ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why you should listen
While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
More profile about the speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com
TED2014

Janet Iwasa: How animations can help scientists test a hypothesis

Джанет Иваса: Как анимациите могат да помогнат на учените да тестват своята хипотеза

Filmed:
900,546 views

3D анимациите могат да вдъхнат живот на научните хипотези. Молекулярният биолог (и TED стипендиант) Джанет Иваса ни представя нов, напълно достъпен анимационен софтуер направен специално за учени.
- Molecular animator
Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
Take a look at this drawingчертеж.
0
710
1869
Вижте тази рисунка.
00:14
Can you tell what it is?
1
2579
1604
Можете ли да кажете какво е?
00:16
I'm a molecularмолекулен biologistбиолог by trainingобучение,
2
4183
2747
Аз съм молекулярен биолог
00:18
and I've seenвидян a lot of these kindsвидове of drawingsчертежи.
3
6930
2603
и съм виждала много от този тип рисунки.
00:21
They're usuallyобикновено referredпосочена to as a modelмодел figureфигура,
4
9533
3092
Oбикновено се наричат примерeн модел,
00:24
a drawingчертеж that showsпредавания how we think
5
12625
1734
рисунка, която показва как мислим, че
00:26
a cellularклетъчен or molecularмолекулен processпроцес occursвъзниква.
6
14359
2664
се случва един клетъчен или
молекулярен процес.
00:29
This particularособен drawingчертеж is of a processпроцес
7
17023
2499
Тази конкретна рисунка е на процес
00:31
calledНаречен clathrin-mediatedclathrin медиирана endocytosisендоцитоза.
8
19522
4323
наречен клатрин-медиирана ендоцитоза.
00:35
It's a processпроцес by whichкойто a moleculeмолекула can get
9
23845
2610
Това е процес при който
молекула може да стигне от
00:38
from the outsideизвън of the cellклетка to the insideвътре
10
26455
2238
външната среда на клетката вътре в нея,
00:40
by gettingполучаване на capturedзаловен in a bubbleмехур or a vesicleвезикули
11
28693
2537
като бива обвита от балонче или мехурче,
00:43
that then getsполучава internalizedинтернализирани by the cellклетка.
12
31230
2820
което бива "погълнато" от клетката.
00:46
There's a problemпроблем with this drawingчертеж, thoughвъпреки че,
13
34050
1835
Има обаче проблем с тази рисунка,
00:47
and it's mainlyглавно in what it doesn't showшоу.
14
35885
2632
и е главно в това какво не показва.
00:50
From lots of experimentsексперименти,
15
38517
1465
От много експерименти,
00:51
from lots of differentразличен scientistsучени,
16
39982
1835
от много различни учени,
00:53
we know a lot about what these moleculesмолекули look like,
17
41817
2996
знаем много за това на
какво приличат тези молекули,
00:56
how they moveход around in the cellклетка,
18
44813
1682
как се движат около клетката,
00:58
and that this is all takingприемате placeмясто
19
46495
1825
и че това всичко се случва
01:00
in an incrediblyневероятно dynamicдинамичен environmentзаобикаляща среда.
20
48320
2990
в една невероятно динамична среда.
01:03
So in collaborationсътрудничество with a clathrinclathrin
expertексперт TomasТомас KirchhausenKirchhausen,
21
51310
3473
Съвместно с експертът
по клатрин Томас Кирххаузен,
01:06
we decidedреши to createсъздавам a newнов kindмил of modelмодел figureфигура
22
54783
2319
решихме да създадем
нов вид примерен модел,
01:09
that showedпоказан all of that.
23
57102
2024
който показва всичко това.
01:11
So we startначало outsideизвън of the cellклетка.
24
59126
1736
Започваме отвън на клетката.
01:12
Now we're looking insideвътре.
25
60862
1648
Сега гледаме вътре.
01:14
ClathrinClathrin are these three-leggedтрикрако moleculesмолекули
26
62510
2080
Клатрин са тези трикракови молекули,
01:16
that can self-assembleсамосглобят into soccer-ball-likeфутбол-топката-като shapesформи.
27
64590
3288
които могат да се прегрупират
в подобни на футболна топка форми.
