TED2009
JoAnn Kuchera-Morin: Stunning data visualization in the AlloSphere
Η Τζο Αν Κουχέρα-Μορίν μας ξεναγεί στην AlloSphere
Filmed:
Readability: 5.6
728,865 views
Η Τζο Αν Κουχέρα-Μορίν παρουσιάζει την AlloSphere, έναν εντελώς νέο τρόπο να δούμε και να ερμηνεύσουμε επιστημονικά δεδομένα, σε έγχρωμη εικόνα και πολυκάναλο σύστημα ήχου μέσα σε μια τεράστια μεταλλική σφαίρα. Καταδυθείτε μέσα στον εγκέφαλο, νιώστε την περιστροφή του ηλεκτρονίου, ακούστε τη μουσική των στοιχείων...
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
Η AlloSphere: είναι μια μεταλλική σφαίρα τριών ορόφων
00:21
in an echo-free chamber.
1
3000
2000
σε έναν θάλαμο χωρίς ηχώ.
00:23
Think of the AlloSphere as a large,
2
5000
2000
Φανταστείτε την AlloSphere σαν ένα μεγάλο,
00:25
dynamically varying digital microscope
3
7000
3000
δυναμικά ποικίλο ψηφιακό μικροσκόπιο
00:28
that's connected to a supercomputer.
4
10000
2000
που είναι συνδεδεμένο με έναν υπερ-υπολογιστή.
00:30
20 researchers can stand on a bridge
5
12000
3000
20 ερευνητές μπορούν να στέκονται πάνω σε μία γέφυρα
00:33
suspended inside of the sphere, and be
6
15000
2000
υποστηριζόμενοι μέσα στην σφαίρα και να είναι
00:35
completely immersed in their data.
7
17000
2000
τελείως βυθισμένοι στα δεδομένα τους.
00:37
Imagine if a team of physicists
8
19000
2000
Φανταστείτε εάν μια ομάδα φυσικών
00:39
could stand inside of an atom
9
21000
3000
μπορούσε να σταθεί στο εσωτερικό ενός ατόμου
00:42
and watch and hear electrons spin.
10
24000
2000
και να παρακολουθεί και να ακούει τα ηλεκτρόνια να περιστρέφονται.
00:44
Imagine if a group of sculptors
11
26000
4000
Φανταστείτε εάν μια ομάδα από γλύπτες
00:48
could be inside of a lattice of atoms
12
30000
3000
μπορούσε να σταθεί μέσα στο πλέγμα των ατόμων
00:51
and sculpt with their material.
13
33000
2000
και να σμιλεύει με τα υλικά της.
00:53
Imagine if a team of surgeons could fly
14
35000
2000
Φανταστείτε εάν μια ομάδα χειρουργών μπορούσε να μετακινηθεί
00:55
into the brain, as though it was a world,
15
37000
3000
στο εσωτερικό του εγκεφάλου, σαν να ήταν ένας κόσμος,
00:58
and see tissues as landscapes,
16
40000
2000
και να δει τους ιστούς σαν φυσικά τοπία
01:00
and hear blood density levels as music.
17
42000
3000
και να ακούσει τα επίπεδα πυκνότητας του αίματος σαν μουσική.
01:03
This is some of the research that you're going to see
18
45000
2000
Αυτά που θα σας δείξω είναι ένα δείγμα της έρευνας
01:05
that we're undertaking at the AlloSphere.
19
47000
2000
που αναλαμβάνουμε στην AlloSphere.
01:07
But first a little bit about this group
20
49000
2000
Αλλά πρώτα, μερικές πληροφορίες για αυτή την ομάδα
01:09
of artists, scientists, and engineers
21
51000
2000
από καλλιτέχνες, επιστήμονες και μηχανικούς
01:11
that are working together.
22
53000
2000
που δουλεύουν μαζί.
01:13
I'm a composer, orchestrally-trained,
23
55000
2000
Είμαι συνθέτης, ορχηστρικά καταρτισμένη,
01:15
and the inventor of the AlloSphere.
