down to electron spin.
36
85000
3000
đến động lượng điện từ.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
88000
3000
Dự án đầu tiên có tên là AlloBrain.
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
91000
2000
Đó là nỗ lực của chúng tôi để định lượng cái đẹp
01:51
by finding which regions of the brain
39
93000
2000
qua việc xác định các vùng nào trong não
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
95000
4000
tương tác khi nhìn thấy thứ gì đó đẹp.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
99000
3000
Bạn đang bay qua vỏ não đồng nghiệp của tôi.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
102000
3000
Câu chuyện ở đây là dữ liệu thực FMRI
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
105000
2000
được ánh xạ cả đồ họa và âm thanh.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
107000
4000
Lúc này bộ não như là một thế giới mà bạn có thể bay qua và tương tác với nó.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
111000
3000
Bạn thấy 12 tác nhân máy tính thông minh
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
114000
3000
là các hình chữ nhật đang bay trong não với bạn.
02:15
They're mining blood density levels.
47
117000
2000
Chúng đang khai thác mức độ đậm đặc của máu.
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
119000
3000
Chúng thông báo lại cho bạn bằng âm thanh.
02:20
Higher density levels mean
49
122000
2000
Mức độ đậm đặc cao hơn có nghĩa là
02:22
more activity in that point of the brain.
50
124000
2000
điểm đó có nhiều hoạt động hơn.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
126000
3000
Chúng đang hát lên những điểm đậm đặc này đấy
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
129000
3000
với cao độ càng cao nghĩa là càng đậm đặc.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
132000
3000
Chúng ta sẽ chuyển từ dữ liệu sinh học thực
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
135000
4000
sang các thuật toán sinh học tạo sinh đã tạo ra tự nhiên giả thực
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
139000
4000
trong sự kết hợp nghệ thuật và khoa học tiếp theo của chúng tôi.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
143000
4000
Trong kết hợp nghệ thuật và khoa học này, các thuật toán sinh học tạo sinh
02:45
are helping us to understand
57
147000
2000
giúp chúng ta hiểu được
02:47
self-generation and growth:
58
149000
2000
sự tự sản sinh và phát triển
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
151000
4000
vốn rất quan trọng cho mô phỏng trong khoa học nano.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
155000
2000
Đối với các nghệ sĩ, chúng tôi đang tạo ra các thế giới mới
02:55
that we can uncover and explore.
61
157000
2000
mà ta có thể khám phá và thăm dò.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
159000
3000
Với các thuật toán sinh học tạo sinh phát triển,
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
162000
3000
chúng tương tác và liên lạc giống như một đàn côn trùng.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
165000
2000
Các nhà nghiên cứu đang tương tác với dữ liệu này
03:05
by injecting bacterial code,
65
167000
2000
bằng cách tiêm mã vi khuẩn vào,
03:07
which are computer programs,
66
169000
2000
vốn là các chương trình máy tính,
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
171000
4000
cho phép các tạo thể này lớn lên qua thời gian.
03:13
We're going to move now from the biological
68
175000
2000
Chúng ta sẽ chuyển từ thế giới sinh học
03:15
and the macroscopic world,
69
177000
2000
và thế giới vĩ mô,
03:17
down into the atomic world,
70
179000
2000
sang thế giới nguyên tử,
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
181000
3000
khi chúng ta bay vào một lưới nguyên tử.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
184000
3000
Đây là dữ liệu AFM, Kính hiển vi nguyên tử lực
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
187000
3000
từ các đồng nghiệp của tôi ở Trung tâm Ánh sáng và Năng lượng Chất rắn.
03:28
They've discovered a new bond,
74
190000
2000
Họ đã phát hiện ra một trạng thái kết nối mới,
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
192000
3000
một chất liệu mới cho pin mặt trời trong suốt.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
195000
3000
Chúng ta đang bay qua 2.000 lưới nguyên tử -
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
198000
2000
ôxy, hy đrô và kẽm.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
200000
3000
Bạn thấy trạng liên kết ở dạng tam giác.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
203000
2000
Đó là 4 nguyên từ kẽm màu xanh
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
205000
3000
liên kết với một nguyên tử hy đrô màu trắng.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
208000
2000
Bạn thấy các luồng điện từ chạy theo dòng
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
210000
3000
mà chúng tôi - những nghệ sĩ, đã tạo ra cho các nhà khoa học.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
213000
3000
Điều này cho phép họ tìm ra các nốt gắn kết trong bất cứ mạng lưới nguyên tử nào.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
216000
3000
Chúng tôi nghĩ nó tạo ra một kiểu nghệ thuật kết cấu đẹp.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
219000
2000
Âm thanh các bạn đang nghe thực ra là
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
221000
2000
các phổ phát ra từ các nguyên tử này.