01:19
ThroughЧрез connectionsвръзки with a membraneмембрана,
28
67878
1697
При контакт с мембрана,
01:21
clathrinclathrin is ableспособен to deformдеформира the membraneмембрана
29
69575
2167
клатринът е способен
да деформира мембраната
01:23
and formформа this sortвид of a cupчаша
30
71742
1413
и формира нещо като чаша,
01:25
that formsформи this sortвид of a bubbleмехур, or a vesicleвезикули,
31
73155
2307
която формира
нещо като мехурче или везикул,
01:27
that's now capturingзаснемане some of the proteinsпротеини
32
75462
1784
който захваща някои от протеините,
01:29
that were outsideизвън of the cellклетка.
33
77246
1654
които са били отвън на клетката.
01:30
ProteinsПротеини are comingидващ in now that
basicallyв основата си pinchщипка off this vesicleвезикули,
34
78900
3498
Протеините навлизат като
основно отчупват този везикул.
01:34
makingприготвяне it separateотделен from the restПочивка of the membraneмембрана,
35
82398
2584
отделяйки го от мембраната,
01:36
and now clathrinclathrin is basicallyв основата си doneСвършен with its jobработа,
36
84982
2392
и сега клатринът е свършил работата си.
01:39
and so proteinsпротеини are comingидващ in now —
37
87374
1238
и протеините навлизат --
01:40
we'veние имаме coveredпокрит them yellowжълт and orangeоранжев
38
88612
1946
оцветили сме ги в жълто и оранжево --
01:42
that are responsibleотговорен for takingприемате
apartна части this clathrinclathrin cageклетка.
39
90558
2542
и са отговорни за отделянето
на тази клатринена клетка.
01:45
And so all of these proteinsпротеини
can get basicallyв основата си recycledрециклирани
40
93100
3282
И сега всички тези протеини
могат да бъдат рециклирани
01:48
and used all over again.
41
96382
1536
и използвани отново.
01:49
These processesпроцеси are too smallмалък to be seenвидян directlyпряко,
42
97918
3409
Тези процеси са прекалено малки
за да бъдат наблюдавани директно,
01:53
even with the bestнай-доброто microscopesмикроскопи,
43
101327
1832
дори и с най-добрите микроскопи,
01:55
so animationsанимации like this provideпредоставяне a really powerfulмощен way
44
103159
2631
анимации като тази
ни предоставят много добър начин
01:57
of visualizingВизуализиране на a hypothesisхипотеза.
45
105790
3018
за визуализиране на хипотеза.
02:00
Here'sТук е anotherоще illustrationилюстрация,
46
108808
1846
Ето още една илюстрация,
02:02
and this is a drawingчертеж of how a researcherИзследовател mightбиха могли, може think
47
110654
2736
и това е рисунка на това
как един изследовател смята,
02:05
that the HIVХИВ virusвирус getsполучава into and out of cellsклетки.
48
113390
3505
че ХИВ вирусът навлиза
и излиза от клетките.
02:08
And again, this is a vastобширен oversimplificationопростенчество
49
116895
2519
И отново, това е обширно опростяване
02:11
and doesn't beginзапочвам to showшоу
50
119414
1744
и не успява да ни покаже
02:13
what we actuallyвсъщност know about these processesпроцеси.
51
121158
2482
какво всъщност знаем за тези процеси.
02:15
You mightбиха могли, може be surprisedизненадан to know
52
123640
2215
Може би ще се изненадате да разберете,
02:17
that these simpleпрост drawingsчертежи are the only way
53
125855
2767
че тези прости рисунки
са единствения начин,
02:20
that mostнай-много biologistsбиолози visualizeвизуализират
theirтехен molecularмолекулен hypothesesхипотези.
54
128622
3832
по който повечето биолози визуализират
техните молекулярни хипотези.
02:24
Why?
55
132454
1028
Защо?
02:25
Because creatingсъздаване на moviesкино of processesпроцеси
56
133482
1990
Защото да създадеш филми за процесите
02:27
as we think they actuallyвсъщност occurвъзникне is really hardтвърд.
57
135472
3014
както мислим, че те наистина се случват
е наистина трудно.
02:30
I spentпрекарах monthsмесеца in HollywoodХоливуд
learningизучаване на 3D animationанимация softwareсофтуер,
58
138486
3633
Прекарах месеци в Холивуд
изучавайки софтуер за ЗD анимация
02:34
and I spendхарча monthsмесеца on eachвсеки animationанимация,
59
142119
2281
и прекарах месеци върху всяка анимация,
и това е
02:36
and that's just time that mostнай-много
researchersизследователи can't affordпозволим.
60
144400
3350
време, което повечето изследователи
не могат да си позволят.
02:39
The payoffsподкупите can be hugeогромен, thoughвъпреки че.