24
57000
2000
και η εφευρέτης της AlloSphere.
01:17
With my visual artist colleagues, we map
25
59000
2000
Με τους συνάδελφους εικαστικούς καλλιτέχνες, καταγράφουμε
01:19
complex mathematical algorithms that unfold in time and space,
26
61000
3000
περίπλοκους μαθηματικούς αλγόριθμους που ξετυλίγονται στο χώρο και στο χρόνο,
01:22
visually and sonically.
27
64000
2000
οπτικά και ακουστικά.
01:24
Our scientist colleagues are finding new patterns
28
66000
2000
Οι συνάδελφοι επιστήμονες βρίσκουν νέα μοτίβα
01:26
in the information.
29
68000
2000
στις πληροφορίες.
01:28
And our engineering colleagues are making
30
70000
2000
Και οι συνάδελφοι μηχανικοί δημιουργούν
01:30
one of the largest dynamically varying computers in the world
31
72000
4000
έναν από τα μεγαλύτερους δυναμικά ποικίλους ηλεκτρονικούς υπολογιστές στον κόσμο
01:34
for this kind of data exploration.
32
76000
2000
για αυτού του είδους της εξερεύνησης πληροφοριών.
01:36
I'm going to fly you into five research projects
33
78000
3000
Θα πετάξουμε μαζί σε πέντε ερευνητικά προγράμματα
01:39
in the AlloSphere that are going to take you from
34
81000
2000
στην AlloSphere που θα σας μεταφέρουν από
01:41
biological macroscopic data
35
83000
2000
τα μακροσκοπικά βιολογικά δεδομένα
01:43
all the way down to electron spin.
36
85000
3000
μέχρι την περιστροφή του ηλεκτρονίου.
01:46
This first project is called the AlloBrain.
37
88000
3000
Το πρώτο πρόγραμμα ονομάζεται AlloBrain.
01:49
And it's our attempt to quantify beauty
38
91000
2000
Και είναι η προσπάθειά μας να προσδιοριστεί ποσοτικά η ομορφιά
01:51
by finding which regions of the brain
39
93000
2000
βρίσκοντας ποιες περιοχές του εγκεφάλου
01:53
are interactive while witnessing something beautiful.
40
95000
4000
αλληλεπιδρούν όταν παρατηρούμε κάτι ωραίο.
01:57
You're flying through the cortex of my colleague's brain.
41
99000
3000
Περιπλανιέστε μέσα στον φλοιό του εγκεφάλου του συναδέλφου μου.
02:00
Our narrative here is real fMRI data
42
102000
3000
Η περιήγησή μας εδώ είναι από πραγματικά fMRI δεδομένα
02:03
that's mapped visually and sonically.
43
105000
2000
που καταγράφηκαν οπτικά και ηχητικά.
02:05
The brain now a world that we can fly through and interact with.
44
107000
4000
Ο εγκέφαλος είναι τώρα ένας κόσμος στον οποίο μπορούμε να περιηγηθούμε και να αλληλεπιδράσουμε.
02:09
You see 12 intelligent computer agents,
45
111000
3000
Βλέπετε 12 ευφυείς υπολογιστικούς πράκτορες,
02:12
the little rectangles that are flying in the brain with you.
46
114000
3000
τα μικρά ορθογώνια σχήματα που πετούν στον εγκέφαλο μαζί σας.
02:15
They're mining blood density levels.
47
117000
2000
Αντλούν πληροφορίες για τα επίπεδα πυκνότητα του αίματος.
02:17
And they're reporting them back to you sonically.
48
119000
3000
Και τα αναφέρουν πίσω σε εσάς ηχητικά.
02:20
Higher density levels mean
49
122000
2000
Υψηλότερα επίπεδα πυκνότητας σημαίνουν
02:22
more activity in that point of the brain.
50
124000
2000
μεγαλύτερη δραστηριότητα σε αυτό το σημείο του εγκεφάλου.
02:24
They're actually singing these densities to you
51
126000
3000
Στην πραγματικότητα σας τραγουδούν αυτές τις πυκνότητες
02:27
with higher pitches mapped to higher densities.