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
223000
2000
Chúng tôi đã đưa chúng thành âm thanh.
04:03
so they're singing to you.
88
225000
2000
Vậy nên chúng đang hát cho các bạn nghe.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
227000
3000
Ôxy, hy đrô và kẽm có đặc trưng riêng của chúng.
04:08
We're going to actually move even further down
90
230000
3000
Chúng ta sẽ đi tiếp
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
233000
3000
từ lưới các nguyên tử này
04:14
to one single hydrogen atom.
92
236000
3000
sang một nguyên tử Hydro đơn lẻ.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
239000
2000
Chúng tôi đang cùng với các cộng sự vật lí
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
241000
3000
đã cung cấp cho chúng tôi các tính toán
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
244000
4000
về công thức Schrödinger 3D lệ thuộc thời gian.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
248000
3000
Chúng ta đang thấy đây là một sự chồng lấn của một electron
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
251000
3000
trong 3 quỹ đạo thấp hơn của nguyên tử Hydro.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
254000
4000
Bạn đang nghe và nhìn luồng điện từ với các đường kẻ.
04:36
The white dots are the probability wave
99
258000
2000
Các chấm trắng là các sóng khả hữu
04:38
that will show you where the electron is
100
260000
2000
chỉ cho bạn thấy hạt electron đang ở đâu
04:40
in any given point of time and space
101
262000
2000
trong một thời điểm và không gian nhất định
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
264000
4000
trong 3 hình thể quỹ đạo cụ thể này.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
268000
4000
Trong phút nữa chúng ta sẽ chuyển đến hai hình thể quỹ đạo.
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
272000
2000
Và các bạn sẽ nhận thấy một xung động.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
274000
3000
Bạn sẽ nghe thấy sự lên xuống giữa các âm thanh.
04:55
This is actually a light emitter.
106
277000
2000
Đây thực ra chỉ là một sự phát ra ánh sáng.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
279000
3000
Khi âm thanh bắt đầu giao động và co lại,
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
282000
3000
các nhà vật lí của chúng tôi có thể nói khi nào một photon sẽ bị thoát ra.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
285000
4000
Họ đang bắt đầu tìm các cấu trúc toán học mới
05:07
in these calculations.
110
289000
2000
trong các tính toán này.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
291000
3000
Và họ hiểu hơn về toán học lượng tử.
05:12
We're going to move even further down,
112
294000
3000
Chúng ta sẽ đi tiếp,
05:15
and go to one single electron spin.
113
297000
4000
và chuyển sang một động lượng điện từ đơn.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
301000
3000
Đây sẽ là dự án cuối cùng tôi sẽ trình bày với các bạn.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
304000
2000
Các cộng sự của tôi ở Trung tâm Điện toán và Động lượng Lượng tử
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
306000
4000
đang tính toán bằng những tia laser li khai
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
310000
3000
trong một động lượng điện từ đơn.
05:31
We've taken this information and we've
118
313000
2000
Chúng tôi lấy thông tin này và
05:33
made a mathematical model out of it.
119
315000
2000
tạo ra một mô hình toán học từ đó.
05:35
You're actually seeing and hearing
120
317000
2000
Các bạn đang nhìn và nghe thấy
05:37
quantum information flow.
121
319000
2000
luồng thông tin lượng tử.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
321000
3000
Nó rất quan trọng cho bước tiếp theo của việc mô phỏng
05:42
quantum computers and information technology.
123
324000
3000
máy tính lượng tử và công nghệ thông tin.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
327000
4000
Các thí dụ ngắn gọn tôi đã trình bày với các bạn ở đây
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
331000
3000
cho bạn một khái niệm về công việc chúng tôi đang làm
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
334000
2000
tại Trường đại học California, Santa Barbara,
05:54
to bring together, arts, science
127
336000
3000
để kết hợp nghệ thuật, khoa học,
05:57
and engineering
128
339000
3000
với thiết kế,
06:00
into a new age of math, science and art.
129
342000
3000
vào một kỉ nguyên mới của toán học, khoa học, và nghệ thuật.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
345000
3000
Chúng tôi hi vọng rằng các bạn sẽ đến thăm AlloSphere.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
348000
4000
Truyền cảm hứng cho chúng tôi tìm ra các cách thức mới để có thể sử dụng
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
352000
4000
thiết bị đặc biệt chúng tôi đã chế tạo ra này tại Santa Barbara.
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
Cảm ơn các bạn rất nhiều.
06:16
(Applause)
134
358000
6000
(Vỗ tay)
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