61
147750
2200
Печалбите могат да бъдат огромни обаче.
02:41
MolecularМолекулярна animationsанимации are unparalleledнесравним
62
149950
2384
Молекулярните анимации са несравними
02:44
in theirтехен abilityспособност to conveyпредавам a great dealсделка of informationинформация
63
152334
3441
в тяхната възможност да предадат
голямо количество информация,
02:47
to broadширок audiencesаудитории with extremeекстремни accuracyточност.
64
155775
3592
да осигурят огромна точност на публиката.
02:51
And I'm workingработа on a newнов projectпроект now
65
159367
1503
В момента работя по нов проект
02:52
calledНаречен "The ScienceНаука of HIVХИВ"
66
160870
1438
наречен "Науката на ХИВ",
02:54
where I'll be animatingАнимиране the entireцял life cycleцикъл
67
162308
2362
където ще анимирам целия жизнен цикъл
02:56
of the HIVХИВ virusвирус as accuratelyакуратно as possibleвъзможен
68
164670
3104
на ХИВ вируса колкото е възможно по-точно
02:59
and all in molecularмолекулен detailдетайл.
69
167774
1961
и всичко в молекулярни детайли.
03:01
The animationанимация will featureособеност dataданни
70
169735
2151
Анимацията ще включва данни
03:03
from thousandsхиляди of researchersизследователи
collectedсъбран over decadesдесетилетия,
71
171886
2976
от хиляди изследователи,
събрани през годините,
03:06
dataданни on what this virusвирус looksвъншност like,
72
174862
3080
данни за това как изглежда вирусът,
03:09
how it's ableспособен to infectзарази cellsклетки in our bodyтяло,
73
177942
3088
как успява да инфектира
клетките в нашето тяло
03:13
and how therapeuticsфармацевтиката are
helpingподпомагане to combatбитка infectionинфекция.
74
181030
3972
и как лекарствата помагат
да се пребори инфекцията.
03:17
Over the yearsгодини, I foundнамерено that animationsанимации
75
185002
2329
През годините, разбрах, че анимациите
03:19
aren'tне са just usefulполезен for communicatingобщуването an ideaидея,
76
187331
2819
не са просто полезни при
представяне на идея
03:22
but they're alsoсъщо really usefulполезен
77
190150
1496
но те са също полезни
03:23
for exploringпроучване a hypothesisхипотеза.
78
191646
2312
за изучаване на дадена хипотеза.
03:25
BiologistsБиолози for the mostнай-много partчаст are
still usingизползвайки a paperхартия and pencilмолив
79
193958
3194
Биолозите като цяло все още
използват молив и хартия
03:29
to visualizeвизуализират the processesпроцеси they studyуча,
80
197152
2222
за да визуализират процесите,
които изучават.
03:31
and with the dataданни we have now,
that's just not good enoughдостатъчно anymoreвече.
81
199374
3480
и с всички данни, с които разполагаме
сега, това вече не е достатъчно добро.
03:34
The processпроцес of creatingсъздаване на an animationанимация
82
202854
2416
Процесът при създаване на анимация
03:37
can actакт as a catalystкатализатор that allowsпозволява researchersизследователи
83
205270
2657
може да бъде катализатор,
който позволява на учените
03:39
to crystalizeСините вълни and refineуточняване theirтехен ownсобствен ideasидеи.
84
207927
2951
да избистрят и подобрят
техните собствени идеи.
03:42
One researcherИзследовател I workedработил with
85
210878
1784
Един от учените, с които работих, който
03:44
who worksвърши работа on the molecularмолекулен mechanismsмеханизми
86
212662
1776
работи върху
молекулярните механизми
03:46
of neurodegenerativeневродегенеративни diseasesзаболявания
87
214438
1784
на невродегенеретивните заболявания,
03:48
cameдойде up with experimentsексперименти that were relatedсроден
88
216222
1978
измисли експерименти
които бяха обвързани
03:50
directlyпряко to the animationанимация that
she and I workedработил on togetherзаедно,
89
218200
2983
директно с анимацията върху
която тя и аз работихме заедно.
03:53
and in this way, animationанимация can
feedфураж back into the researchизследване processпроцес.
90
221183
4121
Чрез нея може да осъществи обратна
връзка към изследователския процес.
03:57
I believe that animationанимация can changeпромяна biologyбиология.
91
225304
2853
Вярвам, че анимацията може
да промени биологията.