52
129000
3000
με τις υψηλότερες θέσεις να αντιστοιχούν σε υψηλότερες πυκνότητες.
02:30
We're now going to move from real biological data
53
132000
3000
Πάμε τώρα από τα πραγματικά βιολογικά δεδομένα
02:33
to biogenerative algorithms that create artificial nature
54
135000
4000
στους βιογεννετικούς αλγόριθμους που δημιουργούν τεχνητό χαρακτήρα
02:37
in our next artistic and scientific installation.
55
139000
4000
στην επόμενη καλλιτεχνική και επιστημονική παρουσίαση.
02:41
In this artistic and scientific installation, biogenerative algorithms
56
143000
4000
Σε αυτή την καλλιτεχνική και επιστημονική παρουσίαση, βιοπαραγωγικοί αλγόριθμοι
02:45
are helping us to understand
57
147000
2000
μας βοηθούν να καταλάβουμε
02:47
self-generation and growth:
58
149000
2000
την αυτο-παραγωγή και την ανάπτυξη:
02:49
very important for simulation in the nanoscaled sciences.
59
151000
4000
πολύ σημαντικές για την προσομοίωση επιστημών νανοκλίμακας.
02:53
For artists, we're making new worlds
60
155000
2000
Για τους καλλιτέχνες, δημιουργούμε νέους κόσμους
02:55
that we can uncover and explore.
61
157000
2000
που μπορούμε να αποκαλύψουμε και να εξερευνήσουμε.
02:57
These generative algorithms grow over time,
62
159000
3000
Αυτοί οι παραγωγικοί αλγόριθμοι αυξάνονται με το χρόνο
03:00
and they interact and communicate as a swarm of insects.
63
162000
3000
και αλληλεπιδρούν και επικοινωνούν όπως ένα σμήνος από έντομα.
03:03
Our researchers are interacting with this data
64
165000
2000
Οι ερευνητές μας αλληλεπιδρούν με αυτά τα δεδομένα
03:05
by injecting bacterial code,
65
167000
2000
εγχέοντας βακτηριακό κώδικα,
03:07
which are computer programs,
66
169000
2000
που είναι προγράμματα υπολογιστών,
03:09
that allow these creatures to grow over time.
67
171000
4000
που επιτρέπουν σε αυτά τα όντα να αναπτυχθούν με το χρόνο.
03:13
We're going to move now from the biological
68
175000
2000
Πάμε τώρα από τον βιολογικό
03:15
and the macroscopic world,
69
177000
2000
και τον μακροσκοπικό κόσμο,
03:17
down into the atomic world,
70
179000
2000
κάτω στον ατομικό κόσμο,
03:19
as we fly into a lattice of atoms.
71
181000
3000
καθώς πετάμε σε ένα πλέγμα από άτομα.
03:22
This is real AFM -- Atomic Force Microscope -- data
72
184000
3000
Αυτά είναι πραγματικά δεδομένα από μικροσκόπιο ατομικής δύναμης (AFM - Atomic Force Microscope)
03:25
from my colleagues in the Solid State Lighting and Energy Center.
73
187000
3000
από τoυς συναδέλφους μου στο Κέντρο Συμπαγούς Φωτός και Ενέργειας.
03:28
They've discovered a new bond,
74
190000
2000
Έχουν ανακαλύψει έναν καινούργιο δεσμό,
03:30
a new material for transparent solar cells.
75
192000
3000
ένα νέο υλικό για διαφανείς ηλιακές κυψέλες.
03:33
We're flying through 2,000 lattice of atoms --
76
195000
3000
Πετάμε μέσα σε ένα πλέγμα 2.000 ατόμων --
03:36
oxygen, hydrogen and zinc.
77
198000
2000
οξυγόνου, υδρογόνου και ψευδαργύρου.
03:38
You view the bond in the triangle.
78
200000
3000
Βλέπετε τον δεσμό της τριάδας.
03:41
It's four blue zinc atoms
79
203000
2000
Είναι τέσσερα μπλε άτομα ψευδαργύρου
03:43
bonding with one white hydrogen atom.