04:00
It can changeпромяна the way that we
communicateобщуват with one anotherоще,
92
228157
2568
Може да промени начинът по който
комуникираме,
04:02
how we exploreизследвам our dataданни
93
230725
1623
как изучаваме информацията
04:04
and how we teachпреподавам our studentsстуденти.
94
232348
1327
и обучаваме ученицитe си.
04:05
But for that changeпромяна to happenстава,
95
233675
1454
Но за да се случи тoва,
04:07
we need more researchersизследователи creatingсъздаване на animationsанимации,
96
235129
3157
ни трябват повече изследователи,
които да създават анимации,
04:10
and towardза that endкрай, I broughtдонесе togetherзаедно a teamекип
97
238286
2255
и за тази цел, събрах екип
04:12
of biologistsбиолози, animatorsАниматорите and programmersпрограмисти
98
240541
3137
от биолози, аниматори и програмисти,
04:15
to createсъздавам a newнов, freeБезплатно, open-sourceотворен код softwareсофтуер
99
243678
3047
за да създадат нов, безплатен,
отворен софтуер --
04:18
we call it MolecularМолекулярна FlipbookFlipbook
100
246725
1904
нарекохме го Molecular Flipbook --
04:20
that's createdсъздаден just for biologistsбиолози
101
248629
1896
който е създаден конкретно за биолози,
04:22
just to createсъздавам molecularмолекулен animationsанимации.
102
250525
3545
само за създаване на анимации.
04:26
From our testingтестване, we'veние имаме foundнамерено
that it only takes 15 minutesминути
103
254070
3712
От нашите тестове разбрахме,
че са необходими само 15 минути
04:29
for a biologistбиолог who has never
touchedтрогнат animationанимация softwareсофтуер before
104
257782
3268
за един биолог, който никога не е
работил с такъв софтуер,
04:33
to createсъздавам her first molecularмолекулен animationанимация
105
261050
2736
да създаде своята първа
молекулярна анимация
04:35
of her ownсобствен hypothesisхипотеза.
106
263786
1522
на своята собствена хипотеза.
04:37
We're alsoсъщо buildingсграда an onlineна линия databaseбаза данни
107
265308
2150
Ние разработваме и
онлайн информационна база,
04:39
where anyoneнякой can viewизглед, downloadИзтегли and contributeдопринесе
108
267458
2775
където всеки може да види,
свали или да допринесе
04:42
theirтехен ownсобствен animationsанимации.
109
270233
1616
техните собствени анимации.
04:43
We're really excitedвъзбуден to announceобяви
110
271849
1971
Развълнувани сме да обявим,
04:45
that the betaбета versionверсия of the molecularмолекулен animationанимация
111
273820
2462
че бета версията на
молекулярния анимационен
04:48
softwareсофтуер toolkitинструментариум will be availableна разположение for downloadИзтегли todayднес.
112
276282
4208
софтуер ще бъде обявена
за сваляне днес.
04:52
We are really excitedвъзбуден to see
what biologistsбиолози will createсъздавам with it
113
280490
2743
Ще се радваме да видим какво
ще сътворят с него биолозите
04:55
and what newнов insightsпрозрения they're ableспособен to gainпечалба
114
283233
2056
и какви нови прозрения
ще могат да получат
04:57
from finallyнакрая beingсъщество ableспособен to animateАнимиране
115
285289
1481
от това да могат да анимират
04:58
theirтехен ownсобствен modelмодел figuresфигури.
116
286770
1703
своите собствени примерни модели.
05:00
Thank you.
117
288473
2240
Благодаря ви.
05:02
(ApplauseАплодисменти)
118
290713
3158
(Аплодисмети)
Translated by Ralitsa Dobrev
Reviewed by Anton Hikov

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Janet Iwasa - Molecular animator


Why you should listen
While we know a lot about molecular processes, they can’t be observed directly, and scientists have to rely on simple, two-dimensional drawings to depict complex hypotheses. That is, they did until now. Janet Iwasa’s colorful and action-packed 3D animations bring scientific hypotheses to life, showing how we think molecules look, move and interact. Not only is molecular animation a powerful way to illustrate ideas and convey information to general audiences, it’s also a powerful tools for inspiring new research. However, 3D molecular animation using commercial software requires skill and time, so Iwasa has created a simpler 3D animation software tool for biologists, allowing researchers to intuitively and quickly model molecular hypotheses. In 2014, she launched the beta of her new free, open-source animation software, Molecular Flipbook, which allows biologists to create molecular animations of their own hypotheses in just 15 minutes.
More profile about the speaker
Janet Iwasa | Speaker | TED.com