80
205000
3000
που ενώνονται με ένα λευκό άτομο υδρογόνου.
03:46
You see the electron flow with the streamlines
81
208000
2000
Βλέπετε την τροχιά του ηλεκτρονίου από τις ροές
03:48
we as artists have generated for the scientists.
82
210000
3000
που δημιουργήσαμε εμείς οι καλλιτέχνες για τους επιστήμονες.
03:51
This is allowing them to find the bonding nodes in any lattice of atoms.
83
213000
3000
Αυτό τους επιτρέπει να βρίσκουν τις ακμές των ενώσεων σε οποιοδήποτε πλέγμα από άτομα.
03:54
We think it makes a beautiful structural art.
84
216000
3000
Πιστεύουμε ότι δημιουργεί μια πανέμορφη διαρθρωτική τέχνη.
03:57
The sound that you're hearing are the actual
85
219000
2000
Ο ήχος που ακούτε είναι ο πραγματικός
03:59
emission spectrums of these atoms.
86
221000
2000
του φάσματος εκπομπής από αυτά τα άτομα.
04:01
We've mapped them into the audio domain,
87
223000
2000
Τους έχουμε καταγράψει στο ακουστικό φάσμα,
04:03
so they're singing to you.
88
225000
2000
οπότε σας τραγουδούν.
04:05
Oxygen, hydrogen and zinc have their own signature.
89
227000
3000
Το οξυγόνο, το υδρογόνο και ο ψευδάργυρος έχουν τη δική τους υπογραφή.
04:08
We're going to actually move even further down
90
230000
3000
Θα μετακινηθούμε πραγματικά ακόμα πιο κάτω
04:11
as we go from this lattice of atoms
91
233000
3000
όπως πηγαίνουμε από αυτό το πλέγμα ατόμων
04:14
to one single hydrogen atom.
92
236000
3000
σε ένα και μόνο άτομο υδρογόνου.
04:17
We're working with our physicist colleagues
93
239000
2000
Εργαζόμαστε με τους συναδέλφους φυσικούς
04:19
that have given us the mathematical calculations
94
241000
3000
που μας έδωσαν τους μαθηματικούς υπολογισμούς
04:22
of the n-dimensional Schrödinger equation in time.
95
244000
4000
της εξίσωσης Σρέντινγκερ για ν-διαστάσεις στον χρόνο.
04:26
What you're seeing here right now is a superposition of an electron
96
248000
3000
Αυτό που βλέπετε εδώ τώρα είναι μια υπέρθεση ενός ηλεκτρονίου
04:29
in the lower three orbitals of a hydrogen atom.
97
251000
3000
στις τρείς χαμηλότερες τροχιές ενός ατόμου υδρογόνου.
04:32
You're actually hearing and seeing the electron flow with the lines.
98
254000
4000
Βλέπετε και ακούτε τις πραγματικές ροές του ηλεκτρονίου με τις γραμμές.
04:36
The white dots are the probability wave
99
258000
2000
Οι λευκές κουκκίδες είναι το κύμα πιθανοτήτων
04:38
that will show you where the electron is
100
260000
2000
που θα σας δείξει που βρίσκεται το ηλεκτρόνιο
04:40
in any given point of time and space
101
262000
2000
σε κάθε δεδομένο σημείο χώρου και χρόνου
04:42
in this particular three-orbital configuration.
102
264000
4000
σε αυτή τη συγκεκριμένη ρύθμιση τριών τροχιών.
04:46
In a minute we're going to move to a two-orbital configuration,
103
268000
4000
Σε ένα λεπτό θα μεταβούμε σε ρύθμιση δύο τροχιών
04:50
and you're going to notice a pulsing.
104
272000
2000
και πρόκειται να παρατηρήσετε έναν παλμό.
04:52
And you're going to hear an undulation between the sound.
105
274000
3000
Και θα ακούσετε έναν κυματισμό κάπου στον ήχο.
04:55
This is actually a light emitter.
106
277000
2000
Αυτός είναι στην πραγματικότητα μια εκπομπή φωτός.
04:57
As the sound starts to pulse and contract,
107
279000
3000
Καθώς ο ήχος αρχίζει να πάλλεται και να συστέλλεται,
05:00
our physicists can tell when a photon is going to be emitted.
108
282000
3000
οι φυσικοί μας μπορούν να προσδιορίσουν πότε ένα φωτόνιο θα εκπεμφθεί.
05:03
They're starting to find new mathematical structures
109
285000
4000
Έχουν ξεκινήσει να βρίσκουν νέες μαθηματικές δομές
05:07
in these calculations.
110
289000
2000
σε αυτούς τους υπολογισμούς.
05:09
And they're understanding more about quantum mathematics.
111
291000
3000
Και καταλαβαίνουν περισσότερα για τα κβαντικά μαθηματικά.
05:12
We're going to move even further down,
112
294000
3000
Θα μεταβούμε ακόμα πιο κάτω
05:15
and go to one single electron spin.
113
297000
4000
και θα πάμε στην περιστροφή ενός και μόνο ηλεκτρονίου.
05:19
This will be the final project that I show you.
114
301000
3000
Αυτό θα είναι και το τελευταίο πρόγραμμα που σας δείχνω.
05:22
Our colleagues in the Center for Quantum Computation
115
304000
2000
Οι συνάδελφοί μας στο Κέντρο Κβαντικού Υπολογισμού
05:24
and Spintronics are actually measuring with their lasers
116
306000
4000
και Σπιντρονικής μετρούν με τη βοήθεια ακτίνων λέιζερ
05:28
decoherence in a single electron spin.
117
310000
3000
την χαλάρωση στην περιστροφή ενός και μόνο ηλεκτρονίου.
05:31
We've taken this information and we've
118
313000
2000
Έχουμε πάρει αυτές τις πληροφορίες και
05:33
made a mathematical model out of it.
119
315000
2000
έχουμε φτιάξει ένα μαθηματικό μοντέλο από αυτές.
05:35
You're actually seeing and hearing
120
317000
2000
Βλέπετε και ακούτε την πραγματική
05:37
quantum information flow.
121
319000
2000
ροή των κβαντικών πληροφοριών.
05:39
This is very important for the next step in simulating
122
321000
3000
Αυτό είναι πολύ σημαντικό για το επόμενο βήμα στην προσομοίωση
05:42
quantum computers and information technology.
123
324000
3000
κβαντικών υπολογιστών και πληροφορικής.
05:45
So these brief examples that I've shown you
124
327000
4000
Αυτά λοιπόν τα σύντομα παραδείγματα που σας έδειξα
05:49
give you an idea of the kind of work that we're doing
125
331000
3000
σας δίνουν μια ιδέα για την δουλειά που κάνουμε
05:52
at the University of California, Santa Barbara,
126
334000
2000
στο Πανεπιστήμιο της Σάντα Μπάρμπαρα της Καλιφόρνια
05:54
to bring together, arts, science
127
336000
3000
να φέρουμε σε επαφή τις τέχνες, τις επιστήμες
05:57
and engineering
128
339000
3000
και τη μηχανική
06:00
into a new age of math, science and art.
129
342000
3000
σε μια νέα εποχή μαθηματικών, φυσικής και τέχνης.
06:03
We hope that all of you will come to see the AlloSphere.
130
345000
3000
Ελπίζουμε ότι όλοι σας θα έρθετε να δείτε την AlloSphere.
06:06
Inspire us to think of new ways that we can use
131
348000
4000
Εμπνεύστε μας να σκεφτούμε νέους τρόπους να χρησιμοποιήσουμε
06:10
this unique instrument that we've created at Santa Barbara.
132
352000
4000
αυτό το μοναδικό όργανο που έχουμε δημιουργήσει στη Σάντα Μπάρμπαρα.
06:14
Thank you very much.
133
356000
2000
Σας ευχαριστώ πολύ.
06:16
(Applause)
134
358000
6000
(Χειροκρότημα)
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